CN108368077B - 杂环化合物和包含其的有机发光器件 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供了一种杂环化合物和包含其的有机发光器件。

Description

杂环化合物和包含其的有机发光器件
技术领域
本说明书要求于2015年12月08日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0174341号和于2016年11月07日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0147542号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及杂环化合物和包含其的有机发光器件。
背景技术
有机发光现象通常是指使用有机材料将电能转换成光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件通常具有这样的结构,其包括阳极、阴极和介于其间的有机材料层。在此,有机材料层通常形成为由不同材料形成的多层结构以提高有机发光器件的效率和稳定性,例如,有机材料层可以由空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。当在这样的有机发光器件结构中的两个电极之间施加电压时,空穴和电子分别从阳极和阴极注入有机材料层,当注入的空穴和电子相遇时,形成激子,并且当这些激子落回基态时发光。
一直需要开发用于这样的有机发光器件的新材料。
发明内容
技术问题
本说明书描述了杂环化合物和包含其的有机发光器件。
技术方案
本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的化合物:
[化学式1]
Figure BDA0001693829610000021
在化学式1中,
X为O或S,
A和B中的至少一者具有以下化学式1-1的结构,并且剩余的一者为经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂环基,
[化学式1-1]
Figure BDA0001693829610000022
在化学式1-1中,L1为直接键;或者经取代或未经取代的亚芳基,以及
Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;氨基;经取代或未经取代的甲硅烷基;经取代或未经取代的硼基;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的环烷基;经取代或未经取代的烷氧基;经取代或未经取代的芳氧基;经取代或未经取代的烷基硫基;经取代或未经取代的芳基硫基;经取代或未经取代的烷基磺酰基;经取代或未经取代的芳基磺酰基;经取代或未经取代的烯基;经取代或未经取代的芳烷基;经取代或未经取代的烷基芳基;经取代或未经取代的烷基胺基;经取代或未经取代的芳烷基胺基;经取代或未经取代的杂芳基胺基;经取代或未经取代的芳基胺基;经取代或未经取代的芳基膦基;经取代或未经取代的氧化膦基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂环基。
化学式1可以由以下化学式1-A或化学式1-B表示:
[化学式1-A]
Figure BDA0001693829610000031
[化学式1-B]
Figure BDA0001693829610000032
在化学式1-A和1-B中,
X、L1、A、B、Ar1和Ar2的定义与化学式1和化学式1-1中的相同。
本说明书的另一个实施方案提供了一种有机发光器件,其包括:第一电极;第二电极;以及设置在第一电极与第二电极之间的一个或更多个有机材料层,其中有机材料层中的一个或更多个层包含化学式1的化合物。
有益效果
本说明书中描述的化合物可以用作有机发光器件的有机材料层的材料。根据至少一个实施方案的化合物可以改善有机发光器件的效率、驱动电压和/或寿命。特别地,本说明书中描述的化合物可以用作空穴注入、空穴传输、空穴注入和空穴传输、电子阻挡、发光、空穴阻挡、电子传输、或者电子注入的材料。
附图说明
图1为说明由基底(1)、阳极(2)、发光层(3)和阴极(4)形成的有机发光器件的图。
图2为说明由基底(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)和阴极(4)形成的有机发光器件的图。
1:基底
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
最佳实施方式
下文中,将更详细地描述本说明书。
本说明书的一个实施方案提供了由化学式1表示的化合物。
在本说明书中,
Figure BDA0001693829610000041
意指与另外的取代基连接的位点。
以下描述了取代基的实例,然而,取代基不限于此。
本说明书中的术语“经取代或未经取代的”意指被选自以下的一个或更多个取代基取代: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、芳基硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、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、芳基膦基和杂环基,或者未被取代,或者被以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代,或者未被取代。例如,“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以包括联苯基。换而言之,联苯基可以是芳基,或者解释为两个苯基相连接的取代基。
在本说明书中,“相邻”基团可意指取代与相应取代基所取代的原子直接连接的原子的取代基、位于空间上最接近相应取代基的取代基、或取代相应取代基所取代的原子的另一取代基。例如,在苯环的邻位上取代的两个取代基以及脂族环中取代同一个碳的两个取代基可解释为彼此“相邻”的基团。
在本说明书中,卤素基团的实例可以包括氟、氯、溴或碘。
在本说明书中,羰基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至40。具体地,可以包括具有如下结构的化合物,但羰基不限于此。
Figure BDA0001693829610000051
在本说明书中,在酯基中,酯基的氧可以经具有1至25个碳原子的线性、支化或环状烷基,或者具有6至25个碳原子的芳基取代。具体地,可以包括具有以下结构式的化合物,但酯基不限于此。
Figure BDA0001693829610000052
在本说明书中,酰亚胺基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至25。具体地,可以包括具有如下结构的化合物,但酰亚胺基不限于此。
Figure BDA0001693829610000053
在本说明书中,甲硅烷基可以由化学式-SiRR’R”表示,并且R、R’和R”可以各自为氢;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基。甲硅烷基的具体实例可以包括三甲基甲硅烷基、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,但不限于此。
在本说明书中,硼基可以由化学式–BR’R”表示,并且R’和R”可以各自为氢;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基。硼基的具体实例可包括三甲基硼基、三乙基硼基、叔丁基二甲基硼基、三苯基硼基、苯基硼基等,但不限于此。
在本说明书中,锗基可以由化学式-GeRaRbRc表示,并且Ra、Rb和Rc可以各自为氢;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基。锗基的具体实例可以包括三甲基锗基、三乙基锗基、叔丁基二甲基锗基等,但不限于此。
在本说明书中,烷基可以为线性或支化的,并且碳原子数没有特别限制,但优选为1至40。根据一个实施方案,烷基的碳原子数为1至20。根据另一个实施方案,烷基的碳原子数为1至10。根据又一个实施方案,烷基的碳原子数为1至6。烷基的具体实例可以包括甲基、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、4-甲基己基、5-甲基己基等,但不限于此。
在本说明书中,环烷基没有特别限制,但优选具有3至60个碳原子,并且根据一个实施方案,环烷基的碳原子数为3至30。根据另一个实施方案,环烷基的碳原子数为3至20。根据又一个实施方案,环烷基的碳原子数为3至6。其具体实例可以包括环丙基、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,但不限于此。
在本说明书中,烷氧基可以为线性、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至20。其具体实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙基氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等,但不限于此。
本说明书中描述的烷基、烷氧基和其他包含烷基部分的取代基包括所有线性或支化形式。
