CN102971332B - 作为pholed的主体材料和掺杂剂的氮杂硼烷化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包括氮杂硼烷的新型有机化合物。特定地，所述化合物包含二苯并-1,4,-氮杂硼烷核心结构，其具有硼原子上的苯基取代基，以及在苯基取代基的2位和6位的芳基或杂芳基取代基。这些化合物可以被有利地用在有机发光装置中以提供改进的效率和寿命。

Description

作为PHOLED的主体材料和掺杂剂的氮杂硼烷化合物
相关申请案
本申请要求2011年4月22日提交的美国专利申请No.13/092,722的优先权，其为2010年5月14日提交的美国专利申请No.12/780,599的部分继续申请，其全部公开内容以引用的方式整体并入本文。
要求保护的发明由联合大学合作研究协议的下述各方中的一方或多方作出，代表其作出，和/或与其相关地作出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加利福尼亚大学和通用显示公司(UniversalDisplayCorporation)。此协议在要求保护的发明的做出之日或其之前有效，并且要求保护的发明作为在此协议范围内进行的活动的结果而作出的。
发明领域
本发明涉及可以被有利地用在有机发光装置(OLED)中的新型有机化合物。更特定地，本发明涉及包含芳基或杂芳基取代基的二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物以及它们在PHOLED中的使用。
发明背景
由于许多原因，利用有机材料的光电装置日益变得合乎需要。因为用于制造此类装置的许多材料相对廉价，所以有机光电装置在相对于无机装置的成本优势方面具有潜力。另外，有机材料的固有性质（例如，其柔性）可以使有机材料良好地适用于特定应用，例如，在柔性衬底上制造。有机光电装置的实例包括有机发光装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光电池和有机光电探测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能。例如，有机发光层发射光的波长一般可以容易地用合适的掺杂剂进行调整。
OLED利用当跨装置施加电压时发射光的有机薄膜。OLED正在成为在例如平板显示器、照明和背光的应用中越来越令人关注的技术。若干OLED材料和配置描述于美国专利No.5,844,363、6,303,238和5,707,745中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
磷光发光分子的一种应用是全色显示器。此类显示器的工业标准要求适于发射称为“饱和”色彩的特定色彩的像素。特定地，这些标准要求饱和的红、绿和蓝色像素。色彩可以使用本领域中熟知的CIE坐标来度量。
发绿光分子的一个实例是三(2-苯基吡啶)铱，其记为Ir(ppy)3，具有以下结构：
在本文的此图以及后面的图中，我们将从氮到金属（此处为Ir）的配位键描绘成直线。
本文所用的术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合物材料和小分子有机材料。“小分子”指的是非聚合物的任何有机材料，并且“小分子”实际上可以相当大。在一些情况下小分子可以包括重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基并不会将分子排除在“小分子”类别之外。小分子也可以并入聚合物，例如，作为聚合物主链的侧基或作为主链的一部分。小分子也可以充当树枝状化合物的核心结构部分，所述化合物包括一系列构建在核心结构部分上的化学壳。树枝状化合物的核心结构部分可以是荧光或磷光小分子发光体。树枝状化合物可以是“小分子”，并且据信目前在OLED领域使用的所有树枝状化合物都是小分子。
本文所用的“顶部”指的是离衬底最远，而“底部”指的是离衬底最近。在将第一层描述为“安置于第二层上”的情况下，第一层距离衬底更远。除非规定第一层与第二层“接触”，否则可以在第一层与第二层之间存在其它层。例如，可以将阴极描述为“安置于阳极上”，即使它们之间存在各种有机层。
本文所用的“可溶液加工”指的是能够以溶液或悬浮液形式在液体介质中溶解、分散或传递和/或从液体介质中沉积。
当认为配体直接有助于发光材料的光敏性质时，可以将配体称为“光敏”的。在认为配体不有助于发光材料的光敏性质时，可以将配体称为“辅助”的，然而辅助配体可以改变光敏配体的性质。
如本文所用，且如本领域技术人员一般了解，如果第一能级更接近于真空能级，那么第一“最高已占分子轨道”(HOMO)或“最低未占分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。因为相对于真空能级而言，电离电势(IP)被度量为负能量，所以较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP（具有较小负值的IP）。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲合性(EA)（具有较小负值的EA）。在常规能级图上，真空能级位于顶部，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级看来比“较低”HOMO或LUMO能级更接近于此图之顶部。
