具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明的目的之一在于提供一种有机化合物，所述有机化合物具有如下式I所示结构：

其中A环选自取代或未取代的C6-C20的芳基环、取代或未取代的C5-C30的杂芳基环；

L选自单键、取代或未取代的C6-C20的芳基、取代或未取代的C5-C30的杂芳基；

X₁-X₃独立地选自C或N原子，且至少一个为N；

R₁、R₂独立地选自取代或未取代的C6～C30的芳基，取代或未取代的C5～C30的杂芳基；

n₁为1-3的整数。

在本发明中，所述C6-C20各自独立地可以为C6、C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C18、C19等。

所述C5-C30各自独立地可以为C6、C7、C8、C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28、C29等。

所述C6-C30各自独立地可以为C7、C8、C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28、C29等。

本发明提供的有机化合物中，同时含有骨架结构与取代基的相互配合，使得化合物具有较深的LUMO能级，有利于降低电子注入的势垒，提高电子的注入能力，可有效降低OLED的器件电压；其HOMO能级与LUMO能级合适，有利于相邻层的能级匹配，较深的HOMO能级使其具备空穴阻挡能力；使更多的空穴-电子在发光区进行复合，可以实现较高的发光效率。材料的玻璃化转变温度T_g较高、热稳定性良好，使其在蒸镀时呈现非晶性的薄膜形态，可以避免器件在工作时产生的焦耳热对器件寿命和效率的影响。

在一个实施方式中，所述有机化合物具有如下式II所示结构：

在本发明中，优选式II所示的连接方式，此时与中心的苯并菲平面性更好，会更有利于电子的传输，与空穴传输层的迁移率可能更为匹配，有利于改善电荷平衡，以达到较高发光效率；而且这个位置，中心的苯并菲两边处于对称的位置，更有利于获得原料及后续的合成，有利于量产生产。

在一个实施方式中，所述取代或未取代的C6-C20的芳基环、取代或未取代的C6～C30的芳基，取代或未取代的C5～C30的杂芳基中含有取代基时，所述取代基选自氘、氰基、卤素、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链或支链烷基、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷氧基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷硫基、C6～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)芳基、C5～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基或C6～C18(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)芳胺基中的至少一种。

在一个实施方式中，A环为亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚三联苯基、亚吡啶基、亚苯基-亚萘基中的任意一种。

在一个实施方式中，L选自亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚三联苯基、亚吡啶基中的任意一种。

在一个实施方式中，X₁-X₃中两者为N或者X₁-X₃均为N。

在一个实施方式中，R₁、R₂独立地选自如下基团中的任意一种：

其中，虚线代表基团的连接位点；

L₁选自单键、取代或未取代的C6～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)亚芳基中的任意一种；

X₄选自O、S、NR_N1；

X₅选自O、S、NR_N2或CR_C3R_C4；

R_N1、R_N2、R_C3、R_C4各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～C20(例如C2、C3、C4、C5、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18或C19等)直链或支链烷基、取代或未取代的C6～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)芳基、取代或未取代的C5～C20(例如C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基中的任意一种；

R₁₁、R₁₂各自独立地选自氘、氰基、卤素、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链或支链烷基、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷氧基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷硫基、C6～C20(例如C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)芳基、C5～C20(例如C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基或C6～C18芳胺基中的任意一种；

m₁选自0～5的整数；例如可以为0、1、2、3、4或5。

m₂选自0～6的整数，例如可以为0、1、2、3、4、5或6。

m₃选自0～9的整数，例如可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8或9。

m₄、m₆各自独立地选自0～4的整数，例如可以为0、1、2、3或4。

m₅选自0～3的整数，例如可以为0、1、2或3。

在一个实施方式中，所述R₁、R₂独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：

其中，虚线代表基团的连接位点；

所述取代的取代基各自独立地选自氘、氰基、卤素、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)直链或支链烷基、未取代或卤代的C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷氧基、C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)烷硫基、C6～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)芳基、C5～C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基或C6～C18(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)芳胺基中的至少一种。