在本说明书中,烯基可以为线性或支化的,并且虽然不特别限于此,但碳原子数优选为2至40。根据一个实施方案,烯基的碳原子数为2至20。根据另一个实施方案,烯基的碳原子数为2至10。根据又一个实施方案,烯基的碳原子数为2至6。其具体实例可以包括乙烯基、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-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等,但不限于此。
在本说明书中,芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、经取代或未经取代的二芳基胺基、或者经取代或未经取代的三芳基胺基。芳基胺基中的芳基可以为单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基胺基可以包含单环芳基、多环芳基、或者单环芳基和多环芳基二者。
芳基胺基的具体实例可以包括苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、3-甲基-苯基胺基、4-甲基-萘基胺基、2-甲基-联苯基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、苯基甲苯基胺基、咔唑基、三苯基胺基等,但不限于此。
在本说明书中,杂芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单杂芳基胺基、经取代或未经取代的二杂芳基胺基、或者经取代或未经取代的三杂芳基胺基。杂芳基胺基中的杂芳基可以为单环杂环基或多环杂环基。包含两个或更多个杂环基的杂芳基胺基可以包含单环杂环基、多环杂环基、或者单环杂环基和多环杂环基二者。
在本说明书中,芳基杂芳基胺基意指取代有芳基和杂环基取代的胺基。
在本说明书中,胺基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至30。在胺基中,N原子可以被芳基、烷基、芳基烷基、杂环基等取代,并且胺基的具体实例可以包括甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、苯基甲苯基胺基、三苯基胺基等,但不限于此。
在本说明书中,芳基膦基的实例包括经取代或未经取代的单芳基膦基、经取代或未经取代的二芳基膦基、或者经取代或未经取代的三芳基膦基。芳基膦基中的芳基可以为单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基膦基可以包含单环芳基、多环芳基、或者单环芳基和多环芳基二者。
在本说明书中,芳基没有特别限制,但优选具有6至60个碳原子,并且可以为单环芳基或多环芳基。根据一个实施方案,芳基的碳原子数为6至40。根据一个实施方案,芳基的碳原子数为6至20。单环芳基的实例可以包括苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基等,但不限于此。多环芳基的实例可以包括萘基、蒽基、菲基、苝基、荧蒽基、三亚苯基、菲那基、芘基、并四苯基、
Figure BDA0001693829610000085
基、并五苯基、芴基、茚基、苊基、苯并芴基、螺芴基等,但不限于此。
在本说明书中,芴基可以为经取代的,并且两个取代基可以彼此结合以形成螺环结构。
当芴基为经取代的时,可以包括螺芴基,例如
Figure BDA0001693829610000081
以及经取代的芴基,例如
Figure BDA0001693829610000082
(9,9-二甲基芴基)和
Figure BDA0001693829610000083
(9,9-二苯基芴基)。然而,结构不限于此。
在本说明书中,杂环基是包含N、O、P、S、Si和Se中的一者或更多者作为杂原子的杂环基,并且虽然不特别限于此,但碳原子数优选为2至60。根据一个实施方案,杂环基的碳原子数为6至40。根据一个实施方案,杂环基的碳原子数为6至20。杂环基的具体实例可以包括吡啶基、吡咯基、嘧啶基、哒嗪基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、
Figure BDA0001693829610000086
唑基、异
Figure BDA0001693829610000087
唑基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、
Figure BDA0001693829610000088
二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、吡喃基、噻喃基、吡嗪基、
Figure BDA0001693829610000089
嗪基、噻嗪基、二
Figure BDA00016938296100000810
英基、三嗪基、四嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基、吖啶基、呫吨基、菲啶基、二氮杂萘基、三氮杂茚基、吲哚基、二氢吲哚基、吲嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、苯并噻唑基、苯并
Figure BDA0001693829610000091
唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、吩嗪基、咪唑并吡啶基、吩
Figure BDA0001693829610000092
嗪基、菲啶基、菲咯啉基、吩噻嗪基、咪唑并吡啶基、咪唑并菲啶基、苯并咪唑并喹唑啉基、苯并咪唑并菲啶基等,但不限于此。
在本说明书的一个实施方案中,在杂环基中形成环的原子数为3至60。在另一个实施方案中,在杂环基中形成环的原子数为3至40。在一个实施方案中,在杂环基中形成环的原子数为3至20。
在本说明书中,以上提供的对杂环基的描述可以用于杂芳基,不同之处在于杂芳基是芳族基团。
在本说明书中,以上提供的对芳基的描述可以用于芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基、芳基膦基、芳烷基、芳烷基胺基、芳烯基、烷基芳基、芳基胺基和芳基杂芳基胺基中的芳基。
在本说明书中,以上提供的对烷基的描述可以用于烷基硫基、烷基磺酰基、芳烷基、芳烷基胺基、烷基芳基和烷基胺基中的烷基。
在本说明书中,以上提供的对杂环基的描述可以用于杂芳基、杂芳基胺基和芳基杂芳基胺基中的杂芳基。
在本说明书中,以上提供的对烯基的描述可以用于芳烯基中的烯基。
在本说明书中,以上提供的对芳基的描述可以用于亚芳基,不同之处在于亚芳基是二价的。根据一个实施方案,亚芳基的碳原子数为6至30。
在本说明书中,与相邻基团结合以形成环意指与相邻基团结合以形成经取代或未经取代的脂族烃环、经取代或未经取代的芳族烃环、经取代或未经取代的脂族杂环、经取代或未经取代的芳族杂环、或者其稠环。
在本说明书中,脂族烃环意指非芳族的且仅由碳原子和氢原子形成的环。脂族烃环的具体实例可以包括环丙烷、环丁烷、环丁烯、环戊烷、环戊烯、环己烷、环己烯、1,4-环己二烯、环庚烷、环庚烯、环辛烷、环辛烯等,但不限于此。
在本说明书中,芳族烃环意指仅由碳原子和氢原子形成的芳族环。芳族烃环的具体实例可以包括苯、萘、蒽、菲、苝荧蒽、苯并菲、非那烯、芘、并四苯、
Figure BDA0001693829610000094
并五苯、芴、茚、苊、苯并芴、螺芴等,但不限于此。
在本说明书中,脂族杂环意指包含一个或更多个杂原子的脂族环。脂族杂环的具体实例可以包括环氧乙烷、四氢呋喃、1,4-二
Figure BDA0001693829610000103
烷、吡咯烷、哌啶、吗啉、氧杂环庚烷、氮杂环辛烷、硫杂环辛烷等,但不限于此。
在本说明书中,芳族杂环意指包含一个或更多个杂原子的芳族环。芳族杂环的具体实例可以包括吡啶、吡咯、嘧啶、哒嗪、呋喃、噻吩、咪唑、吡唑、
Figure BDA0001693829610000104
唑、异
Figure BDA0001693829610000105
唑、噻唑、异噻唑、三唑、
Figure BDA0001693829610000106
二唑、噻二唑、二噻唑、四唑、吡喃、噻喃、二嗪、
Figure BDA0001693829610000107
嗪、噻嗪、二
Figure BDA0001693829610000108
英、三嗪、四嗪、异喹啉、喹啉、醌醇、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、吖啶、菲啶、二氮杂萘、三氮杂茚、吲哚、吲嗪、苯并噻唑、苯并
Figure BDA0001693829610000109
唑、苯并咪唑、苯并噻吩、苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咔唑、苯并咔唑、二苯并咔唑、吩嗪、咪唑并吡啶、吩
Figure BDA00016938296100001010
嗪、菲啶、吲哚并咔唑、茚并咔唑等,但不限于此。
在本说明书中,脂族烃环、芳族烃环、脂族杂环和芳族杂环可以为单环或多环的。
根据本说明书的一个实施方案,化学式1由以下化学式11至化学式14中的任一者表示。
[化学式11]
Figure BDA0001693829610000101
[化学式12]
Figure BDA0001693829610000102
[化学式13]
Figure BDA0001693829610000111
