CN107915722B - 化合物及包含其的有机发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型茚并咔唑系化合物及包含其的有机发光元件。

Description

化合物及包含其的有机发光元件
技术领域
与相关申请的相互引用
本申请主张基于2016年10月7日韩国专利申请第10-2016-0129989 号以及2017年9月20日韩国专利申请第10-2017-0121473号的优先权,包含这些韩国专利申请文献中公开的全部内容作为本说明书的一部分。
本发明涉及一种新型茚并咔唑系化合物及包含其的有机发光元件。
背景技术
通常情况下,有机发光现象是指利用有机物质使电能转换为光能的现象。利用有机发光现象的有机发光元件具有宽视角、优异的对比度、快速响应时间,亮度、驱动电压和响应速度特性优异,从而进行大量的研究。
有机发光元件通常具有包含阳极和阴极以及位于阳极与阴极之间的有机物层的结构。为了提高有机发光元件的效率和稳定性,有机物层大多情况下由多层结构形成,而上述多层结构由各自不同的物质构成,例如,可以由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。对于这样的有机电致发光元件的结构而言,如果在两电极之间施加电压,则空穴从阳极注入至有机物层,电子从阴极注入至有机物层,当所注入的空穴和电子相遇时会形成激子(exciton),并且当该激子重新跃迁至基态时就会发出光。
对于用于如上所述的有机发光元件的有机物,持续要求开发新材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国专利公开号第10-2000-0051826号
发明内容
本发明涉及一种新型茚并咔唑系化合物及包含其的有机发光元件。
本发明提供一种由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
Figure GDA0002387089370000021
上述化学式1中,
A为与相邻的五元环和吡咯环稠合的苯环,
L为键合、取代或未取代的C6-60亚芳基、或者取代或未取代的包含 O、N、Si和S中的一个以上的C2-60杂亚芳基,
R为
Figure GDA0002387089370000022
X1至X4中两个为N,其余一个为与L键合的C,另一个为CR2
Y为S、O或-C(CH3)2-,
R1为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、氨基、取代或未取代的C1-60烷基、取代或未取代的C3-60环烷基、取代或未取代的C2-60烯基、取代或未取代的C6-60芳基、或者取代或未取代的包含O、N、Si和S中的一个以上的C2-60杂环基,
R2为取代或未取代的C3-60环烷基、取代或未取代的C2-60烯基、取代或未取代的C6-60芳基、或者取代或未取代的包含O、N、Si和S中的一个以上的C2-60杂环基。
此外,本发明提供一种有机发光元件,其中,包含第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极和第二电极之间的一层以上的有机物层,上述有机物层中的一层以上包含由上述化学式1表示的化合物。
由上述的化学式1表示的化合物可以作为有机发光元件的有机物层的材料而使用,从而能够在有机发光元件中实现效率的提高、低驱动电压和/或寿命特性的提高。特别地,由上述的化学式1表示的化合物可以作为空穴注入、空穴传输、空穴注入及传输、发光、电子传输、或电子注入材料而使用。
附图说明
图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4构成的有机发光元件的示例。
图2图示了由基板1、阳极2、空穴注入层5、空穴传输层6、发光层7、电子传输层8以及阴极4构成的有机发光元件的示例。
符号说明
1:基板 2:阳极
3:发光层 4:阴极
5:空穴注入层 6:空穴传输层
7:发光层 8:电子传输层
具体实施方式
下面,为了帮助理解本发明,更详细地进行说明。
本发明提供一种由上述化学式1表示的化合物。
本说明书中,
Figure GDA0002387089370000031
表示与其他取代基连接的键合。
本说明书中,“取代或未取代的”这一用语是指,被选自氘、卤素基团、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、氨基、氧化膦基、烷氧基、芳氧基、烷基硫基(
Figure GDA0002387089370000032
Alkyl thioxy)、芳基硫基(
Figure GDA0002387089370000033
Figure GDA0002387089370000034
Aryl thioxy)、烷基亚砜基(
Figure GDA0002387089370000035
Alkyl sulfoxy) 、芳基亚砜基(
Figure GDA0002387089370000036
Aryl sulfoxy)、甲硅烷基、硼基、烷基、环烷基、烯基、芳基、芳烷基、芳烯基、烷基芳基、烷基胺基、芳烷基胺基、杂芳基胺基、芳基胺基、芳基膦基、或包含N、O和S原子中的一个以上的杂环基中的一个以上取代基取代或未取代,或者被上述例示的取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代基取代或未取代。例如,“2个以上的取代基连接而成的取代基”可以为联苯基。即,联苯基可以为芳基,也可以被解释为2个苯基连接而成的取代基。
本说明书中,羰基的碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为1 至40。具体而言,可以为如下结构的化合物,但并不限定于此。
Figure GDA0002387089370000041
本说明书中,酯基中,酯基的氧原子可以被碳原子数1至25的直链、支链或环状烷基或碳原子数6至25的芳基取代。具体而言,可以为如下结构式的化合物,但并不限定于此。
Figure GDA0002387089370000042
本说明书中,酰亚胺基的碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为1至25。具体而言,可以为如下结构的化合物,但并不限定于此。
Figure GDA0002387089370000043
本说明书中,甲硅烷基具体有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等,但并不限定于此。
本说明书中,硼基具体有三甲基硼基、三乙基硼基、叔丁基二甲基硼基、三苯基硼基、苯基硼基等,但并不限定于此。
本说明书中,作为卤素基团的示例,有氟、氯、溴或碘。
