CN105358654A - 有机电致发光化合物和包含所述化合物的有机电致发光装置 - Google Patents

有机电致发光化合物和包含所述化合物的有机电致发光装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新颖的有机电致发光化合物和一种包含所述化合物的有机电致发光装置。本发明的有机电致发光化合物具有较高玻璃化转变温度，并且因此显示良好的热稳定性。通过使用本发明的有机电致发光化合物，可以提供显示优良的电流效率的有机电致发光装置。

Description

有机电致发光化合物和包含所述化合物的有机电致发光装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光化合物和一种包含所述化合物的有机电致发光装置。
背景技术
电致发光(EL)装置是一种自发光装置，其优点在于其提供较宽的视角、较大的对比率以及较快的响应时间。有机EL装置最初由伊士曼柯达(EastmanKodak)通过使用小芳香族二胺分子和铝络合物作为用于形成发光层的材料而开发[《应用物理学报(Appl.Phys.Lett.)》51,913,1987]。
决定有机EL装置中的发光效率的最重要因素是发光材料。迄今为止，荧光材料已经广泛用作发光材料。然而，鉴于电致发光机制，由于磷光材料在理论上与荧光材料相比使发光效率增强四(4)倍，磷光发光材料已得到广泛研究。铱(III)络合物已广泛地被称为磷光材料，包括双(2-(2′苯并噻吩基)-吡啶根-N，C3′)铱(乙酰基丙酮酸盐)((acac)Ir(btp)2)、三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)以及双(4，6-二氟苯基吡啶根-N，C2)吡啶甲酸铱(Firpic)分别作为发红光、绿光以及蓝光的材料。
目前，4，4′-N，N′-二咔唑-联二苯(CBP)是关于磷光材料最广泛已知的主体材料。最近，派尼尔(Pioneer)(日本)等人开发了使用浴铜灵(bathocuproine，BCP)和铝(III)双(2-甲基-8-喹啉盐)(4-苯基苯酚盐)(BAlq)等作为主体材料的高性能有机EL装置，所述主体材料被称为空穴阻挡材料。
尽管这些材料提供良好发光特征，但其具有以下缺点：(1)由于其较低玻璃化转变温度和不良热稳定性，故其降解可能在高温沉积工艺期间在真空中发生，这导致不良使用寿命。(2)有机EL装置的功率效率由[(π/电压)×电流效率]给出，并且所述功率效率与电压成反比。尽管包含磷光主体材料的有机EL装置提供高于包含荧光材料的有机EL装置的电流效率(cd/A)，但显著较高驱动电压是必需的。因此，就功率效率(1m/W)来说，不存在优点。(3)此外，有机EL装置的使用寿命较短，并且仍需要改进发光效率。
为了改进效率和稳定性，有机EL装置可以用多层结构制造，其中包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等。在所述结构中，用于空穴传输层的化合物对于增强装置特征至关重要，所述装置特征如向发光层传输空穴的效率、发光效率以及使用寿命。
在这点上，使用铜酞菁(CuPc)、4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联二苯(NPB)、N，N′-二苯基-N，N′-双(3-甲基苯基)-(1，1′-联二苯)-4，4′-二胺(TPD)、4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)等作为用于有机EL装置的空穴注入和传输材料。然而，使用这些材料的有机EL装置在量子效率和使用寿命方面是有问题的。这是由于，当有机EL装置在高电流下驱动时，在阳极与空穴注入层之间产生热应力。热应力明显缩短装置的使用寿命。此外，因为用于空穴注入层的有机材料具有极高空穴迁移率，所以空穴-电子电荷平衡可能被打破并且量子产率(cd/A)可能降低。需要开发增强有机EL装置耐久性的空穴传输层。
WO2012/034627公开用于有机EL装置的化合物，其中仅一个取代基选自二芳基胺、杂芳基胺基，并且含氮杂芳基直接或经由如芳基的连接基团键结到螺芴的苯环。然而，此参考文献未能特定公开一种化合物，其中两个取代基键结到连接基团或螺芴的苯环，以及针对空穴传输层采用所述化合物的有机电致发光装置。
发明内容
待解决的问题
本发明的目标是提供由于较高玻璃化转变温度在电流效率和热稳定性方面显示优异性的有机电致发光化合物。
问题的解决方案
本发明人发现，以上目标可以通过由以下式1表示的有机电致发光化合物来实现。
本发明的由式1表示的有机电致发光化合物包括螺芴结构作为母核，其提供较高玻璃化转变温度和优良的热稳定性。
其中
Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；
Ar5到Ar8各自独立地表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；
m和n各自独立地表示0到2的整数；其中m或n是2，-N(Ar1)(Ar2)中的每一个或-N(Ar3)(Ar4)中的每一个可以相同或不同；
m+n是2；
在m是1或2的情况下，L1表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；在m是0的情况下，L1表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；
在n是1或2的情况下，L2表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；在n是0的情况下，L2表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；
o表示1或2；其中o是2，Ar5中的每一个可以相同或不同；