[化学式14]
Figure BDA0001693829610000112
其中,在化学式11至14中,
L1、A、B、Ar1和Ar2的定义与化学式1和化学式1-1中的相同。
根据本说明书的一个实施方案,化学式1由以下化学式21至化学式24中的任一者表示。
[化学式21]
Figure BDA0001693829610000113
[化学式22]
Figure BDA0001693829610000121
[化学式23]
Figure BDA0001693829610000122
[化学式24]
Figure BDA0001693829610000123
在化学式21至24中,
A、B、Ar1和Ar2的定义与化学式1和化学式1-1中的相同。
在本公开内容的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂环基。
在本公开内容的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的具有6至40个碳原子的单环或多环芳基。
在本公开内容的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的苯基;经取代或未经取代的联苯基;经取代或未经取代的三联苯基;经取代或未经取代的萘基;经取代或未经取代的蒽基;经取代或未经取代的菲基;经取代或未经取代的苝基;经取代或未经取代的荧蒽基;经取代或未经取代的三亚苯基;经取代或未经取代的菲那基;经取代或未经取代的芘基;经取代或未经取代的并四苯基;经取代或未经取代的
Figure BDA0001693829610000132
基;经取代或未经取代的并五苯基;经取代或未经取代的芴基;经取代或未经取代的茚基;经取代或未经取代的苊基;或者经取代或未经取代的苯并芴基,但不限于此。
在本公开内容的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的苯基;经取代或未经取代的联苯基;经取代或未经取代的芴基;或者经取代或未经取代的萘基。
在本公开内容的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为苯基;联苯基;9,9-二甲基芴基;9,9-二甲基芴基;螺二芴基;或萘基。
在本说明书的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的具有2至40个碳原子的杂环基。
在本说明书的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为经取代或未经取代的二苯并噻吩基;经取代或未经取代的二苯并呋喃基;或者经取代或未经取代的咔唑基。
在本说明书的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为未经取代或经芳基取代的二苯并噻吩基;未经取代或经芳基取代的二苯并呋喃基;或者未经取代或经芳基取代的咔唑基。
在本说明书的一个实施方案中,A和B中不由化学式1-1的结构表示的一者为二苯并噻吩基;二苯并呋喃基;或9-苯基咔唑基。
在本公开内容的一个实施方案中,L1为直接键或者经取代或未经取代的亚芳基。
在本公开内容的一个实施方案中,L1为直接键或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的亚芳基。
在本公开内容的一个实施方案中,L1为直接键或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的单环或多环亚芳基。
在另一个实施方案中,L1优选为未经取代的或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:经取代或未经取代的亚苯基;经取代或未经取代的亚联苯基;经取代或未经取代的亚三联苯基;经取代或未经取代的亚四联苯基;经取代或未经取代的亚萘基;经取代或未经取代的亚芘基;经取代或未经取代的亚菲基;经取代或未经取代的亚苝基;经取代或未经取代的亚并四苯基;经取代或未经取代的三亚苯基;经取代或未经取代的亚荧蒽基;以及经取代或未经取代的亚芴基,或者为未经取代的或者经以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代。
根据本公开内容的一个实施方案,L1为直接键;经取代或未经取代的亚苯基;经取代或未经取代的亚联苯基;经取代或未经取代的亚三联苯基;经取代或未经取代的亚四联苯基;经取代或未经取代的亚萘基;经取代或未经取代的亚蒽基;经取代或未经取代的亚芴基;经取代或未经取代的亚菲基;或者经取代或未经取代的三亚苯基。
根据本公开内容的一个实施方案,L1可以为亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚四联苯基、亚萘基、蒽基、9,9-二甲基亚芴基、亚菲基或三亚苯基,并且这些可以被进一步取代。
具体地,L1可以未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;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;芳基杂芳基胺基;芳基膦基;和杂环基。
此外,本说明书中的L1优选为选自以下组中的任一取代基,但不限于此。
Figure BDA0001693829610000151
所述结构可以未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘、卤素基团、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、胺基、氧化膦基、烷氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、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、芳基杂芳基胺基、芳基膦基和杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;氨基;经取代或未经取代的甲硅烷基;经取代或未经取代的硼基;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的环烷基;经取代或未经取代的烷氧基;经取代或未经取代的芳氧基;经取代或未经取代的烷基硫基;经取代或未经取代的芳基硫基;经取代或未经取代的烷基磺酰基;经取代或未经取代的芳基磺酰基;经取代或未经取代的烯基;经取代或未经取代的芳烷基;经取代或未经取代的烷基芳基;经取代或未经取代的烷基胺基;经取代或未经取代的芳烷基胺基;经取代或未经取代的杂芳基胺基;经取代或未经取代的芳基胺基;经取代或未经取代的芳基膦基;经取代或未经取代的氧化膦基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;羰基;经取代或未经取代的甲硅烷基;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的杂芳基胺基;经取代或未经取代的芳基胺基;经取代或未经取代的芳基膦基;经取代或未经取代的氧化膦基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同的或不同,并且各自独立地选自:氢、氘、卤素、经取代或未经取代的具有1至60个碳原子的线性或支化烷基、经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的线性或支化烯基、经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的线性或支化炔基、经取代或未经取代的具有3至60个碳原子的单环或多环环烷基、经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的单环或多环杂环烷基、经取代或未经取代的具有6至60个碳原子的单环或多环芳基、和经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的单环或多环杂环。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素;经取代或未经取代的具有1至40个碳原子的烷基;经取代或未经取代的具有3至60个碳原子的环烷基;经取代或未经取代的具有6至40个碳原子的芳基;或者经取代或未经取代的具有2至40个碳原子的杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;经取代或未经取代的具有6至40个碳原子的单环或多环芳基;或者经取代或未经取代的具有2至40个碳原子的单环或多环杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且可以各自独立地为氢;芳基,例如苯基、联苯基、萘基、蒽基、
Figure BDA0001693829610000161
基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基、并五苯基或芴基;或者杂环,例如吡啶基、吡咯基、吡啶基、哒嗪基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、
Figure BDA0001693829610000162
唑基、异
Figure BDA0001693829610000163
