一种含杂原子和环烷基的有机化合物及包含其的有机电致发光器件的制作方法

1.本发明属于oled技术领域，具体包含一种含杂原子和环烷基的有机化合物及包含其的有机电致发光器件。


背景技术：

2.近年来，基于有机材料的光电子器件已经变得越来越受欢迎。此类有机光电子器件的示例包括有机发光二极管(oled)，有机场效应管，有机光伏打电池，有机传感器等。其中oled发展尤其迅速，已经在信息显示领域取得商业上的成功。oled可以提供高饱和度的红、绿、蓝三颜色，用其制成的全色显示装置无需额外的背光源，具有色彩炫丽，相应时间短，色域广，对比度高等优点。
3.oled器件核心为含有多种有机功能材料的薄膜结构。常见的功能化有机材料有：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体(染料)等。通电时，电子和空穴被分别注入、传输到发光区域并在此复合，从而产生激子并发光。oled显示技术的核心有机发光材料，基于红光材料、绿光材料、蓝光材料三者混合实现全色域。新型发光材料的开发是推动电致发光技术不断进步的源动力，也是有机电致发光产业的研究热点。新型蓝光有机电致发光材料的开发实现器件高发光效率和更优的使用寿命，同时，窄半峰宽、色纯度高的蓝光发光材料是开发蓝光发光材料的重点。
4.在oled显示领域中，红色发光材料和绿色发光材料通常使用磷光材料，而蓝光材料通常为荧光材料，一方面，由于电致发光过程中产生25％的单线态激子和75％三线态激子，这意味着普通蓝色荧光材料效率最大也仅为25％，因此，需要其他机制将75％的三线态激子利用，近年来，通过三线态-三线态融合、热活化延迟荧光等手段可以将理论内部量子效率提升至100％，但这类分子使用的较大平面的共轭基团同时引起显著的浓度猝灭效应，另一方面，有机光电材料在成膜时呈现出各向同性特征，这使得材料发出的光容易在器件内部损耗，因此亟待开发出效率高寿命长的材料。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种含杂原子和环烷基的有机化合物及包含其的有机电致发光器件。
6.为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：
7.本发明的第一方面，提供一种含杂原子和环烷基的有机化合物，所述有机化合物的结构通式如式ⅰ所示：
[0008][0009]
其中，
[0010]
环a表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基或碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基；
[0011]
环b表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；
[0012]
x表示b或p＝o；y表示nr3、o或s；
[0013]
r1、r2各自独立地表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c2～c
30
的取代或未取代的烯基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未取代的胺基中的任意一种；两个或两个以上的r1、r2可以各自连接成环结构；
[0014]
r3表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；
[0015]
m、n各自独立地表示0、1、2、3或4；当m为2、3或4时，r1可以相同或不同；当n为2、3或4时，r2可以相同或不同；
[0016]
ar1、ar2之一表示取代或未取代的含有环烷基的芴基，ar1、ar2中另一个基团表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c2～c
30
的取代或未取代的烯基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基，碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；当ar2不表示取代或未取代的含有环烷基的芴基时，其可以与环b彼此连接形成环；也就是说，如果ar1表示取代或未取代的含有环烷基的芴基，则ar2为上述除取代或未取代的含有环烷基的芴基以外的其他限定结构，且ar2可以与环b彼此连接形成环；反之，如果ar2表示取代或未取代的含有环烷基的芴基，则ar1为上述除取代或未取代的含有环烷基的芴基以外的其他限定结构，且ar2不可以与环b彼此连接形成环；
[0017]
ar3表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未经取代的胺基中的一种；
[0018]
所述环a、环b、r1、r2、r3、ar1、ar2、ar3中的取代基可以相同或不同，各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为c1～c
10
的烷基、碳原子数为c6～c
60
的芳基、碳原子数为c5～c
60
的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的稠环芳基、碳原子数为c3～c
30
的环烷基、胺基中的一种，其中两个或两个以上的取代基可以彼此连接形成脂肪环、芳环或稠环；
[0019]
式i所示化合物上的氢可以各自独立地被氘取代。
[0020]