本说明书中,上述烷基可以为直链或支链,碳原子数没有特别限定,但优选为1至40。根据一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至20。根据另一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至10。根据另一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至6。作为烷基的具体示例,有甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1- 甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2- 甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等,但并不限定于此。
本说明书中,上述烯基可以为直链或支链,碳原子数没有特别限定,但优选为2至40。根据一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至20。根据另一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至10。根据另一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至6。作为具体例,有乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯、烯丙基、1-苯基乙烯-1-基、2-苯基乙烯-1-基、2,2-二苯甲基乙烯-1-基、2-苯基-2-(萘-1-基)乙烯-1-基、2,2- 双(二苯-1-基)乙烯-1-基、茋基、苯乙烯基等,但并不限定于此。
本说明书中,环烷基没有特别限定,但优选为碳原子数3至60的环烷基,根据一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至30。根据另一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至20。根据另一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至6。具体而言,有环丙基、环丁基、环戊基、 3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等,但并不限定于此。
本说明书中,芳基没有特别限定,但优选为碳原子数6至60的芳基,可以为单环芳基或多环芳基。根据一实施方式,上述芳基的碳原子数为6至30。根据一实施方式,上述芳基的碳原子数为6至20。关于上述芳基,作为单环芳基,可以为苯基、联苯基、三联苯基等,但并不限定于此。作为上述多环芳基,可以为萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、
Figure GDA0002387089370000066
基、芴基等,但并不限定于此。
本说明书中,芴基可以被取代,2个取代基可以彼此结合而形成螺结构。在上述芴基被取代的情况下,可以为
Figure GDA0002387089370000061
等。但并不限定于此。
本说明书中,杂环基是包含O、N、Si和S中的一个以上作为杂原子的杂环基,碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为2至60。作为杂环基的示例,有噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
Figure GDA0002387089370000062
唑基、
Figure GDA0002387089370000063
二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并
Figure GDA0002387089370000064
唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基(phenanthroline)、异
Figure GDA0002387089370000065
唑基、噻二唑基、吩噻嗪基和二苯并呋喃基等,但并不限定于此。
本说明书中,芳烷基、芳烯基、烷基芳基、芳基胺基中的芳基与上述芳基的示例相同。本说明书中,芳烷基、烷基芳基、烷基胺基中的烷基与上述烷基的示例相同。本说明书中,杂芳基胺中的杂芳基可以适用关于上述杂环基的说明。本说明书中,芳烯基中的烯基与上述烯基的示例相同。本说明书中,亚芳基为2价基团,除此以外,可以适用上述的关于芳基的说明。本说明书中,杂亚芳基为2价基团,除此以外,可以适用上述关于杂环基的说明。本说明书中,烃环不是1价基团,而是2 个取代基结合而成,除此以外,可以适用上述关于芳基或环烷基的说明。本说明书中,杂环不是1价基团,而是2个取代基结合而成,除此以外,可以适用上述关于杂环基的说明。
上述化学式1中,A为与相邻的五元环和吡咯环稠合的苯环,根据稠合位置可以由下述化学式1-1至化学式1-6中的任一个表示。
[化学式1-1]
Figure GDA0002387089370000071
[化学式1-2]
Figure GDA0002387089370000072
[化学式1-3]
Figure GDA0002387089370000073
[化学式1-4]
Figure GDA0002387089370000074
[化学式1-5]
Figure GDA0002387089370000081
[化学式1-6]
Figure GDA0002387089370000082
优选地,L为键合、或亚苯基。更优选地,L为键合、1,3-亚苯基、或1,4-亚苯基。
优选地,R1为氢。
优选地,R为选自下述基团中的任一个:
Figure GDA0002387089370000091
优选地,上述R2为苯基或联苯基。
更优选地,上述R为选自下述基团中的任一个:
Figure GDA0002387089370000101
由上述化学式1表示的化合物的代表示例如下。
Figure GDA0002387089370000111
Figure GDA0002387089370000121
Figure GDA0002387089370000131
Figure GDA0002387089370000141
Figure GDA0002387089370000151
Figure GDA0002387089370000161
Figure GDA0002387089370000171
Figure GDA0002387089370000181
Figure GDA0002387089370000191
Figure GDA0002387089370000201
Figure GDA0002387089370000211
Figure GDA0002387089370000221
Figure GDA0002387089370000231
由上述化学式1-1至化学式1-4表示的化合物可以通过与下述反应式1相同的制造方法制造。
[反应式1]
Figure GDA0002387089370000241