如本文所用，且如本领域技术人员一般了解，如果第一功函数具有较高的绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为相对于真空能级而言，功函数一般被度量为负数，所以这意味着“较高”功函数具有较大负值。在常规能级图上，真空能级位于顶部，将“较高”功函数图示为在向下的方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的约定。
关于OLED的更多细节和上文所述的定义可以见于美国专利No.7,279,704中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
发明概述
提供了氮杂硼烷化合物，所述化合物包含下式：式I。
R1是含有两个或多个芳基或杂芳基的基团，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。R3和R4可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R2、R3和R4独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。优选地，R2包括芳基或杂芳基。
在一个方面，所述化合物包含下式：式II。
R'3、R'4、R'5和R'6可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R'1、R'2、R'3、R'4、R'5和R'6独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。R'1和R'2的至少一个是芳基或杂芳基并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。
在一个方面，R'3、R'4、R'5和R'6独立地是芳基或杂芳基。
在另一个方面，R'4包括连接于氮原子的芳基或杂芳基中碳原子邻位的芳基或杂芳基取代基。
提供了氮杂硼烷化合物的具体实例，并且所述实例包括选自由以下组成的组的化合物：
在另一个方面，所述化合物选自由以下组成的组：
此外，提供了包括有机发光装置的第一装置。有机发光装置包括阳极、阴极，以及安置于阴极与阳极之间的有机层，并且有机层还包括包含式I的化合物，如上所述。
R1是含有两个或多个芳基或杂芳基的基团，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。R3和R4可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R2、R3和R4独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。优选地，R2包括芳基或杂芳基。
在一个方面，化合物包含式II。
R'3、R'4、R'5和R'6可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R'1、R'2、R'3、R'4、R'5和R'6独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。R'1和R'2的至少一个是芳基或杂芳基，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。
在一个方面，R'3、R'4、R'5和R'6独立地是芳基或杂芳基。
在另一个方面，R'4包括连接于氮原子的芳基或杂芳基中碳原子邻位的芳基或杂芳基取代基。
提供了可能用于装置的氮杂硼烷化合物的具体实例，并且所述实例包括选自由以下组成的组化合物1-48的化合物。
在一个方面，有机层是阻挡层，并且具有式I的化合物是阻挡材料。
在另一个方面，有机层是发光层并且包含式I的化合物是主体。有机层还可包括发光掺杂剂。在又一方面，有机层是发光层和包含式I的化合物是荧光发射体。
在一个方面，第一装置是消费类产品。在另一个方面，第一装置是有机发光装置。
附图简述
图1示出有机发光装置。
图2示出不具有单独的电子传递层的倒置有机发光装置。
图3示出氮杂硼烷化合物。
图4示出化合物2的光致发光光谱。
图5示出化合物X的光致发光光谱。
图6示出化合物Y的光致发光光谱。
发明详述
一般来说，OLED包含安置于阳极与阴极之间并且与阳极和阴极电连接的至少一个有机层。当施加电流时，阳极将空穴注入一个或多个有机层中，阴极将电子注入一个或多个有机层中。注入的空穴和电子各自向带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位于同一分子中时，形成“激子”，所述激子是具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光电发射机理发生弛豫时，发射出光。在一些情况下，激子可以定位在激发体或激发复合体上。也可以发生非辐射机理，例如热弛豫，但是一般将其视为不合需要的。
最初的OLED使用从其单线态发射光（“荧光”）的发光分子，例如，在美国专利No.4,769,292中所公开，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。荧光发射一般发生在小于10纳秒的时间范围内。