进一步地，所述式ⅰ化合物选自下述式i-1～式i-11所示结构中的一种：
[0021][0022][0023]
其中，
[0024]
所述环b表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；
[0025]
y表示nr3、o或s；
[0026]
r3各自独立地表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基中的任意一种；
[0027]r11
、r4表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基中的任意一种；
[0028]r21
表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为
c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未取代的胺基中的任意一种；
[0029]
m1、p表示0、1、2、3或4；当m1表示2、3或4时，r
11
可以相同或不同；当p表示2、3或4时，r4可以相同或不同；
[0030]
n1表示0、1、2或3；当n1表示2或3时，r
21
可以相同或不同；
[0031]
ar1、ar2各自独立地表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基，碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；
[0032]
且式i-1～式i-5中，所述ar1、ar2中的一个表示取代或未取代的含有环烷基的芴基；式i-6～式i-11中，所述ar1表示取代或未取代的含有环烷基的芴基；
[0033]
ar3表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未经取代的胺基中的一种；
[0034]
所述环b、r
11
、r
21
、r3、r4、ar1、ar2、ar3中的取代基可以相同或不同，各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为c1～c
10
的烷基、碳原子数为c6～c
60
的芳基、碳原子数为c5～c
60
的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的稠环芳基、碳原子数为c3～c
30
的环烷基中的一种，其中两个或两个以上的取代基可以彼此连接形成脂肪环、芳环或稠环；
[0035]
式i-1～式i-11所示化合物上的氢可以各自独立地被氘取代。
[0036]
进一步地，所述含有环烷基的芴基选自
[0037][0038]
进一步地，当所述ar1、ar2不表示含环烷基的芴基时，各自独立地表示不表示含环烷基的芴基时，各自独立地表示
[0039]
上述各结构中任意不相邻的c可以各自独立地被n取代，上述各结构中任意一个氢可各自独立地被氟、氘、氰基、直链烷基、支链烷基、环烷基、芳基、杂芳基或芳氨基取代。
[0040]
进一步地，所述胺基选自取代或未取代的碳原子数c1～c
10
的烷基氨基、取代或未取代的碳原子数c6～c
20
芳氨基、取代或未取代的碳原子数c6～c
20
的芳烷基氨基、取代或未取代的碳原子数c2～c
24
的杂芳氨基中的任意一种。
[0041]
进一步地，所述环b表示进一步地，所述环b表示上述各结构中任意不相邻的c可各自独立地被n取代，上述各结构中任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、氰基、直链烷基、支链烷基、环烷基、芳基、杂芳基或芳氨基取代。
[0042]
进一步地，所述芳氨基为-nr5r6；
[0043]
其中，r5、r6各自独立地表示碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、烷基、上述各结构中的任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代。
[0044]
进一步地，所述ar3表示氢、碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、基、
[0045]-nr5r6中的任意一种，上述ar3各结构中的任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代；
[0046]
r5、r6各自独立地表示碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、上述r5、r6各结构中的任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代。
[0047]
进一步地，所述式ⅰ所示化合物选自下述所示化合物中的任意一种：
[0048]
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054]
[0055]
[0056]
[0057]
[0058]
[0059]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064]
[0065]
[0066]
[0067][0068]
本发明的第二方面，提供了一种有机电致发光器件，包括依次设置在衬底基板上的阳极、空穴传输区、发光层、电子传输区、阴极；其中，所述发光层中包括一种或多种如上所述的有机化合物。