在一个具体实施方式中，所述有机化合物选自如下化合物中的任意一种：

本发明的目的之二在于提供一种电子传输层材料，所述电子传输层材料包括如目的之一所述的有机化合物。

本发明的目的之三在于提供一种空穴阻挡层材料，所述空穴阻挡层材料包括如目的之一所述的有机化合物。

本发明的目的之四在于提供一种OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极与阴极之间的有机薄膜层，所述有机薄膜层的材料包括如目的之一所述的有机化合物中的至少一种。

在一个实施方式中，所述有机薄膜层包括电子传输层，所述电子传输层的材料包括如目的之一所述的有机化合物中的至少一种。

在一个实施方式中，所述有机薄膜层包括空穴阻挡层，所述空穴阻挡层的材料包括如目的之一所述的有机化合物。

本发明提供的OLED器件中，阳极材料可以为金属、金属氧化物或导电性聚合物；其中，所述金属包括铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金，所述金属氧化物包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌、氧化铟镓锌(IGZO)等，所述导电性聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等。除以上有助于空穴注入的材料及其组合，还包括已知的适合做阳极的材料。

所述OLED器件中，阴极材料可以为金属或多层金属材料；其中，所述金属包括铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金，所述多层金属材料包括LiF/Al、LiO2/Al、BaF2/Al等。除以上有助于电子注入的材料及其组合，还包括已知的适合做阴极的材料。

所述OLED器件中，有机薄膜层包括至少一层发光层(EML)和设置于发光层两侧的空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)或电子注入层(EIL)中的任意一种或至少两种的组合。除本发明目的之一所述的有机化合物之外，空穴/电子注入及传输层还可以为咔唑类化合物、芳胺类化合物、苯并咪唑类化合物及金属化合物等。所述OLED器件的阴极上(远离阳极的一侧)还可以任选地设置盖帽层(CPL)。

所述OLED器件的示意图如图1所示，包括阳极101和阴极102，设置于所述阳极101和阴极102之间的发光层103，在发光层103的两侧设置有第一有机薄膜层104和第二有机薄膜层105，所述第一有机薄膜层104为空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)或电子阻挡层(EBL)中的任意1种或至少2种的组合，所述第二有机薄膜层105包括空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)或电子注入层(EIL)中的任意1种或至少2种的组合；所述阴极102上(远离105的一侧)还可以任选的设置盖帽层(CPL)。

所述OLED器件可以通过以下方法制备：在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极，在阳极上形成有机薄层，在有机薄层上形成阴极。其中，形成有机薄层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。

本发明的目的之五在于提供一种显示面板，所述显示面板包括如目的之四所述的OLED器件。

本发明的目的之六在于提供一种电子设备，所述电子设备包括如目的之五所述的显示面板。

本发明中，具有如式I所示结构的有机化合物可以通过如下合成路线制备得到：

其中，X₁、X₂、X₃、Y₁、Y₂、L、R₁、R₂、A、n₁具有与式I中相同的限定范围；Y选自卤素(例如氟、氯、溴或碘)。

以下示例性地列举几种本发明所述有机化合物的制备实施例：

制备实施例：化合物1-9的制备

(1)

氮气氛围下，于反应瓶中以甲苯：乙醇：水＝7:2:1的比例加入反应溶剂，然后依次加入K₂CO₃(10mmol)aq，反应物A-1(5mmol)，反应物a-1(5mmol)，以及Pd(PPh₃)₄(0.25mmol)，升温至80℃，反应过夜。待反应完成后，冷却至室温，加二氯甲烷/H2O进行萃取，将收集到的有机相用无水Na₂SO₄干燥，抽滤收集滤液、旋除溶剂并进行柱层析纯化，得到中间体B-1(收率70％)。

MALDI-TOF(m/z)：C39H24ClN3:计算值：569.17,实测值：569.40。

(2)

氮气氛围下，于反应瓶中加入1,4-二氧六环，然后依次加入K₂CO₃(8mmol)aq，中间反应物B-1(4mmol)，反应物b-1(4mmol)，以及Pd(PPh₃)₄(0.2mmol)，升温至100℃，反应过夜。待反应完成后，冷却至室温，加二氯甲烷/H2O进行萃取，将收集到的有机相用无水Na₂SO₄干燥，抽滤收集滤液、旋除溶剂并进行柱层析纯化，得到化合物1(收率71％)。