最近，已展示了具有从三重态发射光（“磷光”）的发光材料的OLED。参见Baldo等人的“HighlyEfficientPhosphorescentEmissionfromOrganicElectroluminescentDevices”，Nature，第395卷，第151-154页，1998;(“Baldo-I”)和Baldo等人的“Veryhigh-efficiencygreenorganiclight-emittingdevicesbasedonelectrophosphorescence”，Appl.Phys.Lett.，第75卷，第3期，第4-6页(1999)(“Baldo-II”)，其全部内容以引用的方式并入本文。磷光更详细地描述于美国专利No.7,279,704的第5-6栏中，所述专利以引用的方式并入本文。
图1示出有机发光装置100。附图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传递层125、电子阻挡层130、发光层135、空穴阻挡层140、电子传递层145、电子注入层150、保护层155和阴极160。阴极160为具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过将所述层按次序沉积而制造。这些各层的性质和功能以及例示性材料更详细地描述于US7,279,704的第6-10栏中，所述专利以引用的方式并入本文。
可以获得这些层中的每一层的更多实例。例如，柔性的透明衬底-阳极组合公开于美国专利No.5,844,363中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。p型掺杂的空穴传递层的一个实例是以50:1的摩尔比用F.sub.4-TCNQ掺杂的m-MTDATA，公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。发光材料和主体材料的实例公开于Thompson等人的美国专利No.6,303,238中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。n型掺杂的电子传递层的一个实例是以1:1的摩尔比用Li掺杂的Bphen，公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。美国专利No.5,703,436和5,707,745（其全部内容以引用的方式并入本文）公开了包括复合阴极的阴极的实例，其具有金属如Mg:Ag的薄层，具有上覆的透明导电溅射沉积ITO层。阻挡层的理论和用途更详细地描述于美国专利No.6,097,147和美国专利申请公布No.2003/0230980中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。注入层的实例提供于美国专利申请公布No.2004/0174116中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。保护层的描述可以见于美国专利申请公布No.2004/0174116中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
图2示出倒置OLED200。所述装置包括衬底210、阴极215、发光层220、空穴传递层225和阳极230。装置200可以通过将所述层按次序沉积而制造。因为最常见的OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，且装置200具有安置于阳极230下方的阴极215，所以可以将装置200称为“倒置”OLED。与针对装置100所述的材料类似的材料可以用于装置200的相应层。图2提供可以如何将某些层从装置100的结构中省略的一个实例。
图1和图2中所示的简单分层结构以非限制性实例的方式提供，并且应了解本发明的实施方案可以与很多种其它结构结合使用。所述的具体材料和结构本质上是例示性的，并且可以使用其它材料和结构。基于设计、性能和成本因素，可以通过以不同方式将所述各种层组合或者将层完全省略而获得功能性OLED。也可以包括未明确描述的其它层。可以使用明确描述的材料以外的材料。尽管本文中提供的许多实例将各种层描述为包含单一的材料，但是应了解可以使用材料的组合，例如，主体与掺杂剂的混合物或者更一般的混合物。此外，层可以具有各种子层。本文中给与各种层的名称并非意图具有严格的限制性。例如，在装置200中，空穴传递层225传递空穴并将空穴注入发光层220中，并且可以描述为空穴传递层或空穴注入层。在一种实施方案中，OLED可以被描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。此有机层可以包含单一的层，或可以还包含例如参照图1和图2中所述的不同有机材料的多个层。
也可以使用未明确描述的结构和材料，例如包含聚合物材料的OLED(PLED)，例如Friend等人的美国专利No.5,247,190中所公开的，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。作为进一步的实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以叠置，例如，如在Forrest等人的美国专利No.5,707,745中所描述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。OLED结构可以偏离图1和图2中所示的简单分层结构。例如，衬底可以包括成角度的反射表面以改善外耦合(out-coupling)，例如，描述于Forrest等人的美国专利No.6,091,195中的平台(mesa)结构和/或描述于Bulovic等人的美国专利No.5,834,893中的陷阱(pit)结构，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