[0069]
进一步地，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，其中，所述掺杂材料中包括一种或多种如上所述的有机化合物。
[0070]
本发明有益效果：
[0071]
本发明的含有杂原子和环烷基的有机化合物，具有多重共振效应的硼氮结构，在硼氮结构基础上引入含有环烷基的芴基结构，通过芴基的平面性增强分子取向作用的同时，利用环烷基极大的拓展分子尺寸，有效避免浓度猝灭效应。为进一步提高效率，引入杂原子提高自旋耦合作用，增强振子强度以改善主客体之间的能量传递，利用重原子效应进一步提高效率的同时将发光部分的共轭延长，避免光色过多蓝移，使得本发明有机化合物具有良好的效率和寿命表现。
[0072]
因此，利用本发明含有杂原子和环烷基的有机化合物所制备的有机电致发光器件在外量子效率和寿命上具有良好表现。
附图说明
[0073]
图1为包含本发明含杂原子和环烷基有机化合物的有机电致发光器件的结构示意图；
[0074]
图2为实施例12的uv-pl图。
[0075]
附图说明：1-基板、2-阳极、3-空穴注入层、4-空穴传输层、5-发光辅助层、6-发光层、7-空穴阻挡层、8-电子传输层、9-电子注入层、10-阴极。
具体实施方式
[0076]
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
[0077]
本发明的化合物适用于发光元件、显示面板及电子器件中，尤其适用于有机电致发光器件中。本发明所述的电子器件是包含至少一种有机化合物的层的器件，该器件也可以包含无机材料或完全由无机材料形成的层。所述电子器件优选有机电致发光器件(oled)、有机集成电路(o-ic)、有机场效应晶体管(o-fet)、有机薄膜晶体管(o-tft)、有机发光晶体管(o-let)、有机太阳能电池(o-sc)、有机染料敏化的太阳能电池(o-dssc)、有机光学检测器、有机光感受器、有机场猝熄器件(o-fqd)、发光电化学电池(lec)、有机激光二极管(o-laser)和有机等离子体发射器件。所述电子器件优选有机电致发光器件(oled)。示例性的有机电致发光器件的结构示意图如图1所示。
[0078]
实验部分
[0079]
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合实施例详细解释所述多环化合物、所述化合物的制备方法和所述装置的发光特性。各种化学反应可以应用于本发明一个实施方式的化合物的合成方法。但是应当注意，本发明的一个实施方式的化合物的合成方法不限于以下描述的合成方法。除非另有说明，否则随后的合成是在保护性气体气氛下在无水溶剂中进行。溶剂和试剂可以从常规试剂供应商购买。
[0080]
化合物
[0081]
中间体合成
[0082]
关键结构合成：
[0083]
中间体一：
[0084][0085]
中间体合成通式如上，通过两步常见的buchwald-hartwig偶联合成方法即可获得目标中间体，具体案例如下：
[0086][0087]
将sub1(3.38g；10mmol),sub2(2.25g；9mmol),和叔丁醇钠(1.05g，11mmol)加入甲苯(50ml)中，然后在氮气保护下，引入双二亚苄基丙酮钯(274.28mg，0.30mmol)和三叔丁基
磷(121.2mg，0.6mmol),随后将反应体系加热至回流并维持10小时，降至室温后加水淬灭并分液，有机相过滤后使用无水硫酸钠干燥，旋除溶剂，粗产物通过柱色谱提纯。最终得到产物sub3:3.74g(收率：82％),ms(m/z)(m+):507。
[0088]
将sub3(5.07g；10mmol),sub4(5.13g；10mmol),和叔丁醇钠(1.05g，11mmol)加入甲苯(100ml)中，然后在氮气保护下，引入双二亚苄基丙酮钯(274.28mg，0.30mmol)和三叔丁基磷(121.2mg，0.6mmol),随后将反应体系加热至回流并维持10小时，降至室温后加水淬灭并分液，有机相过滤后使用无水硫酸钠干燥，旋除溶剂，粗产物通过柱色谱提纯。最终得到产物a-1:5.16g(收率：55％),ms(m/z)(m+):938。
[0089]
中间体二：
[0090][0091]
将sub5(5.44g；10mmol),sub6(2.25g；9mmol),和叔丁醇钠(1.05g，11mmol)加入甲苯(50ml)中，然后在氮气保护下，引入双二亚苄基丙酮钯(274.28mg，0.30mmol)和三叔丁基磷(121.2mg，0.6mmol),随后将反应体系加热至回流并维持10小时，降至室温后加水淬灭并分液，有机相过滤后使用无水硫酸钠干燥，旋除溶剂，粗产物通过柱色谱提纯。最终得到产物sub3:4.81g(收率：75％),ms(m/z)(m+):713。
[0092]
将sub7(7.13g；10mmol),sub8(6.38g；10mmol),和叔丁醇钠(1.05g，11mmol)加入甲苯(100ml)中，然后在氮气保护下，引入双二亚苄基丙酮钯(274.28mg，0.30mmol)和三叔丁基磷(121.2mg，0.6mmol),随后将反应体系加热至回流并维持10小时，降至室温后加水淬灭并分液，有机相过滤后使用无水硫酸钠干燥，旋除溶剂，粗产物通过柱色谱提纯。最终得到产物a-25:6.73g(收率：53％),ms(m/z)(m+):1270。
[0093]
通过上述过程，采用类似于a-1或a-25的方式可以获得其他中间体。