唑基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、吡嗪基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基、吖啶基、呫吨基、菲啶基、二氮杂萘基、三氮杂茚基、吲哚基、二氢吲哚基、吲嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、咔唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并
Figure BDA0001693829610000164
唑基、苯并咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、菲咯啉基、吩嗪基、吩
Figure BDA0001693829610000165
嗪基、吩噻嗪基、咪唑并吡啶基、咪唑并菲啶基、苯并咪唑并喹唑啉基或苯并咪唑并菲啶基,并且这些可以被进一步取代。
具体地,Ar1和Ar2可以未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;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;芳基杂芳基胺基;芳基膦基;和杂环基。
根据本说明书的一个实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且可以各自独立地为选自以下结构中的任一者。
Figure BDA0001693829610000171
Figure BDA0001693829610000181
Figure BDA0001693829610000191
Figure BDA0001693829610000201
Figure BDA0001693829610000211
所述结构可以未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;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;芳基杂芳基胺基;芳基膦基;和杂环基。
根据本公开内容的一个实施方案,化学式1的化合物可以为选自以下化合物中的任一者。
Figure BDA0001693829610000221
Figure BDA0001693829610000231
Figure BDA0001693829610000241
Figure BDA0001693829610000251
Figure BDA0001693829610000261
Figure BDA0001693829610000271
Figure BDA0001693829610000281
Figure BDA0001693829610000291
Figure BDA0001693829610000301
Figure BDA0001693829610000311
Figure BDA0001693829610000321
Figure BDA0001693829610000331
Figure BDA0001693829610000341
Figure BDA0001693829610000351
Figure BDA0001693829610000361
Figure BDA0001693829610000371
Figure BDA0001693829610000381
Figure BDA0001693829610000391
Figure BDA0001693829610000401
Figure BDA0001693829610000411
Figure BDA0001693829610000421
Figure BDA0001693829610000431
Figure BDA0001693829610000441
Figure BDA0001693829610000451
Figure BDA0001693829610000461
Figure BDA0001693829610000471
Figure BDA0001693829610000481
Figure BDA0001693829610000491
Figure BDA0001693829610000501
Figure BDA0001693829610000511
Figure BDA0001693829610000521
Figure BDA0001693829610000531
Figure BDA0001693829610000541
Figure BDA0001693829610000551
Figure BDA0001693829610000561
化合物的共轭长度与其能带隙紧密相关。具体地,随着化合物的共轭长度增加,其能带隙减小。
在本公开内容中,可以通过向核结构的A位置和B位置引入各种取代基来合成具有各种能带隙的化合物。通常,通过向具有大的能带隙的核结构引入取代基来容易地控制能带隙,然而,当核结构具有小的能带隙时,控制能带隙变大是困难的。此外,在本公开内容中,通过向核结构的A位置和B位置引入各种取代基还可以控制HOMO和LUMO能级。
此外,通过向具有如上结构的核结构中引入各种取代基,可以合成具有所引入的取代基的独特特性的化合物。例如,通过向该核结构中引入通常用作制造有机发光器件用的空穴注入层材料、电子阻挡层材料、空穴传输层材料、发光层材料和电子传输层材料的取代基,可以合成满足各个有机材料层所需的要求的材料。
此外,根据本公开内容的有机发光器件包括第一电极,第二电极,以及设置在第一电极与第二电极之间的一个或更多个有机材料层,其中有机材料层中的一个或更多个层包含上述化合物。
本公开内容的有机发光器件可以使用用于制造有机发光器件的常用方法和材料来制造,不同之处在于使用上述化合物来形成有机材料层中的一个或更多个层。
本公开内容的有机发光器件的有机材料层可以形成为单层结构,而且可以形成为其中层合有两个或更多个有机材料层的多层结构。例如,本公开内容的有机发光器件可以具有这样的结构:其包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层等作为有机材料层。然而,有机发光器件的结构不限于此,并且可以包括更少数目的有机材料层。
因此,在本公开内容的有机发光器件中,有机材料层可以包括空穴注入层、电子阻挡层、空穴传输层、以及同时进行空穴注入和空穴传输的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层可以包含由化学式1表示的化合物。
在另一个实施方案中,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由化学式1表示的化合物。作为一个实例,可以包含由化学式1表示的化合物作为发光层的主体。作为另一个实例,可以包含由化学式1表示的化合物作为发光层的磷光主体。
作为另一个实例,包含由化学式1表示的化合物的有机材料层包含由化学式1表示的化合物作为主体,并且包含另外的有机化合物、金属或金属化合物作为掺杂剂。
作为另一个实例,包含由化学式1表示的化合物的有机材料层包含由化学式1表示的化合物作为主体,并且该化合物可以与基于铱(Ir)的掺杂剂一起使用。
此外,有机材料层可以包括电子传输层、电子注入层、以及同时进行电子传输和电子注入的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层可以包含所述化合物。
在另一个实施方案中,有机发光器件的有机材料层包括空穴传输层,并且空穴传输层包含由化学式1表示的化合物。
在具有多层结构的这样的有机材料层中,所述化合物可以包含在发光层、同时进行空穴注入/空穴传输和发光的层、同时进行空穴传输和发光的层、或者同时进行电子传输和发光的层等中。
在本说明书的一个实施方案中,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由以下化学式A-1表示的化合物。
[化学式A-1]
Figure BDA0001693829610000581
在化学式A-1中,
X1为经取代或未经取代的一价或更高价苯并芴基;经取代或未经取代的一价或更高价荧蒽基;经取代或未经取代的一价或更高价芘基;或者经取代或未经取代的一价或更高价
Figure BDA0001693829610000582
基,
L为直接键;经取代或未经取代的亚芳基;或者经取代或未经取代的亚杂芳基,
X2和X3彼此相同或不同,并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基;经取代或未经取代的甲硅烷基;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的芳烷基;或者经取代或未经取代的杂芳基,或者可以彼此结合以形成经取代或未经取代的环,
r为1或更大的整数,并且
当r为2或更大时,括号中取代基彼此相同或不同。
根据本说明书的一个实施方案,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由化学式A-1表示的化合物作为发光层的掺杂剂。
在本说明书的一个实施方案中,L为直接键。
在本说明书的一个实施方案中,r为2。
根据本说明书的一个实施方案,X1为经取代或未经取代的二价芘基。
在另一个实施方案中,X1为未经取代或经烷基取代的二价芘基。
在另一个实施方案中,X1为二价芘基。