p、q以及r各自独立地表示1到4的整数；其中p、q或r是2或更大的整数，Ar6中的每一个、Ar7中的每一个或Ar8中的每一个可以相同或不同；
其限制条件是排除以及(其中X表示-O-、-S-、-C(R1)(R2)-或-N(R3)-；R1到R3各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C3-C30)环烷基、经取代或未经取代的(C3-C30)环烯基、经取代或未经取代的(3元到7元)杂环烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；或R1和R2可以彼此连接以形成(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换)；以及
所述杂环烷基和(亚)杂芳基各自独立地含有至少一个选自B、N、O、S、P(＝O)、Si以及P的杂原子。
根据本发明的一个方面，式1化合物可以优选由以下式2或3表示。
其中
Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；
m和n表示1；以及
L1、L2、Ar5到Ar8以及o到r如式1中所定义。
根据本发明的另一个方面，式1化合物可以优选由以下式4表示。
其中
Ar1和Ar2各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；
L1′表示经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基；
两个-N(Ar1)(Ar2)在间位键结到L1′；以及
Ar5到Ar8以及o到r如式1中所定义。
其中两个二芳基胺在间位连接到相同芳基(如式2到4中所示)的有机电致发光化合物由于共轭而具有较小带隙。因此，在其用于空穴传输层的情况下，所述层具有相对较高三重态能量，并且因此可以阻挡激子从磷光发光层转移到空穴传输层。
本发明的作用
本发明的有机电致发光化合物由于其较高玻璃化转变温度(Tg)可以提供在电流效率和热稳定性方面显示优异性的有机电致发光装置。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本发明。然而，以下描述意图解释本发明，并且不意欲以任何方式限制本发明的范围。
本发明提供以上式1有机电致发光化合物、包含所述化合物的有机电致发光材料以及包含所述材料的有机电致发光装置。
式1有机电致发光化合物的细节如下。
本文中，“(C1-C30)烷基”指示具有1到30个、优选1到10个并且更优选1到6个碳原子的直链或支链烷基，并且包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。“(C2-C30)烯基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个碳原子的直链或支链烯基，并且包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基丁-2-烯基等。“(C2-C30)炔基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个碳原子的直链或支链炔基，并且包括乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-甲基戊-2-炔基等。“(C3-C30)环烷基”指示具有3到30个、优选3到20个并且更优选3到7个碳原子的单环或多环烃，并且包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。“(3元到7元)杂环烷基”表示具有3到7个环主链原子(包括至少一个选自B、N、O、S、P(＝O)、Si以及P，优选O、S以及N的杂原子)的环烷基，并且包括四氢呋喃、吡咯烷、硫杂环戊烷、四氢吡喃等。此外，“(C6-C30)(亚)芳基”指示衍生自芳香族烃并且具有6到30个、优选6到20个并且更优选6到15个环主链碳原子的单环或稠环，并且包括苯基、联二苯、联三苯、萘基、联萘、苯基萘基、萘基苯基、芴基、苯基芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、苯基菲基、蒽基、茚基、联亚三苯基、芘基、并四苯基、苝基、屈基、稠四苯基、荧蒽基等。“(5元到30元)(亚)杂芳基”指示具有5到30个环主链原子(包括至少一个、优选1到4个选自由B、N、O、S、P(＝O)、Si以及P组成的群组的杂原子)的芳基；可以是单环或与至少一个苯环稠合的稠环；可以是部分饱和的；可以是通过使至少一个杂芳基或芳基经由单键与杂芳基连接而形成的基团；并且包括单环型杂芳基，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁唑基、噁二唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、呋吖基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等；以及稠环型杂芳基，如苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、苯并噁唑基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基(cinnolinyl)、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡噁嗪基、啡啶基、苯并间二氧杂环戊烯基等。此外，“卤素”包括F、Cl、Br以及I。