上述反应式1中,X为卤素基团。
而且,上述反应式1的X-L-R可以通过与下述反应式2相同的制造方法制造。
[反应式2]
Figure GDA0002387089370000242
此外,本发明提供一种包含由上述化学式1表示的化合物的有机发光元件。作为一个例子,本发明提供一种有机发光元件,其中,包含:第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极和第二电极之间的一层以上的有机物层,上述有机物层中的一层以上包含由上述化学式1表示的化合物。
本发明的有机发光元件的有机物层可以由单层结构形成,也可以由层叠有两层以上的有机物层的多层结构形成。例如,本发明的有机发光元件可以具有包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等作为有机物层的结构。但是,有机发光元件的结构并不限定于此,可以包含更少的有机层。
此外,上述有机物层可以包含空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层,上述空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层包含由上述化学式1表示的化合物。
此外,上述有机物层可以包含发光层,上述发光层包含由上述化学式1表示的化合物。
此外,上述有机物层可以包含电子传输层或电子注入层,上述电子传输层或电子注入层包含由上述化学式1表示的化合物。
此外,上述电子传输层、电子注入层、或同时进行电子传输及电子注入的层包含由上述化学式1表示的化合物。
此外,上述有机物层包含发光层和电子传输层,上述电子传输层可以包含由上述化学式1表示的化合物。
此外,本发明的有机发光元件可以为在基板上依次层叠有阳极、一层以上的有机物层以及阴极的结构(标准型(normal type))的有机发光元件。此外,本发明的有机发光元件可以为在基板上依次层叠有阴极、一层以上的有机物层以及阳极的逆向结构(倒置型(inverted type))的有机发光元件。例如,本发明的一实施例所涉及的有机发光元件的结构例示于图1及图2中。
图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4形成的有机发光元件的示例。在这种结构中,由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述发光层中。
图2图示了由基板1、阳极2、空穴注入层5、空穴传输层6、发光层7、电子传输层8以及阴极4形成的有机发光元件的示例。在这种结构中,由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层中的一层以上中。
本发明的有机发光元件中,上述有机物层中的一层以上包含由上述化学式1表示的化合物,除此以外,可以通过本领域公知的材料和方法来制造。此外,在上述有机发光元件包含多个有机物层的情况下,上述有机物层可以由相同的物质或不同的物质形成。
例如,本发明的有机发光元件可以通过在基板上依次层叠第一电极、有机物层以及第二电极而制造。这时,可以如下制造:利用溅射 (sputtering)或电子束蒸发法(e-beamevaporation)之类的PVD(physical Vapor Deposition:物理蒸镀方法)方法,在基板上蒸镀金属或具有导电性的金属氧化物或它们的合金而形成阳极,然后在该阳极上形成包含空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层的有机物层,之后蒸镀可用作阴极的物质而制造。除了这种方法以外,也可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光元件。
此外,关于上述化学式1表示的化合物,在制造有机发光元件时,不仅可以利用真空蒸镀法,还可以利用溶液涂布法来形成有机物层。这里,所谓溶液涂布法是指,旋涂法、浸涂法、刮涂法、喷墨印刷法、丝网印刷法、喷雾法、辊涂法等,但并不限定于此。
除了这种方法以外,也可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光元件(WO 2003/012890)。但是,制造方法并不限定于此。
作为一个例子,上述第一电极为阳极,上述第二电极为阴极;或者上述第一电极为阴极,上述第二电极为阳极。
作为上述阳极物质,通常为了使空穴能够顺利地向有机物层注入,优选为功函数大的物质。作为上述阳极物质的具体例,有钒、铬、铜、锌、金等金属或它们的合金;氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物;ZnO:Al或SNO2:Sb等金属与氧化物的组合;聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等导电性高分子等,但并不限定于此。
作为上述阴极物质,通常为了使电子容易地向有机物层注入,优选为功函数小的物质。作为上述阴极物质的具体例,有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅等金属或它们的合金;LiF/Al 或LiO2/Al等多层结构物质等,但并不限定于此。
上述空穴注入层是注入来自电极的空穴的层,作为空穴注入物质,优选为如下化合物:具备传输空穴的能力,具有来自阳极的空穴注入效果、对于发光层或发光材料的优异的空穴注入效果,防止发光层中所产生的激子向电子注入层或电子注入材料迁移,而且薄膜形成能力优异。优选空穴注入物质的HOMO(最高占有分子轨道,highest occupiedmolecular orbital)介于阳极物质的功函数与周围有机物层的HOMO之间。作为空穴注入物质的具体例,有金属卟啉(porphyrin)、低聚噻吩、芳基胺系有机物、六腈六氮杂苯并菲系有机物、喹吖啶酮(quinacridone) 系有机物、苝(perylene)系有机物、蒽醌及聚苯胺和聚噻吩系导电性高分子等,但并不限定于此。
上述空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层,作为空穴传输物质,是能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴并将其转移至发光层的物质,对空穴的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有芳基胺系有机物、导电性高分子、以及同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但并不限定于此。
作为上述发光物质,是能够从空穴传输层和电子传输层分别接收空穴和电子并使它们结合而发出可见光区域的光的物质,优选对于荧光或磷光的量子效率高的物质。作为具体例,有8-羟基-喹啉铝配合物(Alq3);咔唑系化合物;二聚苯乙烯基(dimerizedstyryl)化合物;BAlq;10-羟基苯并喹啉金属化合物;苯并