[0094]
合成实施例1
[0095]
[0096]
将a-1(9.38g；10mmol),加入叔丁基苯(125ml)中，然后在氮气保护下降至0℃，加入1.7m的叔丁基锂戊烷溶液12.4ml(21mmol)，升至60℃搅拌2小时，然后再降至0℃，添加三溴化硼2.0ml(21mmol)搅拌0.5h，再降温至0℃添加n,n-二异丙基乙胺3.65ml(21mmol)，升至60℃搅拌2h，降至室温后加冰水淬灭并分液，有机相过滤后使用无水硫酸镁除水，旋除有机溶剂后，粗产物通过二氯甲烷和正庚烷重结晶提纯。最终得到产物g-1:1.04g(收率：12％),ms(m/z)(m+):867。
[0097]
合成实施例2
[0098][0099]
方法同实施例1，区别在于将a-2(9.55g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-2:1.06g(收率：12％),ms(m/z)(m+):884。
[0100]
合成实施例3
[0101][0102]
方法同实施例1，区别在于将a-25(12.7g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-25:0.96g(收率：8％),ms(m/z)(m+):1198。
[0103]
合成实施例4
[0104][0105]
方法同实施例1，区别在于将a-45(13.44g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-45:1.4g(收率：11％),ms(m/z)(m+):1273。
[0106]
合成实施例5
[0107][0108]
方法同实施例1，区别在于将a-49(11.18g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-49:1.05g(收率：10％),ms(m/z)(m+):1047。
[0109]
合成实施例6
[0110][0111]
方法同实施例1，区别在于将a-57(11.81g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-57:1.22g(收率：11％),ms(m/z)(m+):1109。
[0112]
合成实施例7
[0113][0114]
方法同实施例1，区别在于将a-65(11.91g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-65:1.57g(收率：14％),ms(m/z)(m+):1119。
[0115]
合成实施例8
[0116][0117]
方法同实施例1，区别在于将a-73(13.88g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-73:1.58g(收率：12％),ms(m/z)(m+):1317。
[0118]
合成实施例9
[0119][0120]
方法同实施例1，区别在于将a-81(12.15g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-81:1.37g(收率：12％),ms(m/z)(m+):1144。
[0121]
合成实施例10
[0122][0123]
方法同实施例1，区别在于将a-89(10.14g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-89:1.23g(收率：13％),ms(m/z)(m+):943。
[0124]
合成实施例11
[0125][0126]
方法同实施例1，区别在于将a-93(10.88g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-93:1.42g(收率：14％),ms(m/z)(m+):1017。
[0127]
合成实施例12
[0128][0129]
方法同实施例1，区别在于将a-106(12.48g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-106:0.94g(收率：8％),ms(m/z)(m+):1176。如图2所示，化合物g-106半峰宽为20nm，峰值为459nm，其具有极窄的半峰宽，峰形尖锐，应用于有机电致发光器件中时可显著提高发光效率。
[0130]
合成实施例13
[0131][0132]
方法同实施例1，区别在于将a-113(12.69g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-113:1.32g(收率：11％),ms(m/z)(m+):1197。
[0133]
合成实施例14
[0134][0135]
方法同实施例1，区别在于将a-118(13.72g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-118:1.3g(收率：10％),ms(m/z)(m+):1301。
[0136]
合成实施例15
[0137][0138]
方法同实施例1，区别在于将a-131(13.61g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-131:1.42g(收率：11％),ms(m/z)(m+):1290。
[0139]
合成实施例16
[0140][0141]