本文中，表述“经取代或未经取代的”中的“经取代的”意指某一官能团中的氢原子经另一个原子或基团，即取代基置换。在本发明的式1中，Ar1到Ar8、R1到R3、L1以及L2中的经取代的烷基、经取代的烯基、经取代的炔基、经取代的环烷基、经取代的环烯基、经取代的杂环烷基、经取代的(亚)芳基以及经取代的(亚)杂芳基的取代基各自独立地是选自由以下组成的群组的至少一种：氘、卤素、未经取代或经卤素取代的(C1-C30)烷基、(C1-C30)烷氧基、(C6-C30)芳基、未经取代或经(C6-C30)芳基取代的(3元到30元)杂芳基、(C3-C30)环烷基、(3元到7元)杂环烷基、三(C1-C30)烷基硅烷基、三(C6-C30)芳基硅烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基、(C2-C30)烯基、(C2-C30)炔基、氰基、二(C1-C30)烷基氨基、未经取代或经(C1-C30)烷基取代的二(C6-C30)芳基氨基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨基、二(C6-C30)芳基硼基、二(C1-C30)烷基硼基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基、羧基、硝基以及羟基；并且优选是选自由以下组成的群组的至少一种：(C1-C6)烷基、(C6-C15)芳基以及二(C1-C6)烷基(C6-C15)芳基。
Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；优选表示经取代或未经取代的(C6-C20)芳基；并且更优选表示未经取代或经(C1-C6)烷基取代的(C6-C20)芳基、(C6-C15)芳基或二(C1-C6)烷基(C6-C15)芳基。具体来说，Ar1到Ar4各自独立地可以是苯基、联二苯、联三苯、萘基、苯基萘基、萘基苯基、芴基、苯基芴基、苯并芴基、菲基、联伸三苯基或荧蒽基。优选地，在式2或3中，Ar1和Ar2中的至少一个可以与Ar3或Ar4相同，其中Ar3和Ar4可以相同或不同。
Ar5到Ar8各自独立地表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；优选表示氢或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到20元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；并且更优选表示氢或可以连接到相邻取代基以形成(3元到15元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换，并且其可以未经取代或经(C1-C6)烷基或(C6-C15)芳基取代。具体来说，Ar5可以是氢；并且Ar6到Ar8中的一个可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的苯环、经取代或未经取代的苯并呋喃环、经取代或未经取代的苯并噻吩环或经取代或未经取代的吲哚环。
在m是1或2的情况下，L1表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；优选表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；更优选表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；并且尤其表示亚苯基、联伸二苯或亚萘基。在m是0的情况下，L1表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；并且尤其表示氢。
在n是1或2的情况下，L2表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；优选表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；更优选表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；并且尤其表示亚苯基、联伸二苯或亚萘基。在n是0的情况下，L2表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；并且尤其表示氢。
根据本发明的一个实施例，在式1中，Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C20)芳基；Ar5到Ar8各自独立地表示氢或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到20元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；在m是1或2的情况下，L1表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；在m是0的情况下，L1表示氢；在n是1或2的情况下，L2表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；并且在n是0的情况下，L2表示氢。
根据本发明的另一个实施例，在式1中，Ar1到Ar4各自独立地表示未经取代或经(C1-C6)烷基取代的(C6-C20)芳基、(C6-C15)芳基或二(C1-C6)烷基(C6-C15)芳基；Ar5到Ar8各自独立地表示氢或可以连接到相邻取代基以形成未经取代或经(C1-C6)烷基或(C6-C15)芳基取代的(3元到15元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；在m是1或2的情况下，L1表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；在m是0的情况下，L1表示氢；在n是1或2的情况下，L2表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；并且在n是0的情况下，L2表示氢。
更具体来说，式1有机电致发光化合物包括以下，但不限于此：