Figure GDA0002387089370000271
唑、苯并噻唑及苯并咪唑系化合物;聚(对亚苯基亚乙烯)(PPV)系高分子;螺环(spiro)化合物;聚芴、红荧烯等,但并不限定于此。
上述发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料有芳香族稠环衍生物或含杂环化合物等。具体而言,作为芳香族稠环衍生物,有蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等,作为含杂环化合物,有咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物(
Figure GDA0002387089370000272
)、嘧啶衍生物等,但并不限定于此。
作为掺杂剂材料,有芳香族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体而言,作为芳香族胺衍生物,是具有取代或未取代的芳基氨基的芳香族稠环衍生物,有具有芳基氨基的芘、蒽、
Figure GDA0002387089370000273
二茚并芘(Periflanthene)等,作为苯乙烯基胺化合物,是在取代或未取代的芳基胺上取代有至少一个芳基乙烯基的化合物,被选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个或两个以上的取代基取代或未取代。具体而言,有苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等,但并不限定于此。此外,作为金属配合物,有铱配合物、铂配合物等,但并不限定于此。
上述电子传输层是从电子注入层接收电子并将电子传输至发光层的层,作为电子传输物质,是能够从阴极良好地接收电子并将其转移至发光层的物质,对电子的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有8- 羟基喹啉的Al配合物、包含Alq3的配合物、有机自由基化合物、羟基黄铜-金属配合物等,但并不限定于此。电子传输层可以如现有技术中所使用的那样与任意期望的阴极物质一同使用。特别是,合适的阴极物质的例子是具有低功函数且伴随铝层或银层的通常的物质。具体而言为铯、钡、钙、镱及钐,对于各物质而言,均与铝层或银层相伴。
上述电子注入层是注入来自电极的电子的层,优选为如下化合物:具有传输电子的能力,具有来自阴极的电子注入效果、对于发光层或发光材料的优异的电子注入效果,防止发光层中所产生的激子向空穴注入层迁移,而且薄膜形成能力优异。具体而言,有芴酮、蒽醌二甲烷 (Anthraquinodimethane)、联苯醌、噻喃二氧化物、
Figure GDA0002387089370000281
唑、
Figure GDA0002387089370000282
二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等以及它们的衍生物、金属配合物和含氮5元环衍生物等,但并不限定于此。
作为上述金属配合物,有8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、双(8- 羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯化镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓等,但并不限定于此。
本发明的有机发光元件根据所使用的材料,可以为顶部发光型、底部发光型或双向发光型。
此外,由上述化学式1表示的化合物除了有机发光元件以外,还可以包含在有机太阳能电池或有机有机晶体管。
由上述化学式1表示的化合物及包含其的有机发光元件的制造在以下实施例中具体地进行说明。但是,下述实施例是用于例示本发明,本发明的范围并不限定于此。
[制造例]
制造例1:制造中间体A
Figure GDA0002387089370000291
1)制造中间体A1
将9,9-二甲基-9H-芴基-2-胺(60.0g,0.29mol)溶于500mL的CHCl3后,在0℃分5次添加NBS(46.8g,0.29mol),并在室温下搅拌1小时。然后,对溶液进行减压后,溶于乙酸乙酯,用水洗涤后,对有机层进行分离并减压,从而将溶剂全部去除。利用柱色谱获得中间体A1(67.1g,收率81%,MS:[M+H]+=288)。
2)制造中间体A2
在氮气氛下,将中间体A1(67.1g,0.23mol)和(2-氯苯基)硼酸(31.2g, 0.26mol)溶于四氢呋喃660mL后,添加1.5M碳酸钾水溶液(200mL),加入双(三叔丁基膦)钯(0)(1.2g,2.3mmol)后加热搅拌2小时。将温度降至常温并将水层分离去除,用无水硫酸镁干燥后,减压浓缩,利用己烷进行再结晶并干燥,从而制造上述中间体A2(56.4g,收率76%,MS: [M+H]+=320)。
3)制造中间体A
在氮气氛下,加入中间体A2(56.4g,0.18mol)和K2CO3(48.7g,0.3 5mol),并溶于二甲基乙酰胺550mL后,加入Pd(OAc)2(4.0g,17.6mm ol)加热搅拌17小时。将温度降至常温,对析出的固体进行过滤,用水洗涤。将滤饼溶于氯仿1L,用水洗涤后,只分离有机层,并去除溶剂。利用乙酸乙酯进行再结晶,从而获得中间体A(42.4g,收率85%,MS: [M+H]+=284)。
制造例2:制造中间体B
Figure GDA0002387089370000301
1)制造中间体B1
在氮气氛下,将1-氯-9H-咔唑(50.0g,0.25mol)和(2-(2-羟基丙基-2- 基)苯基)硼酸(49.1g,0.27mol)溶于二
Figure GDA0002387089370000302
烷500mL后,添加K3PO4(131.5g, 0.62mol),加入双(三叔丁基膦)钯(0)(1.2g,2.5mmol)后加热搅拌7小时。将温度降至常温,将水层分离去除,用无水硫酸镁干燥后,减压浓缩,利用乙酸乙酯进行再结晶并干燥,从而制造上述中间体B1(61.2g,收率 82%,MS:[M+H]+=302)。
2)制造中间体B
在氮气氛下,加入中间体B1(61.2g,0.20mol)和乙酸340mL,慢慢加入1.4mL的H2SO4,加热搅拌2.5小时。将温度降至常温,对析出的固体进行过滤,用水洗涤。将滤饼溶于氯仿1L中,用水洗涤后,只分离有机层,并去除溶剂。利用乙酸乙酯获得上述中间体B(52.1g,收率9 1%,MS:[M+H]+=284)。
制造例3:制造中间体C和D
Figure GDA0002387089370000303
1)制造中间体C1
使用2-氯-9H-咔唑代替1-氯-9H-咔唑,除此以外,通过与制造中间体B1的方法相同的方法制造中间体C1。
2)制造中间体C和D