在本说明书的一个实施方案中,X2和X3彼此相同或不同,并且各自独立地为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基;经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方案,X2和X3彼此相同的或不同,并且各自独立地为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基。
在本说明书的一个实施方案中,X2和X3彼此相同或不同,并且各自独立地为未经取代或经锗基取代的具有6至30个碳原子的芳基。
在本说明书的一个实施方案中,X2和X3为未经取代或经三甲基锗基取代的苯基。
在本说明书的一个实施方案中,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由以下化学式A-2表示的化合物。
[化学式A-2]
Figure BDA0001693829610000591
在化学式A-2中,
X4为1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基或以下化学式
Figure BDA0001693829610000592
X6为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-联苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对三联苯基-4-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-2-基、间三联苯基-4-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”-叔丁基-对三联苯基-4-基或3-荧蒽基;
X5和X7彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的烷氧基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂芳基;
p2为1至5的整数;
p1和p3各自为1至4的整数;并且
当p1至p3各自为2或更大时,括号中取代基彼此相同或不同。
根据本说明书的一个实施方案,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由化学式A-2表示的化合物作为发光层的主体。
在本说明书的一个实施方案中,X4为1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、4-菲基、1-并四苯基或1-芘基。
在本说明书的一个实施方案中,X4为1-萘基、2-萘基或1-蒽基。
在本说明书的一个实施方案中,X4为1-萘基。
在本说明书的一个实施方案中,X6为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、4-菲基、1-并四苯基或1-芘基。
在本说明书的一个实施方案中,X6为苯基、1-萘基、2-萘基或1-蒽基。
根据本说明书的一个实施方案,X6为2-萘基,并且p2为1。
在本说明书的一个实施方案中,X5和X7为氢。
例如,本公开内容的有机发光器件的结构可以具有如图1和图2所示的结构,然而,结构不限于此。
图1示出了有机发光器件的结构,其中阳极(2)、发光层(3)和阴极(4)依次层合在基底(1)上。在这样的结构中,所述化合物可以包含在发光层(3)中。
图2示出了有机发光器件的结构,其中阳极(2)、空穴注入层(5)、空穴传输层(6)、发光层(7)、电子传输层(8)和阴极(4)依次层合在基底(1)上。在这样的结构中,所述化合物可以包含在空穴注入层(5)、空穴传输层(6)、发光层(7)或电子传输层(8)中。
根据本说明书的一个实施方案,有机材料层包括电子传输层、电子注入层、以及同时进行电子传输和电子注入的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层包含由化学式1表示的化合物。
根据本说明书的一个实施方案,有机材料层包括发光层,并且发光层包含由化学式1表示的化合物作为发光层的主体。
在本说明书的一个实施方案中,有机材料层包括空穴传输层、电子阻挡层、以及同时进行空穴传输和电子阻挡的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个层包含由化学式1表示的化合物。
在另一个实施方案中,有机材料层包括空穴传输层和电子阻挡层,并且空穴传输层或电子阻挡层包含由化学式1表示的化合物。
根据本说明书的一个实施方案,有机材料层包括空穴注入层、空穴传输层、以及同时进行空穴注入和空穴传输的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个层包含由化学式1表示的化合物。
在本说明书的一个实施方案中,有机材料层包含由化学式1表示的化合物作为主体,并且包含另外的有机化合物、金属或金属化合物作为掺杂剂。
例如,根据本公开内容的有机发光器件可以通过以下过程来制造:通过使用物理气相沉积(PVD)法(例如,溅射或电子束蒸发)沉积金属、具有导电性的金属氧化物或其合金在基底上形成阳极,在阳极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层,然后在其上沉积能够用作阴极的材料。除了这样的方法之外,有机发光器件还可以通过在基底上依次沉积阴极材料、有机材料层和阳极材料来制造。
有机材料层可以具有包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层等的多层结构,但不限于此,而且可以具有单层结构。此外,有机材料层可以使用多种聚合物通过诸如旋涂、浸涂、刮涂、丝网印刷、喷墨印刷或热转移法的溶剂法而非沉积法制造成较少数目的层。
根据本说明书的一个实施方案,第一电极为阳极,第二电极为阴极。
根据本说明书的另一个实施方案,第一电极为阴极,第二电极为阳极。
作为阳极材料,通常优选具有大功函数的材料以使空穴顺利注入有机材料层。能够用于本公开内容的阳极材料的具体实例包括:金属,例如钒、铬、铜、锌和金,或其合金;金属氧化物,例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO);金属和氧化物的组合,例如ZnO:Al或SnO2:Sb;导电聚合物,例如聚(3-甲基化合物)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)化合物](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺,但不限于此。
作为阴极材料,通常优选具有小功函数的材料以使电子顺利注入有机材料层。阴极材料的具体实例包括:金属,例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅,或其合金;多层结构材料,例如LiF/Al或LiO2/Al;等等,但不限于此。
作为空穴注入材料,优选最高占据分子轨道(HOMO)介于阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间的材料作为在低电压下良好地接收来自阳极的空穴的材料。空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、基于芳基胺的有机材料、基于六腈六氮杂苯并菲的有机材料、基于喹吖啶酮的有机材料、基于苝的有机材料、蒽醌、以及基于聚苯胺和基于多元化合物的导电聚合物等,但不限于此。
作为空穴传输材料,具有高空穴迁移率的材料适合作为接收来自阳极或空穴注入层的空穴并将空穴转移至发光层的材料。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但不限于此。
作为发光层,优选对荧光或磷光具有良好量子效率的材料作为能够通过接收分别来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使空穴和电子结合而发出可见光区域中的光的材料。其具体实例包括:8-羟基-喹啉铝配合物(Alq3);基于咔唑的化合物;二聚苯乙烯基化合物;BAlq;10-羟基苯并喹啉-金属化合物;基于苯并
Figure BDA0001693829610000622
唑、苯并噻唑和苯并咪唑的化合物;基于聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)的聚合物;螺环化合物;聚芴;红荧烯等,但不限于此。
包含由化学式1表示的化合物的有机材料层包含由化学式1表示的化合物作为主体,并且所述化合物可以与基于铱(Ir)的掺杂剂一起使用。
用作掺杂剂的基于铱的配合物如下。
Figure BDA0001693829610000631
Figure BDA0001693829610000641
作为电子传输材料,具有高电子迁移率的材料适合用作良好地接收来自阴极的电子并将电子传输至发光层的材料。其具体实例包括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;羟基黄酮-金属配合物等,但不限于此。
根据所使用的材料,根据本说明书的有机发光器件可以为顶部发射型、底部发射型或双发射型。
根据本公开内容的化合物也可以以与在有机发光器件中类似的原理用于有机电子器件,包括有机太阳能电池、有机光电导体、有机晶体管等中。