方法同实施例1，区别在于将a-143(11.24g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-143:1.47g(收率：14％),ms(m/z)(m+):1053。
[0142]
合成实施例17
[0143][0144]
方法同实施例1，区别在于将a-167(12.92g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-167:0.98g(收率：8％),ms(m/z)(m+):1221。
[0145]
合成实施例18
[0146][0147]
方法同实施例1，区别在于将a-187(10.18g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-187:1.42g(收率：15％),ms(m/z)(m+):947。
[0148]
合成实施例19
[0149][0150]
方法同实施例1，区别在于将a-191(13.3g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-191:1.76g(收率：14％),ms(m/z)(m+):1259。
[0151]
合成实施例20
[0152][0153]
方法同实施例1，区别在于将a-199(12.76g；10mmol)替换a-1,最终得到产物g-199:1.2g(收率：10％),ms(m/z)(m+):1204。
[0154]
oled的制造和表征
[0155]
器件实施例
[0156]
本发明提供的有机电致发光器件，包括依次设置在衬底基板上的阳极、空穴传输区、发光层、电子传输区、阴极；
[0157]
进一步地，所述空穴传输区包括空穴注入层、空穴传输层和发光辅助层；所述电子传输区包括电子传输层和电子注入层。
[0158]
进一步地，所述发光层为主体材料和掺杂材料组成，发光层主体材料可以为一种分子材料组成或多种分子材料组成。
[0159]
本发明所述的多环化合物可以用于上述有机电致发光器件的一层或多层，优选的用于器件的发光层掺杂材料。
[0160]
实施例中的阳极采用本领域内常用的阳极材料，如ito、ag或其多层结构。空穴注入层采用本领域内常用的空穴注入材料，同时加入f4tcnq、hatcn、ndp-9等进行掺杂。空穴传输层采用本领域内常用的空穴传输材料。发光层采用本领域内常用的发光材料，例如可以由主体材料和掺杂材料构成，掺杂材料为本发明提供的含有杂原子和环烷基的有机化合物。电子传输层采用本领域内常用的电子传输材料。电子注入层采用本领域内常用的电子注入材料，如liq、lif、yb等。阴极采用本领域内常用材料，如金属al、ag或金属混合物(ag掺杂的mg、ag掺杂的ca等)。
[0161]
本实施方式中的电极制备方法和各功能层的沉积方法均为本领域常规方法，例如真空热蒸镀或喷墨打印等，在此不再赘述，仅对制备过程中的一些工艺细节、测试方法补充说明如下：
[0162]
器件实施例1
[0163]
本实施例提供一种蓝光有机电致发光器件，其制备方法为：首先在形成于基板的ito层(阳极)上，以10nm的厚度真空沉积htl和p-dopant(htl与p-dopant的质量比为97:3)形成空穴注入层；其次在上述空穴注入层上，以120nm的厚度真空沉积htl形成空穴传输层，其次在上述空穴传输层上，以5nm的厚度真空沉积b prime形成发光辅助层；再次在上述发光辅助层上，以20nm的厚度真空沉积bh与g-1的混合物形成发光层，其中bh作为主体、g-1作为掺杂剂，主体与掺杂剂的质量比为98:2；接着在上述发光层上，以5nm的厚度真空沉积hbl形成空穴阻挡层；以30nm的厚度真空沉积et与liq(1:1)的混合物形成电子传输层；然后在上述电子传输层上，以0.2nm的厚度沉积lif形成电子注入层，最后在上述电子注入层上，以150nm的厚度沉积铝(al)形成阴极，制备出蓝光有机电致发光器件。
[0164]
除发光层掺杂剂外，其余各层材料的分子结构式如下：
[0165][0166]
采用上述方法将其他实施例所述的化合物制成有机电致发光器件，其中，分别以g-2、g-25、g-45、g-49、g-57、g-65、g-73、g-81、g-89、g-93、g-106、g-113、g-118、g-131、g-143、g-167、g-187、g-191、g-199替代g-1制成蓝光有机电致发光器件实施例2～20；
[0167]
器件对比例
[0168]
采用上述方法将对比化合物bd1～bd4制成有机电致发光器件作为器件对比例1～4。其中，分别以bd1～bd4替代g-1制成蓝光有机电致发光器件作为器件对比例1～4，bd1～bd4结构如下所示：
[0169][0170]
通过标准方法测试以上所述的oled器件。为此，在j＝10ma/cm2的电流密度下确定所述有机电致发光器件的驱动电压，亮度，电致发光电流效率(以cd/a计量)和外量子效率(eqe，以百分比计量)，其作为发光密度的函数从呈现郎伯发射特性的电流/电压/发光密度特性线(ivl特性线)进行计算。将寿命lt定义为如下的时间，在恒定电流j下工作时，亮度在该时间后从初始发光亮度l0降至特定的比例l1；例如，j＝50ma/cm2和l1＝90％的表述是指在50ma/cm 2
下工作时,发光亮度在时间lt之后降至其初始值l0的90％，类似地，j＝20ma/cm2,l1＝80％是指在20ma/cm 2
下工作时，发光亮度在时间lt之后降至其初始值l0的80％。
[0171]