在氮气氛下,加入中间体C1(75.2g,0.25mol)和乙酸410mL,慢慢加入1.8mL的H2SO4,加热搅拌3小时。将温度降至常温,对析出的固体进行过滤,用水洗涤。将滤饼溶于氯仿1L中,用水洗涤后,只分离有机层,并去除溶剂。将其利用柱色谱进行纯化,从而分离中间体C和中间体D。
制造例4:制造中间体E
Figure GDA0002387089370000311
1)制造中间体E1
使用3-氯-9H-咔唑代替1-氯-9H-咔唑,除此以外,通过与制造中间体B1的方法相同的方法制造中间体E1。
2)制造中间体E
使用中间体E1代替中间体C1,除此以外,通过制造中间体C和D 的方法相同的方法制造中间体E。
制造例5:制造中间体G
Figure GDA0002387089370000312
1)制造中间体G1
使用4-氯-9H-咔唑代替1-氯-9H-咔唑,除此以外,通过与制造中间体B1的方法相同的方法制造中间体G1。
2)制造中间体G
使用中间体G1代替中间体B1,除此以外,通过与制造中间体B的方法相同的方法制造中间体G。
制造例6:制造中间体H
Figure GDA0002387089370000321
1)制造中间体H1
在2000mL圆底烧瓶中,将3-氨基苯并-噻吩-2-羧酸甲酯(65.0g, 313.6mmol)和尿素(84.8g,1.41mol)的混合物在200℃搅拌2小时。将高温的反应混合物冷却至常温后,倒入氢氧化钠溶液中,过滤去除杂质后,使反应物酸化(HCl,2N),将得到的沉淀物进行干燥,从而获得中间体 H1(52.6g,收率77%)。
2)制造中间体H
在1000mL圆底烧瓶中,在回流状态下,将化合物H1(52.6g,0.24mol) 和三氯氧磷(750mL)的混合物搅拌7.5小时。将反应混合物冷却至常温,较强程度搅拌的同时倒入冰/水中,从而生成沉淀物。对由此获得的反应物进行过滤,从而获得中间体H(51.0g,收率83%,白色固体)。
制造例7:制造中间体I
Figure GDA0002387089370000322
1)制造化合物I1
在2000mL圆底烧瓶中,将3-氨基苯并呋喃-2-羧酸甲酯(65.0g, 340.0mmol)和尿素(91.9g,1.5mol)的混合物在200℃搅拌2小时。将高温的反应混合物冷却至常温后,倒入氢氧化钠溶液中,过滤去除杂质后,使反应物酸化(HCl,2N),将得到的沉淀物进行干燥,从而获得中间体 I1(49.4g,收率72%)。
2)制造化合物I
在1000mL圆底烧瓶中,在回流状态下,将中间体I1(49.4g,0.24mol) 和三氯氧磷(720mL)的混合物搅拌7.5小时。将反应混合物冷却至常温,较强程度地搅拌的同时倒入冰/水中,从而生成沉淀物。对由此获得的反应物进行过滤,从而获得中间体I(45.1g,收率77%,白色固体)。
制造例8:制造中间体H2
Figure GDA0002387089370000331
在氮气氛下,将中间体H(15g,57.8mmol)和苯基硼酸(7.9g, 64.7mmol)溶于四氢呋喃250mL后,添加1.5M碳酸钾水溶液(120mL),加入四(三苯基膦)钯(1.4g,1.28mmol)后,加热搅拌7小时。将温度降至常温,分离去除水层,用无水硫酸镁干燥后,减压浓缩,利用氯仿和乙醇进行再结晶并干燥,从而制造中间体H2(14.1g,收率83%,MS: [M+H]+=297)。
制造例9:制造中间体H3
Figure GDA0002387089370000332
使用(1,1'-联苯基)-4-基硼酸代替苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体H3。
制造例10:制造中间体H4
Figure GDA0002387089370000341
使用(1,1'-联苯基)-3-基硼酸代替苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体H4。
制造例11:制造中间体H5
Figure GDA0002387089370000342
将中间体H2(15.0g,0.05mol)和(4-氯苯基)硼酸(21.4g,0.06mol)溶于二
Figure GDA0002387089370000343
烷200mL后,添加K3PO4(21.4g,0.1mol),加入双(三叔丁基膦 )钯(0)(0.26g,0.5mmol)后,加热搅拌13小时。将温度降至常温,分离去除水层,用无水硫酸镁干燥后,减压浓缩,利用乙酸乙酯进行再结晶并干燥,从而制造上述中间体H4(14.1g,收率81%,MS:[M+H]+=373)。
制造例12:制造中间体H6
Figure GDA0002387089370000344
使用(3-氯苯基)硼酸代替(4-氯苯基)硼酸,除此以外,通过与制造中间体H5的方法相同的方法制造中间体H6。
制造例13:制造中间体I2
Figure GDA0002387089370000351
使用中间体I代替中间体H,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体I2。
制造例14:制造中间体I3
Figure GDA0002387089370000352
使用中间体I和(1,1'-联苯基)-4-基硼酸代替中间体H和苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体I3。
制造例15:制造中间体I4
Figure GDA0002387089370000353
使用中间体I和(1,1'-联苯基)-3-基硼酸代替中间体H和苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体I4。
制造例16:制造中间体I5
Figure GDA0002387089370000361
使用中间体I和(4-氯苯基)硼酸代替中间体H和苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体I5。
制造例17:制造中间体I6
Figure GDA0002387089370000362
使用中间体I和(3-氯苯基)硼酸代替中间体H和苯基硼酸,除此以外,通过与制造中间体H2的方法相同的方法制造中间体I6。
[实施例]
实施例1:制造化合物1
Figure GDA0002387089370000363
将中间体A(8.0g,28.2mmol)、中间体H2(8.4g,28.2mmol)及NaO t-Bu(5.42g,56.5mmol)溶于二甲苯120mL后,加入双(三叔丁基膦)钯( 0)(0.29g,0.57mmol)后,回流搅拌。7小时后将温度降至常温,过滤,用水洗涤去除碱(base)。利用N-甲基-2-吡咯烷酮进行再结晶,从而获得化合物1(10.7g,收率70%,MS:[M+H]+=544)。
实施例2:制造化合物2
1)制造中间体J1
Figure GDA0002387089370000371