除非另有规定，否则各种实施方案的任何层可以通过任何适合的方法沉积。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨，例如，在美国专利No.6,013,982和6,087,196中所描述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文；有机气相沉积(OVPD)，例如，在Forrest等人的美国专利No.6,337,102中所描述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文；以及通过有机气相喷涂(OVJP)的沉积，例如，在美国专利申请序No.10/233,470中所描述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。其它适合的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的方法。优选地，在氮气或惰性气氛中执行基于溶液的方法。对于其它层，优选方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模沉积、冷焊，例如，在美国专利No.6,294,398和6,468,819中所描述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文；以及与一些沉积方法（例如，喷墨和OVJD）相关联的图案化。也可以使用其它方法。可以对待沉积的材料进行改性以使这些材料与具体的沉积方法相容。例如，可以在小分子中使用取代基，例如，支化或非支化的并优选含有至少3个碳的烷基和芳基，以增强小分子进行溶液加工的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，3至20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的可溶液加工性，因为不对称材料可以具有较低的重结晶倾向。树枝状化合物取代基可以用于增强小分子进行溶液加工的能力。
根据本发明的实施方案制造的装置可以并入很多种消费类产品，包括平板显示器、计算机监视器、电视、广告牌、室内或室外照明灯和/或信号灯、平视显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数码相机、摄像放像机、取景器、微型显示器、交通工具、大面积墙、剧场或体育场屏幕或标志。各种控制机制可以用于控制根据本发明制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵。许多装置意图用于对人体而言舒适的温度范围内，例如18℃至30℃，更优选室温（20℃至25℃）。
本文中所描述的材料和结构可以应用于除OLED以外的装置中。例如，其它光电装置（例如有机太阳能电池和有机光电探测器）可以使用这些材料和结构。更一般地说，有机装置（例如有机晶体管）可以使用这些材料和结构。
术语卤代、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、杂环基团、芳基、芳族基团和杂环基是本领域已知的，并且定义于U.S.7,279,704的第31-32栏中，所述专利以引用的方式并入本文。
提供了新型氮杂硼烷化合物，所述化合物可以用作有机发光装置中的主体材料或荧光发光掺杂剂材料(在图3中阐明)。由于化合物的核心结构中的硼和氮杂原子，1,4-氮杂硼烷化合物是特别令人关注的杂芳族分子。这些1,4-氮杂硼烷化合物由于缺少相对于它们的全碳同族元素的共轭而可呈高位单重态和三重态能量，并且它们是亮蓝色荧光发射体。
文献中已经报道了包含这些化合物的蒽衍生物和有机装置，但是这些已知化合物存在一些问题，这可能限制它们在OLED中的使用。蒽是高度共轭的多环芳族烃。用蒽衍生物例如9,10-二-(2-萘基)蒽作为主体材料的OLED，可能使装置具有较长寿命。(参见，Appl.Phys.Lett.，第80卷，第3201页2002)。但是，由于高度共轭，蒽的三重态能量非常低(680nm)，这使其不适合用作在可见区具有磷光发射体的OLED的主体材料。二苯并-1,4-氮杂硼烷与蒽等电子。中心氮杂硼烷环是半芳族的，因此共轭度可能降低并且三重态能量可能比蒽更高。因此，氮杂硼烷化合物可以被有利地用于提高主体的三重态能量。
文献中已经报道了1,4-氮杂硼烷化合物(参见，US2003/0157366)。但是，这些三价硼化合物可能在化学上是不稳定的，因为硼原子缺电子使其易于受到亲核攻击。不期望受理论的束缚，据信可能仍需要保护硼原子以将化学不稳定性降至最小，不考虑二苯并-1,4-氮杂硼烷中的中心环的半芳族性质。如通过DFT(Gaussian／B3lyp/cep-31g)所计算，一些二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物的HOMO、LUMO和最低的三重态能量(T1)在表1中示出。
表1
此外，计算的1,4-氮杂硼烷化合物的三重态能量远高于9,10-二苯基蒽(化合物Z)的测量值。对比二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物与Ir(ppy)3的HOMO、LUMO和T1，据信本文中提供的二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物可以在磷光OLED中充当Ir(ppy)3的主体。