具体实施方式
在以下实施例中将详细地描述用于制备化学式1的化合物的方法以及使用其的有机发光器件的制造。然而,以下实施例仅用于说明的目的,并且本公开内容的范围不限于此。
<中间体的合成例>
根据以下反应式合成中间体C至J。
Figure BDA0001693829610000651
Figure BDA0001693829610000661
此外,中间体X可通过如下反应式向化学式1的A位置或B位置引入胺基。
①向A位置引入胺基
Figure BDA0001693829610000671
Figure BDA0001693829610000672
<制备例1-1>
Figure BDA0001693829610000673
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化学式C(10g,35.97mmol)和二([1,1’-联苯基]-4-基)胺(12.70g,39.57mmol)完全溶解在150ml二甲苯中之后,向其中添加叔丁醇钠(4.49g,46.76mmol),然后添加双(三叔丁基膦)钯(0)(0.18g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌3小时。将温度降低至室温,过滤所得物以除去盐,然后真空浓缩二甲苯,并用230ml乙酸乙酯使所得物重结晶以制备化合物1(15.37g,产率:76%)。
MS[M+H]+=564
<制备例1-2>
Figure BDA0001693829610000681
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化学式C(10g,35.97mmol)和N-([1,1’-联苯基]-4-基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(14.28g,39.57mmol)完全溶解在120ml二甲苯中之后,向其中添加叔丁醇钠(4.49g,46.76mmol),然后添加双(三叔丁基膦)钯(0)(0.18g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌2小时。将温度降低至室温,过滤所得物以除去盐,然后真空浓缩二甲苯,并用160ml乙酸乙酯使所得物重结晶以制备化合物2(13.75g,产率:63%)。
MS[M+H]+=604
<制备例1-3>
Figure BDA0001693829610000691
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化学式C(10g,35.97mmol)和N-([1,1’-联苯基]-4-基)-[1,1’-联苯基]-2-胺(12.70g,39.57mmol)完全溶解在150ml二甲苯中之后,向其中添加叔丁醇钠(4.49g,46.76mmol),然后添加双(三叔丁基膦)钯(0)(0.18g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌3小时。将温度降低至室温,过滤所得物以除去盐,然后真空浓缩二甲苯,并用220ml乙酸乙酯使所得物重结晶以制备化合物3(13.84g,产率:68%)。
MS[M+H]+=564
<制备例1-4>
Figure BDA0001693829610000692
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化学式C(10g,35.97mmol)和N-([1,1’-联苯基]-2-基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(14.28g,39.57mmol)完全溶解在120ml二甲苯中之后,向其中添加叔丁醇钠(4.49g,46.76mmol),然后添加双(三叔丁基膦)钯(0)(0.18g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌4小时。将温度降低至室温,过滤所得物以除去盐,然后真空浓缩二甲苯,并用130ml乙酸乙酯使所得物重结晶以制备化合物4(11.92g,产率:55%)。
MS[M+H]+=604
<制备例1-5>
Figure BDA0001693829610000701
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4-(二([1,1’-联苯基]-4-基)氨基)苯基)硼酸(18.24g,41.37mmol)完全溶解在320ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(160ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌5小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用340ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物5(18.66g,产率:81%)。
MS[M+H]+=640
<制备例1-6>
Figure BDA0001693829610000702
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4-([1,1’-联苯基]-4-基(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基)苯基)硼酸(19.90g,41.37mmol)完全溶解在280ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(140ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌4小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用270ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物6(16.11g,产率:66%)。
MS[M+H]+=680
<制备例1-7>
Figure BDA0001693829610000711
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4-([1,1’-联苯基]-2-基([1,1’-联苯基]-4-基)氨基)苯基)硼酸(18.24g,41.37mmol)完全溶解在260ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(130ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌8小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用290ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物7(16.79g,产率:72%)。
MS[M+H]+=640
<制备例1-8>
Figure BDA0001693829610000712
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4-([1,1’-联苯基]-2-基(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基)苯基)硼酸(19.90g,41.37mmol)完全溶解在240ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(120ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌4小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用280ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物8(14.50g,产率:59%)。
MS[M+H]+=680
<制备例1-9>
Figure BDA0001693829610000721
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4-([1,1’:4’,1”-三联苯基]-4-基(苯基)氨基)苯基)硼酸(18.24g,41.37mmol)完全溶解在320ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(160ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌5小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用340ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物9(17.45g,产率:76%)。
MS[M+H]+=640
<制备例1-10>
Figure BDA0001693829610000731