本发明的有机电致发光化合物可以通过所属领域的技术人员已知的合成方法来制备。举例来说，其可以根据以下反应流程1制备。
[反应流程1]
在以上反应流程1中，Ar1到Ar8、L1、L2、m、n以及o到r如以上式1中所定义，并且Hal表示卤素。
根据反应流程1中的布赫瓦尔德-哈特维希(Buchwald-Hartwig)反应，芳基胺和芳基卤化物在碱性条件下(例如通过叔丁醇钠)彼此反应以形成碳-氮键。所述反应在芳香族有机溶剂(如甲苯或二甲苯)中进行；并且通常在回流下通过使用钯络合物(如乙酸钯与S-Phos(例如2-二环膦基-2′，6′-二甲氧基苯基)的组合)作为催化剂来进行。
此外，本发明提供一种包含式1有机电致发光化合物的有机电致发光材料和一种包含所述材料的有机电致发光装置。
材料可由本发明的有机电致发光化合物组成。另外，除本发明化合物以外，材料可以进一步包含有机电致发光装置已包含的常规化合物。
所述有机电致发光装置可以包含第一电极、第二电极以及至少一个安置在第一和第二电极之间的有机层。所述有机层可以包含至少一种式1化合物。
第一电极和第二电极中的一个可以是阳极，并且另一个可以是阴极。有机层可以包含发光层，并且可以进一步包含至少一个选自以下的层：空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、夹层、空穴阻挡层以及电子阻挡层。
本发明的有机电致发光化合物可以包含在发光层和空穴传输层中的至少一个中。当用于空穴传输层中时，可以包含本发明的有机电致发光化合物作为空穴传输材料。当用于发光层中时，可以包含本发明的有机电致发光化合物作为主体材料。
除本发明的有机电致发光化合物外，包含本发明的有机电致发光化合物的有机电致发光装置可以进一步包含至少一种化合物作为主体材料。此外，有机电致发光装置可以进一步包含至少一种掺杂剂。
在发光层中包含本发明的有机电致发光化合物作为主体材料(第一主体材料)的情况下，可以包含另一种化合物作为第二主体材料。第一主体材料与第二主体材料之间的重量比在1∶99到99∶1范围内。
第二主体材料可以来自任何已知磷光主体材料。具体来说，鉴于发光效率，选自由以下式11到13的化合物组成的群组的化合物优选作为第二主体材料。
H-(Cz-L4)h-M(11)
H-(Cz)i-L4-M(12)
其中，Cz表示以下结构：
R21到R24各自独立地表示氢、氘、卤素、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基、经取代或未经取代的(3元到30元)杂芳基或R25R26R27Si-；R25到R27各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基或经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；L4表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；M表示经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；Y1和Y2各自独立地表示-O-、-S-、-N(R31)-或-C(R32)(R33)-，其限制条件是Y1和Y2不同时存在；R31到R33各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，R32和R33可以相同或不同；h和i各自独立地表示1到3的整数；j、k、a以及b各自独立地表示0到4的整数；并且在h、i、j、k、a或b是2或更大的整数的情况下，(Cz-L4)中的每一个、(Cz)中的每一个、R21中的每一个、R22中的每一个、R23中的每一个或R24中的每一个可以相同或不同。
具体来说，第二主体材料包括以下：
用于本发明的有机电致发光装置的掺杂剂优选是至少一种磷光掺杂剂。用于本发明的有机电致发光装置的磷光掺杂剂不受限制，但可以优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、铜(Cu)以及铂(Pt)的金属化络合物化合物，更优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、铜(Cu)以及铂(Pt)的邻位金属化络合物化合物，并且甚至更优选地是邻位金属化铱络合物化合物。
磷光掺杂剂可以优选地选自由下式101到103表示的化合物组成的群组。
其中L选自以下结构：
R100表示氢或经取代或未经取代的(C1-C30)烷基；R101到R109和R111到R123各自独立地表示氢、氘、卤素、未经取代或经卤素取代的(C1-C30)烷基、氰基、经取代或未经取代的(C1-C30)烷氧基或经取代或未经取代的(C3-C30)环烷基；R120到R123可以连接到相邻取代基以形成(3到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，例如喹啉；R124到R127各自独立地表示氢、氘、卤素、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基或经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；在R124到R127是芳基的情况下，其可以连接到相邻取代基以形成(3到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，例如芴；R201到R211各自独立地表示氢、氘、卤素或未经取代或经卤素取代的(C1-C30)烷基；c和d各自独立地表示1到3的整数；在c或d是2或更大的整数的情况下，R100中的每一个可以相同或不同；并且e表示1到3的整数。
具体来说，磷光掺杂剂材料包括以下：