将各种oled器件的数据总结在表1中。实施例与对比例的各项参数进行对比，展示了各种oled器件的性能数据。
[0172]
对上述实施例、对比例oled器件进行性能测试的测试仪器及方法如下：
[0173]
亮度使用光谱扫描仪photoresearch pr-635测试；
[0174]
电流密度和起亮电压：使用数字源表keithley 2400测试；
[0175]
寿命测试：使用lt-96ch寿命测试装置。
[0176]
上述器件的性能检测结果列于表1中。
[0177]
表1蓝光器件性能测试结果
[0178][0179][0180]
由上述表1的器件性能测试结果可知，本发明的的有机化合物用于有机电致发光器件，其效率和寿命与对比例相比具有明显提升，这是因为本发明有机化合物引入含有大位阻环烷基的芴结构，一方面通过大平面的芴结构增加了材料的水平取向，同时其大位阻的环烷基能够有效避免浓度猝灭效应所导致的效率和寿命的下降，同时引入的含有杂原子的五元杂芳环结构，利用重原子效应进一步提高发光效率，所以与对比例相比较，本发明材料具有优异的效率和寿命表现。由此可证明本发明提供的化合物是性能良好的蓝色发光材料，具有实用价值。
[0181]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：
1.一种含杂原子和环烷基的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构通式如式ⅰ所示：其中，环a表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基或碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基；环b表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；x表示b或p＝o；y表示nr3、o或s；r1、r2各自独立地表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c2～c
30
的取代或未取代的烯基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未取代的胺基中的任意一种；两个或两个以上的r1、r2可以各自连接成环结构；r3表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；m、n各自独立地表示0、1、2、3或4；当m为2、3或4时，r1可以相同或不同；当n为2、3或4时，r2可以相同或不同；ar1、ar2之一表示取代或未取代的含有环烷基的芴基，ar1、ar2中另一个基团表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c2～c
30
的取代或未取代的烯基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基，碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；当ar2不表示取代或未取代的含有环烷基的芴基时，其可以与环b彼此连接形成环；ar3表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未经取代的胺基中的一种；所述环a、环b、r1、r2、r3、ar1、ar2、ar3中的取代基可以相同或不同，各自独立地选自氘、
卤素、氰基、碳原子数为c1～c
10
的烷基、碳原子数为c6～c
60
的芳基、碳原子数为c5～c
60
的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的稠环芳基、碳原子数为c3～c
30
的环烷基、胺基中的一种，其中两个或两个以上的取代基可以彼此连接形成脂肪环、芳环或稠环；式i所示化合物上的氢可以各自独立地被氘取代。2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述式ⅰ化合物选自下述式i-1～式i-11所示结构中的一种：其中，所述环b表示碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；y表示nr3、o或s；r3各自独立地表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基中的任意一种；r
11
、r4表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基中的任意一种；r
21
表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～
c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未取代的胺基中的任意一种；m1、p表示0、1、2、3或4；当m1表示2、3或4时，r
11
可以相同或不同；当p表示2、3或4时，r4可以相同或不同；n1表示0、1、2或3；当n1表示2或3时，r
21
可以相同或不同；ar1、ar2各自独立地表示碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基，碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基中的任意一种；且式i-1～式i-5中，所述ar1、ar2中的一个表示取代或未取代的含有环烷基的芴基；式i-6～式i-11中，所述ar1表示取代或未取代的含有环烷基的芴基；ar3表示氢、氘、卤素、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷基、碳原子数为c1～c