由于一些原因，据信本文中提供的二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物可以被有利地使用，优于已知的氮杂硼烷化合物。首先，不期望受理论的束缚，据信在连接于硼原子的苯基的2位和6位的取代基提供对硼原子的位阻保护作用。特定地，具有连接于硼的未取代的苯基的化合物Y在溶液中PL测量期间显示分解的迹象，然而具有连接于硼的2,4,6-三苯基苯基的化合物2未显示分解的迹象。其次，在硼处的取代基R1可能具有与1,4-氮杂硼烷体系最少的共轭。该特征可以使独立的电子学和/或光物理学活性基团，优选地具有2个或多个共轭的或稠合的芳基或杂芳基，与1,4-氮杂硼烷体系连接以调谐(tuning)电子学和/或光物理学性质。例如，如果R1是2-喹啉，则2-喹啉基团可提供相对低的LUMO，这可以促进电子转移和负电荷的稳定化。一些基团可能能够同时提供对硼原子的位阻保护作用以及电子和/或光物理调谐。例如，如果R1是苯基并且其2,6位进一步被芳基或杂芳基取代，则硼原子受位阻保护，并且2,6-二苯基苯基部分提供联苯基共轭。如果R1是1-萘基，则硼原子部分受位阻保护并且萘基提供额外的共轭。除了进一步共轭和电荷的稳定化以外，芳基或杂芳基取代基，优选地具有2个或多个共轭的或稠合的芳基或杂芳基，可以提供较高的玻璃化转变温度和适合的蒸发温度。例如，之前报道的具有连接于硼的2,4,6-三甲基苯基的化合物X，与化合物2相比，可以提供低玻璃化转变温度和对于通过真空加工的装置制造过低的蒸发温度，因为化合物X的2,6-甲基取代基未提供足够高的分子量。如果使用更高分子量的烷基，化合物可能太容易熔化；并且由于过多的非电子学活性烷基，装置可能具有较差的电子学性质。因此，特别需要本文中提供的二苯并-1,4-氮杂硼烷化合物，并且可以将其有利地使用以提供具有改进的稳定性的装置。
另外，所提供的氮杂硼烷化合物可以用作荧光发光材料。本文中提供的二苯并-1,4,-氮杂硼烷化合物显示出高能发射，即，400-450nm，类似于所测量的蒽的荧光。例如，化合物2、化合物X和化合物Y的光致发光光谱在图4-6中示出。在77K，在化合物2和化合物Y中观察到低能量发射(>700nm)，但在化合物X中未观察到。低能量发射可能是化合物2和化合物Y的磷光，但是，该值显著偏离DFT计算值。尽管来自高能量的磷光发射预期被猝灭，但是Ir(ppy)3类型化合物的磷光没有被化合物2猝灭（使用薄膜PL实验）。在装置中，使用化合物B作为主体，用化合物A（Ir(ppy)3-类型化合物）作为掺杂剂的装置的效率与使用CBP作为主体的标准装置相当。
而且，所提供的氮杂硼烷化合物显示强深蓝色荧光(约410nm)。特定地，化合物2的薄膜示出64%的PLQY。因此，可能需要将所提供的化合物用作OLED中的荧光发射体。
提供了氮杂硼烷化合物，该化合物包含下式：式I。
R1是含有两个或多个芳基或杂芳基的基团，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。R3和R4可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R2、R3和R4独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。优选地，R2包括芳基或杂芳基。
在一个方面，所述化合物包含下式：式II。
R'3、R'4、R'5和R'6可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R'1、R'2、R'3、R'4、R'5和R'6独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。R'1和R'2的至少一个是芳基或杂芳基并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。
在一个方面，R'3、R'4、R'5和R'6独立地是芳基或杂芳基。
在另一个方面，R'4包括连接于氮原子的芳基或杂芳基中碳原子邻位的芳基或杂芳基取代基。
提供了氮杂硼烷化合物的具体实例，并且所述实例包括选自由以下组成的组的化合物：
在另一个方面，提供了氮杂硼烷化合物的实例，并且所述实例包括选自由以下组成的组的化合物：
此外，提供了包括有机发光装置的第一装置。有机发光装置包括阳极、阴极，以及安置于阴极与阳极之间的有机层，并且有机层还包括包含下式的化合物：式I。
R1是含有两个或多个芳基或杂芳基的基团，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。R3和R4可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R2、R3和R4独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。优选地，R2包括芳基或杂芳基。
在一个方面，所述化合物包含下式：式II。
R'3、R'4、R'5和R'6可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代。R'1、R'2、R'3、R'4、R'5和R'6独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。R'1和R'2的至少一个是芳基或杂芳基，并且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。