根据本发明的其它方面，提供用于制备有机电致发光装置的混合物或组合物。所述混合物或组合物包含本发明的化合物作为主体材料或空穴传输材料。所述混合物或组合物可以是用于制备有机电致发光装置的发光层或空穴传输层的混合物或组合物。
本发明的有机电致发光装置可以包含第一电极、第二电极以及至少一个安置在第一和第二电极之间的有机层。有机层可以包含发光层，其可以包含用于本发明的有机电致发光装置的混合物或组合物。
本发明的有机电致发光装置除式1化合物外还可以进一步包含至少一种选自由基于芳基胺的化合物和基于苯乙烯基芳基胺的化合物组成的群组的化合物。
在本发明的有机电致发光装置中，有机层除式1化合物外还可以进一步包含至少一种选自由以下组成的群组的金属：周期表的第1族金属、第2族金属、第4周期过渡金属、第5周期过渡金属、镧系元素以及d-过渡元素的有机金属，或至少一种包含所述金属的络合物化合物。所述有机层可以进一步包含发光层和电荷产生层。
另外，本发明的有机电致发光装置可以通过进一步包含至少一个发光层而发射白光，所述发光层除本发明化合物以外还包含所属领域中已知的蓝光电致发光化合物、红光电致发光化合物或绿光电致发光化合物。必要时，其可以进一步包含橙光发光层或黄光发光层。
在本发明的有机电致发光装置中，优选地，至少一个层(在下文中为“表面层”)可以被放置在一个或两个电极的内表面上，所述层选自硫族化合物层、金属卤化物层以及金属氧化物层。具体来说，硅或铝的硫族化合物(包括氧化物)层优选地放置在电致发光中间层的阳极表面上，并且金属卤化物层或金属氧化物优选地放置在电致发光中间层的阴极表面上。此类表面层为有机电致发光装置提供操作稳定性。优选地，硫族化物包括SiOX(1≤X≤2)、AlOX(1≤X≤1.5)、SiON、SiAlON等；金属卤化物包括LiF、MgF2、CaF2、稀土金属氟化物等；并且金属氧化物包括Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等。
在本发明的有机电致发光装置中，电子传输化合物和还原性掺杂剂的混合区或空穴传输化合物和氧化性掺杂剂的混合区可以被放置在一对电极的至少一个表面上。在这种情况下，电子传输化合物被还原为阴离子，并且因此变得更容易从混合区域注入并且传输电子到电致发光媒介。此外，空穴传输化合物被氧化为阳离子，并且因此变得更容易从混合区注入并且传输空穴到电致发光媒介。优选地，氧化性掺杂剂包括各种路易斯酸(Lewisacid)和受体化合物；并且还原性掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属、稀土金属以及其混合物。还原性掺杂剂层可以用作电荷产生层以制备具有两个或更多个发光层并且发射白光的电致发光装置。
为了形成本发明的有机电致发光装置的每一层，可以使用干式成膜方法，如真空蒸发、溅射、等离子体和离子电镀方法；或湿式成膜方法，如旋涂、浸涂和流涂方法。
当使用湿式成膜方法时，薄膜可以通过将形成每一层的材料溶解或扩散到任何适合的溶剂中来形成，所述溶剂如乙醇、氯仿、四氢呋喃、二噁烷等。所述溶剂可以是形成每一层的材料可以溶解或扩散于其中并且不存在成膜能力问题的任何溶剂。
在下文中，将参考以下实例详细地解释本发明化合物、所述化合物的制备方法以及所述装置的发光特性。
实例1：制备化合物C-2
制备化合物1-1
在将2，2，4-二氯苯基硼酸(20g，104mmol)、1-溴-2-碘苯(44g，157mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(3.6g，3.14mmol)、碳酸钠(27g，262mmol)、520mL甲苯以及130mL乙醇引入反应器中并且将130mL蒸馏水添加到混合物中之后，在120℃下搅拌混合物6小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层。在通过旋转式蒸发器去除溶剂之后，通过柱色谱纯化产物，获得化合物1-1(15g，50％)。
制备化合物1-3
在将化合物1-1(15g，50mmol)和170mL四氢呋喃引入反应器中之后，在氮气氛围下使混合物冷却到-78℃，并且接着向其中缓慢滴加21mL正丁基锂(2.5M，52mmol)。在-78℃下搅拌混合物2小时，并且接着向其中缓慢滴加溶解于100mL四氢呋喃中的芴酮(9.4g，52mmol)。滴加后，使混合物缓慢升温到室温，并且接着另外搅拌30分钟。在将氯化铵水溶液添加到反应混合物中以终止反应之后，用乙酸乙酯萃取混合物。用硫酸镁干燥有机层，并且接着通过旋转式蒸发器去除溶剂以获得化合物1-2。在将500mL乙酸和0.2mLHCl添加到所获得的化合物1-2中之后，在120℃下搅拌混合物过夜。在通过旋转式蒸发器去除溶剂之后，通过柱色谱纯化产物，获得化合物1-3(13g，70％)。
制备化合物C-2
在将化合物1-3(7g，18.1mmol)、N-苯基联二苯-4-胺(10.7g，43.6mmol)、三(二苄叉丙酮)二钯(1.9g，2.18mmol)、S-Phos(2g，4.36mmol)、叔丁醇钠(6.9g，72mmol)以及90mL邻二甲苯引入反应器中之后，混合物在回流下持续2小时。使反应混合物冷却到室温，并且接着过滤。用二氯甲烷(MC)洗涤所获得的固体。在减压下蒸馏滤液，并且通过柱色谱纯化，获得化合物C-2(12g，84％)。
实例2：制备化合物C-29
制备化合物2-1
在将2-溴碘苯(29.7g，105mmol)、2，4-二氯苯基-4-硼酸(20g，105mmol)、四(三苯基膦)钯(0)(3.6g，3.2mmol)、碳酸钠(28g，263mmol)、600mL甲苯以及150mL乙醇引入反应器中并且将150mL蒸馏水添加到其中之后，在120℃下搅拌混合物6小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层，并且通过旋转式蒸发器从其去除溶剂。通过柱色谱纯化产物，获得化合物2-1(19.5g，61％)。
制备化合物2-2