30
的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为c3～c
30
的取代或未取代的环烷基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的取代或未取代的稠环芳基、碳原子数为c5～c
60
的取代或未取代的杂稠环芳基、取代或未经取代的胺基中的一种；所述环b、r
11
、r
21
、r3、r4、ar1、ar2、ar3中的取代基可以相同或不同，各自独立地选自氘、卤素、氰基、碳原子数为c1～c
10
的烷基、碳原子数为c6～c
60
的芳基、碳原子数为c5～c
60
的杂芳基、碳原子数为c6～c
60
的稠环芳基或碳原子数为c3～c
30
的环烷基中的一种，其中两个或两个以上的取代基可以彼此连接形成脂肪环、芳环或稠环；式i-1～式i-11所示化合物上的氢可以各自独立地被氘取代。3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述含有环烷基的芴基选自4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，当所述ar1、ar2不表示含环烷基的芴基时，各自独立地表示时，各自独立地表示时，各自独立地表示上述各结构中任意不相邻的c
可以各自独立地被n取代，上述各结构中任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、氰基、直链烷基、支链烷基、环烷基、芳基、杂芳基或芳氨基取代。5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述环b表示5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述环b表示上述各结构中任意不相邻的c可以各自独立地被n取代，上述各结构中任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、氰基、直链烷基、支链烷基、环烷基、芳基、杂芳基或芳氨基取代。6.根据权利要求4或5所述的有机化合物，其特征在于，所述芳氨基为-nr5r6；其中，r5、r6各自独立地表示碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、基、上述各结构中任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代。7.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述ar3表示氢、碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、或未取代的直链烷基或支链烷基、或未取代的直链烷基或支链烷基、-nr5r6中的任意一种，上述ar3各结构中任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代；r5、r6各自独立地表示碳原子数为c1～c
10
的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、的取代或未取代的直链烷基或支链烷基、上述r5、r6各结构中的任意一个氢可以各自独立地被氟、氘、直链烷基、支链烷基、环烷基或苯基取代。8.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述式ⅰ所示有机化合物选自下述所示化合物中的任意一种：
9.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括依次设置在衬底基板上的阳极、空穴传输区、发光层、电子传输区、阴极；其中，所述发光层中包括一种或多种如权利要求1-8任一项所述的有机化合物。10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，其中，所述掺杂材料中包括一种或多种如权利要求1-8任一项所述的有机化合物。

技术总结
本发明公开了一种含杂原子和环烷基的有机化合物及包含其的有机电致发光器件。所述有机化合物的结构通式如式Ⅰ所示，该有机化合物具有多重共振效应的硼氮结构，在硼氮结构基础上引入含有环烷基的芴基结构，通过芴基的平面性增强分子取向作用的同时，利用环烷基极大的拓展分子尺寸，有效避免浓度猝灭效应。为进一步提高效率，引入杂原子提高自旋耦合作用，增强振子强度以改善主客体之间的能量传递，利用重原子效应进一步提高效率的同时将发光部分的共轭延长，避免光色过多蓝移，使得本发明有机化合物具有良好的效率和寿命表现。因此，利用本发明的有机化合物所制备的有机电致发光器件在外量子效率和寿命上具有良好表现。器件在外量子效率和寿命上具有良好表现。器件在外量子效率和寿命上具有良好表现。器件在外量子效率和寿命上具有良好表现。


技术研发人员：刘嵩远 谢再锋 邵哲 张佳成 张建 魏天宇
受保护的技术使用者：石家庄诚志永华显示材料有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/8/13