将中间体A(12.0g,42.3mmol)、中间体H(10.8g,42.3mmol)及Na Ot-Bu(8.1g,84.7mmol)溶于二甲苯200mL后,加入双(三叔丁基膦)钯( 0)(0.43g,0.85mmol)后,回流搅拌。4小时后将温度降至常温,过滤,用水洗涤除去碱。利用四氢呋喃及N-甲基-2-吡咯烷酮进行再结晶,从而获得中间体J1(19.1g,收率90%,MS:[M+H]+=502)。
2)制造实施例2
Figure GDA0002387089370000372
将中间体J1(7.0g,13.8mmol)及苯基硼酸(1.7g,13.8mmol)溶于二
Figure GDA0002387089370000373
烷100mL后加入K3PO4(5.91g,27.9mmol),加入双(三叔丁基膦)钯( 0)(0.14g,0.28mmol)后,加热搅拌10小时。将温度降至常温,分离去除水层,用无水硫酸镁干燥后减压浓缩,利用N-甲基-2-吡咯烷酮进行再结并干燥,从而制造化合物2(6.3g,收率83%,MS:[M+H]+=544)。
实施例3:制造化合物3
Figure GDA0002387089370000381
使用(1,1'-联苯基)-4-基硼酸代替苯基硼酸,除此以外,通过与制造化合物2的方法相同的方法制造化合物3。
MS:[M+H]+=620
实施例4:制造化合物4
Figure GDA0002387089370000382
使用(1,1'-联苯基)-3-基硼酸代替苯基硼酸,除此以外,通过与制造化合物2的方法相同的方法制造化合物4。
MS:[M+H]+=620
实施例5:制造化合物5
Figure GDA0002387089370000383
使用中间体H3代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物5。
MS:[M+H]+=620
实施例6:制造化合物6
Figure GDA0002387089370000391
使用中间体H4代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物6。
MS:[M+H]+=620
实施例7:制造化合物7
Figure GDA0002387089370000392
使用中间体B代替中间体A,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造上述化合物7。
MS:[M+H]+=544
实施例8:制造化合物8
Figure GDA0002387089370000401
使用中间体B和中间体H3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物8。
MS:[M+H]+=620
实施例9:制造化合物9
Figure GDA0002387089370000402
使用中间体B和中间体H4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物9。
MS:[M+H]+=620
实施例10:制造化合物10
Figure GDA0002387089370000403
使用中间体C4代替中间体A,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物10。
MS:[M+H]+=544
实施例11:制造化合物11
Figure GDA0002387089370000411
使用中间体C和中间体H3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物11。
MS:[M+H]+=620
实施例12:制造化合物12
Figure GDA0002387089370000412
使用中间体C和中间体H4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物12。
MS:[M+H]+=620
实施例13:制造化合物13
Figure GDA0002387089370000421
使用中间体D代替中间体A,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物13。
MS:[M+H]+=544
实施例14:制造化合物14
Figure GDA0002387089370000422
使用中间体D和中间体H3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物14。
MS:[M+H]+=620
实施例15:制造化合物15
Figure GDA0002387089370000423
使用中间体D和中间体H4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物15。
MS:[M+H]+=620
实施例16:制造化合物16
Figure GDA0002387089370000431
使用中间体E代替中间体A,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物16。
MS:[M+H]+=544
实施例17:制造化合物17
Figure GDA0002387089370000432
使用中间体E和中间体H3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物17。
MS:[M+H]+=620
实施例18:制造化合物18
Figure GDA0002387089370000441
使用中间体E和中间体H4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物18。
MS:[M+H]+=620
实施例19:制造化合物19
Figure GDA0002387089370000442
使用中间体G代替中间体A,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物19。
MS:[M+H]+=544
实施例20:制造化合物20
Figure GDA0002387089370000451
使用中间体G和中间体H3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物20。
MS:[M+H]+=620
实施例21:制造化合物21
Figure GDA0002387089370000452
使用中间体G和中间体H4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物21。
MS:[M+H]+=620
实施例22:制造化合物22
Figure GDA0002387089370000461
使用中间体H5代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物22。
MS:[M+H]+=620
实施例23:制造化合物23
Figure GDA0002387089370000462
使用中间体H6代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造上述化合物23。