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4’-([1,1’-联苯基]-4-基(苯基)氨基)-[1,1’-联苯基]-4-基)硼酸(18.24g,41.37mmol)完全溶解在320ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(160ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌5小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用340ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物10(20.44g,产率:89%)。
MS[M+H]+=640
<制备例1-11>
Figure BDA0001693829610000732
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物C(10.0g,35.97mmol)和(4’-((9,9-二甲基-9H-芴-2-基)(苯基)氨基)-[1,1’-联苯基]-4-基)硼酸(19.90g,41.37mmol)完全溶解在240ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(120ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌9小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用220ml乙酸乙酯使所得物重结晶以制备化合物11(18.69g,产率:76%)。
MS[M+H]+=680
<制备例1-12>以下化合物12至22的合成
Figure BDA0001693829610000741
以与制备化合物1至11的制备例1-1至1-11中相同的方式制备化合物12至22,不同之处在于使用化学式D的材料代替化学式C用作起始材料。
[表3]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
12 614 18 690
13 654 19 730
14 614 20 690
15 654 21 690
16 690 22 730
17 730
<制备例1-13>
以下化合物23至33的合成
Figure BDA0001693829610000751
Figure BDA0001693829610000761
以与制备化合物1至11的制备例1-1至1-11中相同的方式制备化合物23至33,不同之处在于使用化学式E的材料代替化学式C用作起始材料。
[表4]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
23 640 29 716
24 680 30 756
25 640 31 716
26 680 32 716
27 716 33 756
28 756
<制备例1-14>
以下化合物34至44的合成
Figure BDA0001693829610000771
以与制备化合物1至11的制备例1-1至1-11中相同的方式制备化合物34至44,不同之处在于使用化学式F的材料代替化学式C用作起始材料。
[表5]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
34 680 40 756
35 720 41 796
36 680 42 756
37 720 43 756
38 756 44 796
39 796
<制备例1-15>1)以下化合物45的合成
Figure BDA0001693829610000781
在氮气氛下在500ml圆底烧瓶中将化合物G(15.0g,25.13mmol)和苯基硼酸(4.83g,39.57mmol)完全溶解在300ml四氢呋喃中之后,向其中添加2M碳酸钾水溶液(150ml),然后添加四(三苯基膦)钯(0)(0.42g,0.36mmol),并将所得物加热并搅拌3小时。将温度降低至室温,除去水层,并将所得物用无水硫酸镁干燥,进行真空浓缩,然后用250ml乙酸乙酯使其重结晶以制备化合物45(14.98g,产率:87%)。
MS[M+H]+=640
<制备例1-16>
Figure BDA0001693829610000791
以与制备化合物45的制备例1-15中相同的方式制备化合物46至48,不同之处在于使用化学式H、I和J代替化学式G作为起始材料。
[表6]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
46 564 48 680
47 604
<制备例1-17>
Figure BDA0001693829610000792
以与制备化合物45的制备例1-15中相同的方式制备化合物49至52,不同之处在于使用化学式K、L、M和N代替化学式G作为起始材料。
[表7]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
49 564 51 528
50 488 52 604
<制备例1-18>以下化合物53至59的合成
Figure BDA0001693829610000801
以与制备化合物45的制备例1-15中相同的方式制备化合物53至59,不同之处在于使用化学式H、I、J、K、L、M和N代替化学式G作为起始材料,并使用联苯基硼酸代替苯基硼酸。
[表8]
化合物 MS[M+H]<sup>+</sup> 化合物 MS[M+H]<sup>+</sup>
53 640 57 564
54 680 58 604
55 680 59 604
56 640
<实施例1-1>
将其上涂覆有作为薄膜的厚度为
Figure BDA0001693829610000814
的氧化铟锡(ITO)的玻璃基底放入溶解有清洁剂的蒸馏水中并进行超声清洗。在此,使用Fischer Co.的产品作为清洁剂,并使用经由Millipore Co.制造的过滤器过滤两次的蒸馏水作为蒸馏水。在将ITO清洗30分钟之后,使用蒸馏水重复进行两次超声清洗10分钟。在用蒸馏水的清洗完成之后,用异丙醇、丙酮和甲醇溶剂超声清洗基底,然后干燥,然后将其转移至等离子体清洗机。此外,使用氧等离子体清洗基底5分钟,然后将其转移至真空沉积器。
在如上制备的透明ITO电极上,通过热真空沉积以下化学式的六腈六氮杂苯并菲(HAT)至
Figure BDA0001693829610000811
的厚度来形成空穴注入层。
Figure BDA0001693829610000812
通过真空沉积以下化合物4-4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)
Figure BDA0001693829610000813
(传输空穴的材料)在空穴注入层上形成空穴传输层。
Figure BDA0001693829610000821
随后,通过真空沉积以下化合物1在空穴传输层上形成膜厚度为
Figure BDA0001693829610000822
Figure BDA0001693829610000823
的电子阻挡层。
Figure BDA0001693829610000824
随后,通过以25:1的重量比真空沉积BH和BD在电子阻挡层上形成膜厚度为
Figure BDA0001693829610000825
的发光层。
Figure BDA0001693829610000831
Figure BDA0001693829610000841
通过以1:1的重量比真空沉积化合物ET1和化合物喹啉锂(LiQ)在发光层上形成厚度为
Figure BDA0001693829610000842
的电子注入和传输层。通过以连续的顺序沉积氟化锂(LiF)至
Figure BDA0001693829610000843
的厚度并沉积铝至
Figure BDA0001693829610000844
的厚度在电子注入和传输层上形成阴极。
在上述过程中通过以下来制造有机发光器件:将有机材料的沉积速率保持在
Figure BDA0001693829610000845
Figure BDA0001693829610000846
将阴极的氟化锂和铝的沉积速率分别保持在
Figure BDA0001693829610000847
Figure BDA0001693829610000848
并且将沉积期间的真空度保持在2×10-7托至5×10-6托。
<实施例1-2>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物2代替化合物1。
<实施例1-3>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物5代替化合物1。
<实施例1-4>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物6代替化合物1。
<实施例1-5>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物8代替化合物1。
<实施例1-6>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物10代替化合物1。
<实施例1-7>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物11代替化合物1。
<实施例1-8>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物12代替化合物1。