在将1-茚酮(45g，340mmol)、邻苯二甲酸醛(50g，374mmol)、乙醇钠(25mL，20wt％，70mmol)以及1L乙醇引入反应器中之后，在120℃下搅拌混合物5小时。反应后，使溶液冷却到室温，并且用少量甲醇洗涤沉淀固体，获得化合物2-2(50g，64％)。
制备化合物2-4
在将化合物2-1(18.5g，61.3mmol)和200mL四氢呋喃引入反应器中之后，在氮气氛围下使混合物冷却到-78℃，并且接着向其中缓慢滴加25mL正丁基锂(2.5M，61.3mmol)。在-78℃下搅拌混合物2小时之后，向其中缓慢滴加溶解于200mL四氢呋喃中的化合物2-2。滴加后，使混合物缓慢升温到室温，并且接着另外搅拌30分钟。在将氯化铵水溶液添加到反应混合物中以终止反应之后，用乙酸乙酯萃取混合物。用硫酸镁干燥有机层，并且接着通过旋转式蒸发器去除溶剂以获得化合物2-3。将600mL乙酸和0.3mLHCl添加到所获得的化合物2-3中，并且接着在120℃下搅拌混合物过夜。在通过旋转式蒸发器去除溶剂之后，通过柱色谱纯化产物，获得化合物2-4(14.3g，54％)。
制备化合物C-29
在将化合物2-4(12g，27.6mmol)、二苯胺(10.3g，60.7mmol)、乙酸钯(II)(0.93g，4.14mmol)、2-二环己基膦基-2′，6′-二甲氧基联二苯(2.3g，5.5mmol)、叔丁醇钠(6.6g，70mmol)以及150mL邻二甲苯引入反应器中之后，混合物在回流下持续8小时。使反应混合物冷却到室温，并且接着过滤。用二氯甲烷(MC)洗涤所获得的固体。在减压下蒸馏滤液，并且通过柱色谱纯化，获得化合物C-29(10g，53％)。
实例3：制备化合物C-49
制备化合物3-1
在将1-溴-3-碘苯(20g，164mol)、苯基硼酸(70g，246mol)、四(三苯基膦)钯(0)(5.7g，0.49mol)、碳酸钠(43g，410mol)、820mL甲苯以及200mL乙醇引入反应器中并且将200mL蒸馏水添加到其中之后，在120℃下搅拌混合物6小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层，并且通过旋转式蒸发器从其去除溶剂。通过柱色谱纯化产物，获得化合物3-1(60g，150％)。
制备化合物3-2
在将化合物3-1(60g，257mol)、苯胺(70mL，46mol)、乙酸钯(II)(2.3g，103mol)、S-Phos(11g，26mol)以及800mL二甲苯引入反应器中之后，在120℃下搅拌混合物6小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层，并且通过旋转式蒸发器从其去除溶剂。通过柱色谱纯化产物，获得化合物3-2(26g，65％)。
制备化合物C-49
在将化合物1-3(6g，155mmol)、化合物3-2(9g，373mmol)、三(二苄叉丙酮)二钯(1.7g，1.87mmol)、S-Phos(1.5g，3.73mmol)、叔丁醇钠(6.0g，62mmol)以及100mL邻二甲苯引入反应器中之后，混合物在回流下持续8小时。使反应混合物冷却到室温，并且接着过滤。用二氯甲烷(MC)洗涤所获得的固体。在减压下蒸馏滤液，并且通过柱色谱纯化，获得化合物C-49(6.4g，51％)。
实例4：制备化合物C-8
制备化合物4-1
在将2-溴-9，9-二甲基-9H-芴(25g，91mol)、苯胺(10mL，109mmol)、乙酸钯(II)(1.03g，4.58mmol)、叔丁基膦(1.85g，9.15mol)以及500mL二甲苯引入反应器中之后，在120℃下搅拌混合物6小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层，并且通过旋转式蒸发器从其去除溶剂。通过柱色谱纯化产物，获得化合物4-1(20g，76％)。
制备化合物C-8
在将化合物1-3(7g，18.2mmol)、化合物4-1(12.4g，436mmol)、三(二苄叉丙酮)二钯(2.0g，2.18mmol)、S-Phos(1.79g，4.36mmol)、叔丁醇钠(7.0g，73mmol)以及120mL邻二甲苯引入反应器中之后，混合物在回流下持续8小时。反应混合物冷却到室温，并且过滤。用二氯甲烷(MC)洗涤所获得的固体。在减压下蒸馏滤液，并且通过柱色谱纯化，获得化合物C-8(4g，25％)。
实例5：制备化合物C-40
制备化合物C-40
在将化合物1-3(5.2g，13.5mmol)、4-(二苯胺基)苯基硼酸(9.3g，32.4mmol)、三(二苄叉丙酮)二钯(1.2g，1.35mmol)、S-Phos(1.1g，2.67mmol)、叔丁醇钾(5.3g，53.9mmol)以及70mL1，4-二噁烷引入反应器中之后，混合物在回流下持续9小时。反应后，混合物用蒸馏水洗涤并且用二氯甲烷(MC)萃取。用硫酸镁干燥所萃取的有机层，并且通过旋转式蒸发器从其去除溶剂。通过柱色谱纯化产物，获得化合物C-40(8.0g，77％)。
以与上述实例1到5类似的方式制备化合物C-1到C-48。所制备的化合物中代表性化合物的物理特性显示在以下表1中。
[表1]
[装置实例1]使用本发明化合物的OLED