在一个方面，R'3、R'4、R'5和R'6独立地是芳基或杂芳基。
在另一个方面，R'4包括连接于氮原子的芳基或杂芳基中碳原子邻位的芳基或杂芳基取代基。
提供了可用于所述装置的氮杂硼烷化合物的具体实例，并且所述实例包括选自由以下组成的组的化合物：
在另一个方面，提供了可用于所述装置的氮杂硼烷化合物的具体实例，所述实例包括选自由以下组成的组的化合物：
在一个方面，有机层是阻挡层，且具有式I的化合物是阻挡材料。
在另一个方面，有机层是发光层且包含式I的化合物是主体。有机层还可包括发光掺杂剂。在又一方面，有机层是发光层且包含式I的化合物是荧光发射体。
在一个方面，第一装置是消费类产品。在另一个方面，第一装置是有机发光装置。
如可用于有机发光装置中的特定层的本文描述的材料可以与装置中存在的各种各样的其他材料组合使用。例如，本文所公开的发光掺杂剂可以与可能存在的各种各样的主体、传递层、阻挡层、注入层、电极和其他层结合使用。下面描述的或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，且本领域技术人员可以容易地参考文献来确定可以组合使用的其他材料。
HIL／HTL：
待用在本发明中的空穴注入/传递材料不被特别地限制，且可以使用任何化合物，只要该化合物通常用作空穴注入/传递材料。材料的实例包括但不限于：酞菁或卟啉衍生物；芳族胺衍生物；吲哚并咔唑衍生物；包含氟代烃的聚合物；具有传导性掺杂剂的聚合物；导电聚合物，例如PEDOT／PSS；衍生自化合物例如膦酸和硅烷衍生物的自组装单体；金属氧化物衍生物，例如MoOx；p型半导体有机化合物，例如1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲六腈；金属络合物；和可交联化合物。
用在HIL或HTL中的芳族胺衍生物的实例包括但不限于以下通用结构：
Ar1至Ar9中的每一个选自：由芳族烃环状化合物组成的组，例如苯、联苯基、三苯基、苯并菲、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、苝、薁；由芳族杂环化合物组成的组，例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶；和由2至10个环状结构单元组成的基团，该基团是选自芳族烃环状基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团且彼此直接键合或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂族环状基团中的至少一个结合。其中每个Ar还被选自由以下组成的组的取代基取代：氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基。
在一个方面，Ar1至Ar9独立地选自由以下组成的组：
k是1至20的整数；X1至X8是CH或N；Ar1具有上面所定义的相同基团。
用在HIL或HTL中的金属络合物的实例包括但不限于以下通式：
M是具有大于40的原子量的金属；(Y1-Y2)是二齿配体，Y1和Y2独立地选自C、N、O、P和S；L是辅助配体；m是1至可以附接于金属的配体的最大数量的整数值；且m+n是可以附接于金属的配体的最大数量。
在一个方面，(Y1-Y2)是2-苯基吡啶衍生物。
在另一个方面，(Y1-Y2)是卡宾配体。
在另一个方面，M选自Ir、Pt、Os和Zn。
在另外的方面，对比小于约0.6V的Fc+／Fc对，金属络合物在溶液中具有最小的氧化电位。
主体：
本发明的有机EL装置的发光层优选地至少包含作为发光材料的金属络合物，且可以包含使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不被特别地限制，且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能量大于掺杂剂的三重态能量。
用作主体的金属络合物的实例优选具有以下通式：
M是金属；(Y3-Y4)是二齿配体，Y3和Y4独立地选自C、N、O、P和S；L是辅助配体；m是1至可以附接于金属的配体的最大数量的整数值；且m+n是可以附接于金属的配体的最大数量。
在一个方面，所述金属络合物是：
(O-N)是具有配位至原子O和N的金属的二齿配体。
在另一个方面，M选自Ir和Pt。
在另外的方面，(Y3-Y4)是卡宾配体。
用作主体的有机化合物的实例选自：由芳族烃环状化合物组成的组，例如苯、联苯基、三苯基、苯并菲、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、苝、薁；由芳族杂环化合物组成的组，例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶；和由2至10个环状结构单元组成的基团，该基团是选自芳族烃环状基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团且彼此直接键合或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂族环状基团中的至少一个结合。其中每个基团还被选自由以下组成的组的取代基取代：氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基。
在一个方面，主体化合物包含分子中的以下基团中的至少一个：
