本申请涉及有机发光材料,尤其涉及一种有机化合物及其应用。
背景技术:
1、随着5g时代的到来,新一代的显示标准b.t.2020对显示技术提出了更高的要求,发光材料除了高效、稳定,也需要更窄的半峰宽以提升器件发光色纯度。在oled-rgb三原色的全彩发光器件中,绿色作为主发光色,提供全屏60%以上的亮度,因此开展绿光器件发光层有机材料的研究在oled领域占据重要地位。
2、当前,产业界绿光器件领域主要集中在磷光以及热活化延迟荧光(thermallyactivated delayed fluorescence,tadf)材料,这两种材料均能完全利用单线激发态和三线激发态发光,从而达到100%的内量子效率。但是,基于传统磷光和tadf材料所制备的显示装置,由于其具备较宽的发射光谱,导致存在色纯度不佳的问题,无法满足未来显色b.t.2020的需求。
技术实现思路
1、鉴于此,为解决以上问题中的至少之一,本申请实施例提供了一种具备较低的蒸镀温度,高发光效率、窄半峰宽和延迟荧光的有机化合物,该有机化合物能够提供高色纯度的绿光发射。
2、另,本申请实施例还提供了应用该有机化合物的发光层、电子器件、显示装置、电子设备和照明装置。
3、本申请实施例第一方面提供了一种有机化合物,所述有机化合物具有如式(i)的结构通式:
4、其中,r1-r12分别独立的选自氢原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、以及取代或未取代的杂芳基等中的至少一种;x1和x2分别独立地选自o、s、se以及te;m1环和m2环分别独立地选自取代或未取代的环烷烃、以及取代或未取代的杂环烷烃等环结构中的至少一种。
5、进一步,r1-r12、m1环以及m2环中若存在取代基,则每个所述取代基分别独立地选自氘原子,氚原子,卤素,金刚烷,c1~c10的烷基,被氘、氚和氟中至少一个取代的c1~c10的烷基,环原子数为6~30的芳基,以及环原子数为5~30的杂芳基等中的至少一种。
6、本申请实施例中的有机化合物包括具有以吲哚五元环为中心构筑的绿光多共振刚性平面骨架,在骨架上连接的m1环和m2环属于非共轭柔性环,以上非共轭柔性环具有空间位阻效应,且对共振骨架的发光影响小。在这种“刚柔并济”的新型分子结构设计中,刚性平面骨架能够产生多共振效应,以提供高色纯度的绿光发射。另外,具有空间位阻的非共轭柔性环可大幅度撑开刚性平面骨架分子的体积,有效抑制固态堆积,降低分子堆积程度,一方面可以降低材料的蒸镀温度,提高器件蒸镀后的稳定性;另一方面可以进一步缓解光谱展宽和荧光猝灭问题,使该有机化合物在固态下保持窄半峰宽和高发光效率,以提升器件的综合性能。
7、结合第一方面,在一些可能的实施例中,r1-r12中相邻的基团可以相互连接成环,例如r9和r10两个基团可以连接成环。可以理解的,r1-r12中相邻的基团也可以不成环。
8、通过使r1-r12中相邻的基团相互连接成环,可以进一步撑开平面骨架结构的体积,以进一步降低分子堆积的程度。
9、结合第一方面,在一些可能的实施例中,m1环和m2环分别独立地选自取代或未取代的五元环烷烃、取代或未取代的六元环烷烃、取代或未取代的五元杂环烷烃、以及取代或未取代的六元杂环烷烃中的至少一种。
10、结合第一方面,在一些可能的实施例中,所述式(i)具有如式(ii)的结构:
11、
12、其中,a、b、c和d分别独立地选自o、s、n(r)、c(r13)(r14)中的任意一个;r、r13和r14分别独立地选自氢原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、以及取代或未取代的杂芳基等中的至少一种。进一步,r、r13和r14若存在取代基,则每个所述取代基分别独立地选自氘原子,氚原子,卤素,金刚烷,c1~c10的烷基,被氘、氚和氟中至少一个取代的c1~c10的烷基,环原子数为6~30的芳基,以及环原子数为5~30的杂芳基等中的至少一种。另外,若a、b、c和d中的至少两个存在取代基时,两个取代基之间还可以进一步相互连接成环。
13、通过在平面刚性骨架上引入五元或六元环烷基或杂环烷基,在具有降低分子堆积程度的同时,以上结构的五元或六元环不共轭且分子量较小,进一步降低了对共振骨架发光性能以及蒸镀温度的影响。
14、进一步,m1环和m2环分别独立地选自以下结构中的任意一种:
15、
16、以上五元或六元柔性环结构空间位阻效应显著,可以进一步降低该有机化合物的骨架分子的堆积程度。
17、本申请实施例第二方面提供了第一方面所述的有机化合物及其盐在电致发光器件、有机发光场效应晶体管、有机光伏器件、发光电化学电池、光电转换器、开光器件、图像传感器、激光器、感光器件、生物成像设备、涂料以及有机激光设备等中的应用。本申请实施例的化合物具有良好的发光性能,能够提升发光器件性能。
18、本申请实施例第三方面提供了一种发光层,所述发光层包括本申请实施例第一方面所述的有机化合物。本申请实施例的有机化合物具有良好的发光性能,能够提升发光器件性能。
19、结合第三方面,在一些可能的实施例中,所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料包括所述有机化合物。