MS:[M+H]+=620
实施例24:制造化合物24
Figure GDA0002387089370000463
使用中间体I2代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物24。
MS:[M+H]+=528
实施例25:制造化合物25
Figure GDA0002387089370000471
使用中间体I3代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物25。
MS:[M+H]+=604
实施例26:制造化合物26
Figure GDA0002387089370000472
使用中间体I4代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物26。
MS:[M+H]+=604
实施例27:制造化合物27
1)制造中间体J2
Figure GDA0002387089370000481
使用中间体I代替中间体H,除此以外,通过与制造中间体J1的方法相同的方法制造中间体J2。
2)制造化合物27
Figure GDA0002387089370000482
使用中间体J2代替中间体J1,除此以外,通过与制造化合物2的方法相同的方法制造化合物27。
MS:[M+H]+=528
实施例28:制造化合物28
Figure GDA0002387089370000483
使用中间体J2和(1,1'-联苯基)-4-基硼酸代替中间体J1和苯基硼酸,除此以外,通过与制造化合物2的方法相同的方法制造化合物28。
MS:[M+H]+=604
实施例29:制造化合物29
Figure GDA0002387089370000491
使用中间体J2和(1,1'-联苯基)-3-基硼酸代替中间体J1和苯基硼酸,除此以外,通过与制造化合物2的方法相同的方法制造化合物29。
MS:[M+H]+=604
实施例30:制造化合物30
Figure GDA0002387089370000492
使用中间体B和中间体I2代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物30。
MS:[M+H]+=528
实施例31:制造化合物31
Figure GDA0002387089370000493
使用中间体B和中间体I3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物31。
MS:[M+H]+=604
实施例32:制造化合物32
Figure GDA0002387089370000501
使用中间体C和中间体I2代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物32。
MS:[M+H]+=528
实施例33:制造化合物33
Figure GDA0002387089370000502
使用中间体C和中间体I4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造上述化合物33。
MS:[M+H]+=604
实施例34:制造化合物34
Figure GDA0002387089370000503
使用中间体D和中间体I2代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过使用与制造化合物1的方法相同的方法制造上述化合物34。
MS:[M+H]+=528
实施例35:制造化合物35
Figure GDA0002387089370000511
通过中间体D和中间体I3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物35。
MS:[M+H]+=604
实施例36:制造化合物36
Figure GDA0002387089370000512
使用中间体D和中间体I4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物36。
MS:[M+H]+=604
实施例37:制造化合物37
Figure GDA0002387089370000521
使用中间体E和中间体I2代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物37。
MS:[M+H]+=528
实施例38:制造化合物38
Figure GDA0002387089370000522
使用中间体E和中间体I3代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物38。
MS:[M+H]+=604
实施例39:制造化合物39
Figure GDA0002387089370000531
使用中间体G和中间体I2代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物39。
MS:[M+H]+=528
实施例40:制造化合物40
Figure GDA0002387089370000532
使用中间体G和中间体I4代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物40。
MS:[M+H]+=604
实施例41:制造化合物41
Figure GDA0002387089370000541
使用中间体I5代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物41。
MS:[M+H]+=604
实施例42:制造化合物42
Figure GDA0002387089370000542
使用中间体I6代替中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物42。
MS:[M+H]+=604
实施例43:制造化合物43
Figure GDA0002387089370000551
使用中间体D和中间体I5代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物43。
MS:[M+H]+=604
实施例44:制造化合物44
Figure GDA0002387089370000552
使用中间体D和中间体I6代替中间体A和中间体H2,除此以外,通过与制造化合物1的方法相同的方法制造化合物44。
MS:[M+H]+=604
[实验例]
实验例1
将以
Figure GDA0002387089370000553
的厚度薄膜涂层有ITO(氧化铟锡,indium tin oxide)的玻璃基板放入溶有洗剂的蒸馏水中,利用超声波进行洗涤。这时,洗剂使用了菲希尔公司(FischerCo.)的制品,蒸馏水使用由密理博公司 (Millipore Co.)制造的过滤器(Filter)过滤两次的蒸馏水。将ITO洗涤30 分钟后,用蒸馏水反复2次进行10分钟的超声波洗涤。蒸馏水洗涤结束后,用异丙醇、丙酮、甲醇的溶剂进行超声波洗涤并干燥后,输送至等离子体清洗机。此外,利用氧等离子体,将上述基板清洁5分钟后,将基板输送至真空蒸镀机。