R1至R7独立地选自由以下组成的组：氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂芳基烷基、芳基和杂芳基，当其是芳基或杂芳基时，其具有如上面所述的Ar的定义相似的定义。
k是0至20的整数。
X1至X8选自CH或N。
HBL：
空穴阻挡层(HBL)可以用于减少留在发光层中的空穴和/或激子的数量。相比于缺乏阻挡层的相似装置，在装置中存在这样的阻挡层可以导致显著更高的效率。此外，阻挡层可以用于将发射界定于OLED的所需区域。
在一个方面，用在HBL中的化合物包含用作上面所述的主体的相同分子。
在另一个方面，用在HBL中的化合物包含分子中的以下基团中的至少一个：
k是0至20的整数；L是辅助配体，m是1至3的整数。
ETL：
电子传递层(ETL)可以包括能够传递电子的材料。电子传递层可以是固有的(无掺杂的)或掺杂的。掺杂可以用于增强电导率。ETL材料的实例不被特别地限制，且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要它们通常用于传递电子。
在一个方面，用在ETL中的化合物包含分子中的以下基团中的至少一个：
R1选自由以下组成的组：氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂芳基烷基、芳基和杂芳基，当其是芳基或杂芳基时，其具有如上面所述的Ar的定义相似的定义；
Ar1至Ar3具有如上面所述的Ar的定义相似的定义；
k是0至20的整数；
X1至X8选自CH或N。
在另一个方面，用在ETL中的金属络合物包含但不限于以下通式：
(O-N)或(N-N)是具有配位至原子O、N或N、N的金属的二齿配体；L是辅助配体；m是1至可以附接于金属的配体的最大数量的整数值。
实验
化合物实施例
实施例1.化合物2的合成
根据文献程序(Inorg.Chem.2003，42，6824)来制备2'-溴-5'-苯基-1,1'：3',1'-三联苯。将2'-溴-5'-苯基-1,1'：3',1'-三联苯(10g，26mmol)溶于10mLTHF中，并与镁屑(0.7g，28.5mmol)回流16h。将反应混合物冷却至10℃，加入硼酸三甲酯并将加热至回流，持续16h。冷却后，加入甲醇和乙酸乙酯，并将反应经Celite填料过滤。除去溶剂后，分离出9g(92%)(5'-苯基-[1,1'：3',1″-三联苯]-2'-基)硼酸二甲酯，并且未进一步纯化即使用。
将2-溴-N-(2-溴苯基)-N-苯基苯胺(1.0g，2.5mmol)溶于50mL乙醚，并将溶液冷却至-78℃。滴加叔丁基锂(10.9ml，1.7摩尔浓度戊烷溶液，18.6mmol)，使反应混合物升温至0℃。在0℃搅拌30分钟后，然后将反应混合物再冷却至-78℃。将(5'-苯基-[1,1'：3',1″-三联苯]-2'-基)硼酸二甲酯(1.2g，3.2mmol)溶于10mL乙醚，并滴加至反应混合物。升温至室温后，过夜回流反应，冷却并经Celite填料用二氯甲烷过滤。在硅胶上用7/3己烷/二氯甲烷对粗产物进行色谱分离，并进一步由己烷/二氯甲烷结晶以得到1.1g(79%)化合物2。
实施例2.化合物X的合成
根据文献程序(Org.Lett.2006，8，2241)来制备化合物X。将2-溴-N-(2-溴苯基)-N-甲基苯胺(0.5g，1.5mmol)溶于50mL乙醚，并将溶液冷却至-78℃。滴加叔丁基锂(4.3mL1.7摩尔浓度戊烷溶液，7.3mmol)，使反应混合物升温至0℃并搅拌30分钟。将基二硼酸二甲酯(0.37g，1.9mmol)溶于10mL乙醚，并逐滴加至反应混合物。使反应混合物升温至室温，回流2h，冷却，用二氯甲烷经Celite过滤并浓缩。用9/1己烷/乙酸乙酯在硅胶上对粗产物进行色谱分离，并进一步用己烷结晶以得到0.13g(55%)化合物X。
实施例3.化合物Y的合成
根据文献程序(J.Org.Chem.1961，2013)来制备2-溴-N-(2-溴苯基)-N-苯基苯胺。将2-溴-N-(2-溴苯基)-N-苯基苯胺(1.5g，3.7mmol)溶于50mL乙醚，并将溶液冷却至-78℃。滴加叔丁基锂(10.9mL，1.7摩尔浓度戊烷溶液，18.6mmol)，并使反应混合物升温至0℃。在0℃搅拌30分钟后，然后将反应混合物再冷却至-78℃。将二氯苯基硼烷(0.63ml，4.8mmol)溶于10mL乙醚并滴加至反应混合物。升温至室温后，过夜回流反应，冷却并用二氯甲烷经Celite填料过滤。在硅胶上用8/2己烷/乙酸乙酯对粗产物进行色谱分离，并由己烷结晶以得到0.56g(45%)化合物Y。
实施例4.化合物49的合成
向双(2-溴苯基)胺(10.0g，30.6mmol)、1-氟-4-硝基苯(5.6g，39.8mmol)和碳酸钾(5.49g，39.8mmol)加入20mlDMSO。将反应混合物在油浴中145℃加热，持续48h。冷却至室温后，加入100ml水并用3×50mlCH2Cl2提取。合并的提取物用2×50ml水洗涤，经硫酸钠干燥并蒸发以得到深褐色固体。在硅胶上对粗产物进行色谱分离，用75：25己烷/CH2Cl2然后用50：50己烷/CH2Cl2洗脱以得到5.0g产品，为黄色固体。NMR和GC／MS确认产品。
将2-溴-N-(2-溴苯基)-N-(4-硝基苯基)苯胺(4.8g，10.71mmol)和氯化锡(Ⅱ)二水合物(10.2g，53.6mmol)溶于乙醇(50ml)和四氢呋喃(50ml)，并将溶液加热至回流。3h后，再加入2.0g氯化锡(Ⅱ)并将反应混合物在回流下再加热2h。冷却后，将反应倾入100ml冰，并加入50%氢氧化钠水溶液直至达到pH14。所得到的苛性碱溶液用CH2Cl2提取（3×75ml）。将合并的有机物用75ml水洗涤，经硫酸钠干燥并蒸发得到橙色固体。在硅胶上对粗产物进行色谱分离，用50：50己烷/CH2Cl2洗脱以得到3.8g产品，为黄色固体。NMR确认产品。