20、本申请实施例第四方面提供了一种电子器件,所述电子器件包括本申请实施例第一方面所述的有机化合物;或者包括本申请实施例第三方面所述的发光层。本申请实施例的有机化合物具有良好的发光性能,能够提升发光器件性能。
21、结合第四方面,在一些可能的实施例中,所述电子器件包括阴极和阳极,以及位于所述阴极和所述阳极之间的功能层,所述功能层包括所述有机化合物。
22、结合第四方面,在一些可能的实施例中,所述电子器件包括电致发光器件、有机发光场效应晶体管、有机光伏器件或发光电化学电池。
23、本申请实施例第五方面提供了一种显示装置,所述显示装置包括本申请实施例第四方面所述的电子器件;或者包括本申请实施例第三方面所述的发光层。本申请实施例的有机化合物具有良好的发光性能,有利于提高显示装置的显示效果。
24、本申请实施例第六方面提供了一种电子设备,所述电子设备包括壳体和位于所述壳体上的显示装置或电子器件,所述显示装置为本申请实施例第五方面所述的显示装置;所述电子器件为本申请实施例第四方面所述的电子器件。本申请实施例的有机化合物具有良好的发光性能,有利于提高电子设备的显示效果,提高电子设备的市场竞争力。
25、本申请实施例第七方面提供了一种照明装置,所述照明装置包括本申请实施例第四方面所述的电子器件;或者包括本申请实施例第三方面所述的发光层。本申请实施例的有机化合物具有良好的发光性能,有利于提高照明装置的发光效果,提高照明装置的市场竞争力。
1.一种有机化合物,其特征在于,所述有机化合物具有如式(i)的结构通式:
2.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,r1-r12中相邻的基团可以相互连接成环。
3.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,m1环和m2环分别独立地选自取代或未取代的五元环烷烃、取代或未取代的六元环烷烃、取代或未取代的五元杂环烷烃、以及取代或未取代的六元杂环烷烃中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的有机化合物,其特征在于,所述式(i)具有如式(ii)的结构:
5.根据权利要求4所述的有机化合物,其特征在于,r、r13和r14若存在取代基,则每个所述取代基分别独立地选自氘原子,氚原子,卤素,金刚烷,c1~c10的烷基,被氘、氚和氟中至少一个取代的c1~c10的烷基,环原子数为6~30的芳基,以及环原子数为5~30的杂芳基中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的有机化合物,其特征在于,m1环和m2环分别独立地选自以下结构中的任意一种:
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的有机化合物,其特征在于,r1-r12、m1环以及m2环中若存在取代基,则每个所述取代基分别独立地选自氘原子,氚原子,卤素,金刚烷,c1~c10的烷基,被氘、氚和氟中至少一个取代的c1~c10的烷基,环原子数为6~30的芳基,以及环原子数为5~30的杂芳基中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述有机化合物为如下化合物(1)至化合物(125)中的任意一种:
9.一种根据权利要求1至8中任意一项所述的有机化合物及其盐在电致发光器件、有机发光场效应晶体管、有机光伏器件、发光电化学电池、光电转换器、开光器件、图像传感器、激光器、感光器件、生物成像设备、涂料以及有机激光设备中的应用。
10.一种发光层,其特征在于,所述发光层包括权利要求1至8中任意一项所述的有机化合物。
11.根据权利要求10所述的发光层,其特征在于,所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料包括所述有机化合物。
12.一种电子器件,其特征在于,所述电子器件包括权利要求1至8中任意一项所述的有机化合物;或者包括权利要求10或11所述的发光层。
13.根据权利要求12所述的电子器件,其特征在于,所述电子器件包括阴极和阳极,以及位于所述阴极和所述阳极之间的功能层,所述功能层包括所述有机化合物。
14.根据权利要求12或13所述的电子器件,其特征在于,所述电子器件包括电致发光器件、有机发光场效应晶体管、有机光伏器件或发光电化学电池。
15.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括权利要求12至14中任意一项所述的电子器件;或者包括权利要求10或11所述的发光层。
16.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体和位于所述壳体上的显示装置或电子器件,所述显示装置为权利要求15所述的显示装置,所述电子器件为权利要求12至14任一项所述的电子器件。
17.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置包括权利要求12至14中任意一项所述的电子器件;或者包括权利要求10或11所述的发光层。