MALDI-TOF(m/z)：C46H28N4:计算值：636.23,实测值：636.49。

元素分析(％)：C46H28N4:计算值：C 86.77，H 4.43，N 8.80；测试值：C 86.78，H4.42，N 8.82。

以下中间体/产物按照上述类似方法合成：

以下中间体/产物按照上述类似方法合成：

化合物能级的模拟计算：

运用密度泛函理论(DFT)，针对本发明实施例提供的有机化合物，通过Guassian09程序包(Guassian Inc.)在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到了分子前线轨道HOMO和LUMO的分布情况，同时基于含时密度泛函理论(TD-DFT)模拟计算了化合物分子的最低单线态能级S₁和最低三线态能级T₁，结果如下表1所示。

表1

从表1可以看出，本发明提供的化合物均具有较深的LUMO能级(-1.79至-1.96eV)，可以降低电子传输的势垒，提高电子的注入能力，有效降低OLED的器件电压；化合物均具有较深的HOMO能级(-5.61至-5.87eV)，这可以有效地阻挡空穴，使更多的空穴-电子在发光区进行复合，可以实现较高的发光效率。

以下列举几种本发明所述有机化合物应用于OLED器件中的应用例：

应用例1：

本应用例提供一种OLED器件，其结构如图1所示，包括依次层叠的基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层5、发光层6、空穴阻挡层7、电子传输层8、电子注入层9和阴极10，图1中的箭头代表器件的出光方向。

上述OLED器件的具体制备步骤如下：

1)将带有氧化铟锡(ITO)阳极2(厚度为100nm)的玻璃基板1分别在异丙醇和去离子水中超声处理30分钟，然后暴露在臭氧下约10分钟来进行清洁，将清洗后的玻璃基板安装到真空沉积设备上；

2)在ITO阳极2上，真空蒸镀化合物a，厚度为10nm，作为空穴注入层3；

3)在空穴注入层3上，真空蒸镀化合物b，厚度为40nm，作为空穴传输层4；

4)在空穴传输层4上，真空蒸镀化合物c，厚度为10nm，作为电子阻挡层5；

5)在电子阻挡层5上，真空共同蒸镀化合物d和化合物e，掺杂比例为5％(质量比)，厚度为20nm，作为发光层6；

6)在发光层6上，真空蒸镀化合物f，厚度为10nm，作为空穴阻挡层7；

7)在空穴阻挡层7上，真空蒸镀制备例1提供的化合物1，厚度为30nm，作为电子传输层8；

7)在电子传输层8上，真空蒸镀化合物LiF，厚度为2nm，作为电子注入层9；

8)在电子注入层9上，真空蒸镀铝电极，厚度为100nm，作为阴极10。

上述OLED器件制备过程中使用的化合物如下：

OLED器件的性能评价：

根据OLED器件在不同电压下的电流密度和亮度，得到在某一电流密度下(10mA/cm²)的工作电压V及电流效率CE(cd/A)；通过测量OLED器件的亮度达到初始亮度的95％时的时间而获得寿命LT95(h)(在50mA/cm²测试条件下)；测试数据如表2所示。

表2

从表2可以看出，本发明提供的OLED器件实施例1-8具有较低的驱动电压、较高的发光效率以及较长的器件寿命，其中工作电压≤4.11V，电流效率CE≥15.3cd/A，寿命LT95≥63h。其中，相对于对比例1，采用本发明化合物的实施例1-8的工作电压降低，效率及寿命均提升，这可能得益于本发明的有机化合物1-8的LUMO能级较深，使得电子注入更为顺利，从而降低器件工作电压；具有较深的HOMO值，可以有效地阻挡空穴，将空穴限制在发光区与电子进行复合，有利于扩宽发光复合区域，提升器件发光效率。同时本发明提供的所述有机化合物具有良好的热稳定性和成膜性，有利于器件的稳定性，提升器件寿命。本发明化合物的OLED器件实施例9，可能由于化合物9的LUMO能级不够深，导致电子注入势垒过高，器件电压升高；且电子传输较慢，造成空穴-电子复合形成激子较少，降低了发光效率。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的有机化合物及其应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。