使用本发明化合物，如下制造OLED。依次利用丙酮和异丙醇对有机发光二极管(OLED)(吉奥马(Geomatec))的玻璃衬底上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)进行超声波洗涤，并且接着储存在异丙醇中。接着将ITO衬底安装在真空气相沉积设备的衬底固持器上。将N1，N1′-([1，1′-联二苯]-4，4′-二基)双(N1-(萘-1-基)-N4，N4-二苯基苯-1，4-二胺)引入所述真空气相沉积设备的单元中，并且接着将所述设备的腔室中的压力控制为10-6托。其后，将电流施加到所述单元以蒸发以上引入的材料，从而在ITO衬底上形成厚度为60nm的空穴注入层。接着将化合物C-2引入到所述真空气相沉积设备的另一个单元中，并且通过向所述单元施加电流来蒸发，从而在空穴注入层上形成厚度为20nm的空穴传输层。其后，将9-(3-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基)-9′-苯基-9H，9′H-3，3′-二咔唑引入真空气相沉积设备的一个单元中作为主体材料，并且将化合物D-1引入另一个单元中作为掺杂剂。所述两种材料以不同速率蒸发，使得掺杂剂以按主体和掺杂剂的总量计15wt％的掺杂量沉积，从而在空穴传输层上形成厚度为30nm的发光层。接着将2-(4-(9，10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑引入一个单元中，并且将喹啉基锂引入另一个单元中。所述两种材料以相同速率蒸发，使得其分别以50wt％的掺杂量沉积，从而在发光层上形成厚度为30nm的电子传输层。在电子传输层上沉积喹啉基锂作为厚度为2nm的电子注入层之后，接着通过另一个真空气相沉积设备在电子注入层上沉积厚度为150nm的Al阴极。因此，制造出OLED。用于制造OLED的所有材料都是通过在10-6托下真空升华纯化的那些材料。所制造的OLED显示亮度为1,100cd/m2并且电流密度为2.4mA/cm2的绿光发射。
[装置实例2]使用本发明化合物的OLED
除了使用化合物C-29来形成厚度为20nm的空穴传输层；并且在将作为主体材料的7-(4-([1，1′-联二苯]-4-基)喹唑啉-2-基)-7H-苯并[c]咔唑和作为掺杂剂的化合物D-87分别引入真空蒸气沉积设备的两个单元中之后，两种材料以不同速率蒸发，使得掺杂剂以主体和掺杂剂的总量计3wt％的掺杂量沉积，从而在空穴传输层上形成厚度为30nm的发光层以外，以与装置实例1相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为1,880cd/m2并且电流密度为13.2mA/cm2的红光发射。
[装置实例3]使用本发明化合物的OLED
除了使用化合物C-8来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例1相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为1,400cd/m2并且电流密度为2.9mA/cm2的绿光发射。
[装置实例4]使用本发明化合物的OLED
除了使用化合物C-49来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例1相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为2,100cd/m2并且电流密度为4.4mA/cm2的绿光发射。
[装置实例5]使用本发明化合物的OLED
除了使用化合物C-40来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例2相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为2,500cd/m2并且电流密度为18.0mA/cm2的红光发射。
[比较装置实例1]使用常规化合物的OLED
除了使用N，N′-二(4-联二苯)-N，N′-二(4-联二苯)-4，4′-二氨基联二苯来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例1相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为8,000cd/m2并且电流密度为20.9mA/cm2的绿光发射。
[比较装置实例2]使用常规化合物的OLED
除了使用N，N′-二(4-联二苯)-N，N′-二(4-联二苯)-4，4′-二氨基联二苯来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例2相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为6,000cd/m2并且电流密度为80.0mA/cm2的红光发射。
[比较装置实例3]使用常规化合物的OLED
除了使用化合物-1来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例1相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为9,000cd/m2并且电流密度为21.5mA/cm2的绿光发射。
[比较装置实例4]使用常规化合物的OLED
除了使用化合物-1来形成厚度为20nm的空穴传输层以外，以与装置实例2相同的方式制造OLED。所制造的OLED显示亮度为7,000cd/m2并且电流密度为62.5mA/cm2的红光发射。
如所述实例和所述装置实例所证实，本发明的有机电致发光化合物具有较高玻璃化转变温度，并且提供比常规化合物更高的电流效率。通过使用本发明的有机电致发光化合物，有机电致发光装置显示优良的发光效率，尤其电流效率。

Claims (8)

1.一种有机电致发光化合物，其由以下式1表示：
其中
Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；
Ar5到Ar8各自独立地表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基，或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；
m和n各自独立地表示0到2的整数；其中m或n是2，-N(Ar1)(Ar2)中的每一个或-N(Ar3)(Ar4)中的每一个可以相同或不同；
m+n是2；