在以上述方式准备的ITO透明电极上以
Figure GDA0002387089370000561
的厚度热真空蒸镀下述HI-1化合物而形成空穴注入层。在上述空穴注入层上以
Figure GDA0002387089370000562
的厚度热真空蒸镀下述HT-1化合物而形成空穴传输层,在HT-1蒸镀膜上以
Figure GDA0002387089370000563
厚度真空蒸镀下述HT-2化合物而形成电子阻挡层。接着,在上述 HT-2蒸镀膜上以12%的重量比共蒸镀前面制造的化合物1和下述 Dp-25化合物而形成
Figure GDA0002387089370000564
厚度的发光层。在上述发光层上以
Figure GDA0002387089370000565
的厚度真空蒸镀下述ET-1化合物,进一步将下述ET-2化合物以
Figure GDA0002387089370000566
厚度与2%重量比的Li共蒸镀,从而形成电子传输层和电子注入层。在上述电子注入层上以
Figure GDA0002387089370000567
厚度蒸镀铝而形成阴极。
Figure GDA0002387089370000568
在上述过程中,有机物的蒸镀速度维持
Figure GDA0002387089370000569
铝维持
Figure GDA00023870893700005610
的蒸镀速度,在蒸镀时真空度维持1×10-7~5×10-8torr。
实验例2至12
在上述实验例1中使用下述表1所记载的化合物代替化合物1,除此以外,通过与实验例1相同的方法制造有机发光元件。
比较实验例1至4
在上述实验例1中,使用下述表1所记载的化合物代替化合物1,除此以外,通过与实验例1相同的方法制造有机发光元件。在下述表1 中,C1、C2、C3以及C4分别表示下述的化合物。
Figure GDA0002387089370000571
实验例13
在上述实验例1中,以50:50比例使用化合物1和下述H-2化合物代替化合物1,除此以外,通过与实验例1相同的方法制造有机发光元件。
Figure GDA0002387089370000572
实验例14至20
在上述实验例13中,使用下述表1所记载的化合物代替化合物1,除此以外,通过与实验例13相同的方法制造有机发光元件。在下述表1 中,C1、C2、C3以及C4分别表示各个下述的化合物。
比较实验例5至7
在上述实验例13中,使用下述表1所记载的化合物代替化合物1,除此以外,通过与实验例13相同的方法制造有机发光元件。在下述表1 中,C1、C2以及C3与在前面比较实验例1至4中的说明相同。
在上述实验例和比较实验例中制造的有机发光元件上施加电流,测量驱动电压、效率、发光色以及寿命,并将其结果示于下述表1中。这时,寿命(T95)定义为在将初始亮度设为100%时亮度减小至95%所需的时间,并且在20mA/cm2的电流密度下进行了测量。
【表1】
Figure GDA0002387089370000591
如上述表1所示,与以往使用的作为绿色发光主体物质的化合物C1 相比,在本发明的化合物的情况下,在电压和效率方面显现出优点,寿命也增长约40~50%以上。此外,在使用两个成分的主体材料的情况下可以确认出,在具有长寿命特性及低电压特性的方面显现出更优异的性能。

Claims (6)

1.一种由下述化学式1表示的化合物:
化学式1
Figure FDA0002920920210000011
在所述化学式1中,
A为与相邻的五元环和吡咯环稠合的苯环,
L为键合或亚苯基,
R为
Figure FDA0002920920210000012
X1至X4中,X2和X4为N,其余一个为与L键合的C,另一个为CR2
Y为S或O,
R1为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、氨基或C1-10烷基,
R2为苯基或联苯基。
2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,R为选自下述基团中的任一个:
Figure FDA0002920920210000021
3.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,R为选自下述基团中的任一个:
Figure FDA0002920920210000031
4.一种由下述化学式1-1至化学式1-6中的任一个表示的化合物:
化学式1-1
Figure FDA0002920920210000032
化学式1-2
Figure FDA0002920920210000041
化学式1-3
Figure FDA0002920920210000042
化学式1-4
Figure FDA0002920920210000043
化学式1-5
Figure FDA0002920920210000044
化学式1-6
Figure FDA0002920920210000051
在所述化学式1-1至化学式1-6中,
L为键合或亚苯基,
R为
Figure FDA0002920920210000052
X1至X4中,X2和X4为N,其余一个为与L键合的C,另一个为CR2
Y为S或O,
R1为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、氨基或C1-10烷基,
R2为苯基或联苯基。
5.一种选自下述化合物中的任一个的化合物:
Figure FDA0002920920210000061
Figure FDA0002920920210000071
Figure FDA0002920920210000081
Figure FDA0002920920210000091
Figure FDA0002920920210000101
Figure FDA0002920920210000111
Figure FDA0002920920210000121
Figure FDA0002920920210000131
Figure FDA0002920920210000141
Figure FDA0002920920210000151
Figure FDA0002920920210000161
Figure FDA0002920920210000171
Figure FDA0002920920210000181
6.一种有机发光元件,其中,包含第一电极、与所述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在所述第一电极和所述第二电极之间的一层以上的有机物层,所述有机物层中的一层以上包含权利要求1~5中任一项所述的化合物,其中包含所述化合物的有机物层为发光层。
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