在烧瓶中，将N，N-双(2-溴苯基)苯-1,4-二胺(0.5g，1.2mmol)、碘苯(2.44g，11.96mmol)、碳酸钾(0.628g，4.54mmol)和铜粉(0.038g，0.60mmol)合并，并在油浴中在200℃下加热20h。冷却至室温后，加入25ml水并用CH2Cl2提取（3×15ml）。合并的提取物用水洗涤（2×20ml），经硫酸钠干燥并蒸发留下深褐色液体。在硅胶上对粗产物进行色谱分离，用90：10己烷/CH2Cl2然后用75：25己烷/CH2Cl2洗脱以得到0.35g白色固体状产品。NMR和GC／MS确认产品。
在-78℃下，向N，N-双(2-溴苯基)-N’,N’-二苯基苯-1,4-二胺(1.5g，2.5mmol)在乙醚中的溶液(50ml)中滴加叔丁基锂(7.5ml，1.7M的戊烷溶液，12.7mmol)。将反应升温至0℃，持续30分钟，然后重新冷却至-78℃。滴加(5’-苯基-[1,1’,3’,1”-三联苯]-4’-基)硼酸二甲酯(1.3g，3.4mmol)在25ml乙醚中的溶液，移去浴锅(bath)并使反应混合物升温至室温，然后将其在回流下加热过夜。冷却至室温后，加入己烷和EtOAc，经celite过滤混合物并蒸发滤液以得到黄色固体。在硅胶上对粗产物进行色谱分离，用98：2己烷/CH2Cl2洗脱以得到0.5g化合物49。NMR和MS确认产品。
实施例5.化合物53的合成
根据Spivey等，J.Org.Chem.2003，68，7379的程序来制备4,4,5,5-四甲基-2-(2-苯基萘-1-基)[1,3,2]-二氧杂硼戊环。向在干冰/丙酮浴中冷却至-78℃的N，N-双(2-溴苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺(0.5g，0.88mmol)在25ml乙醚中的溶液中滴加叔丁基锂(2.6ml，4.4mmol，1.7M的戊烷溶液)。移去冰浴，并使反应混合物升温至0℃，搅拌30分钟。将反应混合物重新冷却至-78℃并滴加4,4,5,5-四甲基-2-(2-苯基萘-1-基)[1,3,2]-二氧杂硼戊环(0.38g，1.14mmol)在10ml乙醚中的溶液。在-78℃搅拌30分钟后，移去浴锅并使溶液升温至室温，然后加热至回流过夜。冷却后，通过加入2mlMeOH猝灭反应并经celite过滤，用CH2Cl2洗涤。固体蒸发后，在硅胶上用90：10己烷：CH2Cl2，然后用75：25己烷：CH2Cl2对粗产物进行色谱分离以得到0.15g化合物53。NMR和LC／MS确认产品。
装置实施例
所有的装置实施例通过高真空(<10-7托)热蒸发来制造。阳极电极是氧化铟锡(ITO)。阴极由10LiF，随后1000Al组成。所有的装置在氮气手套箱(<1ppm的H2O和O2)中用玻璃盖子封装，用环氧树脂密封，且吸湿剂被结合在包装内部。
表2中装置实施例1的有机堆叠由按顺序的以下组成：ITO表面，作为空穴注入层(HIL)的100E1，作为空穴传递层(HTL)的300NPD，作为发光层(EML)的掺杂有15重量%化合物A的300化合物2，作为ETL2的50化合物2和作为ETL1的400BAlq。化合物2在约230℃、约10-8托下蒸发。
比较装置实施例1与装置实施例1类似，除了EML是掺杂有10重量%的E1的化合物B和ETL2是化合物C以外。
如本文所用，以下化合物具有以下结构：
提供了用在OLED中的特定材料。特定地，材料可以在该装置的发光层中用作主体材料和/或发光掺杂剂。材料也可用于非发光层，例如阻挡层。本文中提供的化合物可以改进装置寿命。
表2
由表2可以看到，使用化合物B作为主体，用化合物A（Ir(ppy)3-类型化合物）作为掺杂剂的装置的效率与使用CBP作为主体的标准装置相当。
应了解，本文中所述的各种实施方案仅仅作为实例，不意图限制本发明的范围。例如，在不偏离本发明的精神的情况下，本文中所述的许多材料和结构可以被其它材料和结构替代。因此，要求保护的本发明可以包括对于本领域技术人员而言显而易见的特定实例和优选实施方案的变化形式。应了解，关于为什么本发明能够成立的各种理论是非限制性的。

Claims (6)

1.一种化合物，其包含下式：
其中R'3可以表示单取代、双取代或三取代；
其中R'4可以表示单取代、双取代、三取代、四取代或五取代；
其中R'5和R'6可表示单取代、双取代、三取代或四取代；
其中R'1和R'2独立地选自芳基和杂芳基，其是共轭的；
其中R'3、R'4、R'5和R'6独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基，且所述芳基或杂芳基是共轭的或稠合的。
2.权利要求1所述的化合物，其中R'3、R'4、R'5和R'6独立地是芳基或杂芳基。
3.权利要求1所述的化合物，其中R'4是位于所述苯环中连接于所述氮原子的所述碳原子邻位的芳基或杂芳基取代基。
4.权利要求1的化合物，其中所述化合物选自下组：
5.选自由以下组成的组的化合物：
6.第一装置，其包括有机发光装置，所述有机发光装置包括：
阳极；
阴极；和
有机层，其布置在所述阳极和所述阴极之间，其中所述有机层包括权利要求1-5中任一项所述的化合物。
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