在m是1或2的情况下，L1表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；在m是0的情况下，L1表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；
在n是1或2的情况下，L2表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)亚杂芳基；在n是0的情况下，L2表示氢、氘、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；
o表示1或2；其中o是2，Ar5中的每一个可以相同或不同；
p、q以及r各自独立地表示1到4的整数；其中p、q或r是2或更大的整数，Ar6中的每一个、Ar7中的每一个或Ar8中的每一个可以相同或不同；
其限制条件是排除以及(其中X表示-O-、-S-、-C(R1)(R2)-或-N(R3)-；R1到R3各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C3-C30)环烷基、经取代或未经取代的(C3-C30)环烯基、经取代或未经取代的(3元到7元)杂环烷基、经取代或未经取代的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(5元到30元)杂芳基；或R1和R2可以彼此连接以形成(3元到30元)单环或多环脂环族环或芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换)；以及
所述杂环烷基和(亚)杂芳基各自独立地含有至少一个选自B、N、O、S、P(＝O)、Si以及P的杂原子。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中所述式1化合物由以下式2或3表示。
其中
Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；
m和n表示1；以及
L1、L2、Ar5到Ar8以及o到r如权利要求1中所定义。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中所述式1化合物由以下式4表示。
其中
Ar1和Ar2各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C30)芳基；
L1′表示经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基；
两个-N(Ar1)(Ar2)在间位键结到L1′；以及
Ar5到Ar8以及o到r如权利要求1中所定义。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中Ar1到Ar8、R1到R3、L1以及L2中的经取代的烷基、经取代的烯基、经取代的炔基、经取代的环烷基、经取代的环烯基、经取代的杂环烷基、经取代的(亚)芳基以及经取代的(亚)杂芳基的取代基各自独立地是选自由以下组成的群组的至少一种：氘、卤素、未经取代或经卤素取代的(C1-C30)烷基、(C1-C30)烷氧基、(C6-C30)芳基、未经取代或经(C6-C30)芳基取代的(5元到30元)杂芳基、(C3-C30)环烷基、(3元到7元)杂环烷基、三(C1-C30)烷基硅烷基、三(C6-C30)芳基硅烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基、(C2-C30)烯基、(C2-C30)炔基、氰基、二(C1-C30)烷基氨基、未经取代或经(C1-C30)烷基取代的二(C6-C30)芳基氨基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨基、二(C6-C30)芳基硼基、二(C1-C30)烷基硼基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基、羧基、硝基以及羟基。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中Ar1到Ar4各自独立地表示经取代或未经取代的(C6-C20)芳基；Ar5到Ar8各自独立地表示氢或可以连接到相邻取代基以形成经取代或未经取代的(3元到20元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；在m是1或2的情况下，L1表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；在m是0的情况下，L1表示氢；在n是1或2的情况下，L2表示单键或未经取代的(C6-C20)亚芳基；并且在n是0的情况下，L2表示氢。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中Ar1到Ar4各自独立地表示未经取代或经(C1-C6)烷基取代的(C6-C20)芳基、(C6-C15)芳基或二(C1-C6)烷基(C6-C15)芳基；Ar5到Ar8各自独立地表示氢或可以连接到相邻取代基以形成未经取代或经(C1-C6)烷基或(C6-C15)芳基取代的(3元到15元)单环或多环芳香族环，其碳原子可以经至少一个选自氮、氧和硫的杂原子置换；在m是1或2的情况下，L1表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；在m是0的情况下，L1表示氢；在n是1或2的情况下，L2表示单键或未经取代的(C6-C15)亚芳基；并且在n是0的情况下，L2表示氢。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中所述式1化合物选自由以下组成的群组：
8.一种有机电致发光装置，其包含根据权利要求1所述的有机电致发光化合物。
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