<实施例1-9>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物13代替化合物1。
<实施例1-10>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物16代替化合物1。
<实施例1-11>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物17代替化合物1。
<实施例1-12>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物25代替化合物1。
<实施例1-13>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物26代替化合物1。
<实施例1-14>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物29代替化合物1。
<实施例1-15>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物30代替化合物1。
<实施例1-16>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物34代替化合物1。
<实施例1-17>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物45代替化合物1。
<实施例1-18>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物48代替化合物1。
<实施例1-19>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物49代替化合物1。
<实施例1-20>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物52代替化合物1。
<实施例1-21>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用化合物53代替化合物1。
<比较例1-1>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用以下化合物EB1代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000871
<比较例1-2>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用以下化合物EB2代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000872
<比较例1-3>
以与实施例1-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用以下化合物EB3代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000881
当向实施例1-1至1-21和比较例1-1至1-3中制造的有机发光器件施加电流时,获得表1的结果。
[表1]
Figure BDA0001693829610000891
如表1所示,当将使用本公开内容的化合物的有机发光器件与使用其中不为氢的另外的取代基连接至本公开内容的化合物的A位置或B位置之外的位置的化合物(比较例1-1)、使用在A位置上具有两个胺基的化合物(比较例1-2)、以及使用具有胺基且不具有芳基的化合物(比较例1-3)的有机发光器件进行比较时,本公开内容的化合物在有机发光器件的效率、驱动电压和/或稳定性方面表现出优异的特性,原因是本公开内容的化合物起到电子阻挡的作用。
如表1的结果所示,确定本公开内容的化合物具有优异的电子阻挡能力并因此能够用于有机发光器件。
<实施例2-1>
以与实施例1-1中相同的方式进行实验,不同之处在于使用以下化合物TCTA作为电子阻挡层,并使用实施例1-1至1-21的化合物代替NPB作为空穴传输层。
Figure BDA0001693829610000901
<比较例2-1>
以与实施例2-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用以下化合物HT1代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000911
<比较例2-2>
以与实施例2-1中相同的方式制造有机发光器件,不同之处在于使用以下化合物HT2代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000912
<比较例2-3>
以与实施例2-1中相同的方式制造有机发光器件,与实施例2-1中不同之处在于使用以下化合物HT3代替化合物1。
Figure BDA0001693829610000921
当向实施例2-1至实施例2-21和比较例2-1至2-3中制造的有机发光器件施加电流时,获得表2的结果。
[表2]
Figure BDA0001693829610000931
如表2所示,当将使用本公开内容的化合物的有机发光器件与使用其中不为氢的另外的取代基连接至本公开内容的化合物的A位置或B位置之外的位置的化合物(比较例2-1)、使用在A位置上具有两个胺基的化合物(比较例2-2)、及使用具有胺基且不具有芳基的化合物(比较例2-3)的有机发光器件进行比较时,本公开内容的化合物在有机发光器件的效率、驱动电压和/或稳定性方面表现出优异的特性,原因是本公开内容的化合物起到空穴传输的作用。因此,确定了本公开内容的化合物具有优异的空穴传输能力并因此能够用于有机发光器件。
如表1和表2的结果所示,确定了本公开内容的化合物具有优异的空穴传输能力和电子阻挡能力,并因此能够用于有机发光器件。
在上文中,已经描述了本公开内容的优选实施方案(电子阻挡层、空穴传输层),然而,本公开内容不限于此,并且可以在权利要求和详细描述的范围内做出多种修改,并且这些修改也包含在本公开内容的范围内。

Claims (15)

1.一种由以下化学式1表示的化合物:
[化学式1]
Figure FDA0003599070440000011
其中,在化学式1中,
X为O,
A和B中的至少一者具有以下化学式1-1的结构,并且剩余的一者为苯基;联苯基;萘基;或者9,9-二甲基芴基,
[化学式1-1]
Figure FDA0003599070440000012
其中,在化学式1-1中,L1为直接键;亚苯基;或亚联苯基,以及
Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为苯基;联苯基;或者9,9-二甲基芴基。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中由化学式1表示的化合物由以下化学式1-A或化学式1-B表示:
[化学式1-A]
Figure FDA0003599070440000021
[化学式1-B]
Figure FDA0003599070440000022
其中,在化学式1-A和1-B中,
X、L1、A、B、Ar1和Ar2的定义与化学式1和化学式1-1中的相同。
3.根据权利要求1所述的化合物,其中由化学式1表示的化合物由以下化学式21和化学式23中的任一者表示:
[化学式21]
Figure FDA0003599070440000023
[化学式23]
Figure FDA0003599070440000031
其中,在化学式21和23中,
A、B、Ar1和Ar2的定义与化学式1和化学式1-1中的相同。
4.根据权利要求1所述的化合物,其中化学式1的化合物为选自以下结构中的任一者:
Figure FDA0003599070440000032
Figure FDA0003599070440000041
Figure FDA0003599070440000051
Figure FDA0003599070440000061
Figure FDA0003599070440000071
Figure FDA0003599070440000081
Figure FDA0003599070440000091
Figure FDA0003599070440000101
Figure FDA0003599070440000111
Figure FDA0003599070440000121
Figure FDA0003599070440000131
5.一种有机发光器件,包括:
第一电极;
第二电极;以及
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或更多个有机材料层,
其中所述有机材料层中的一个或更多个层包含根据权利要求1至4中任一项所述的化合物。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括电子传输层、电子注入层、以及同时进行电子传输和电子注入的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层包含所述化合物。
7.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括发光层,并且所述发光层包含所述化合物作为所述发光层的主体。
8.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括空穴传输层、电子阻挡层、以及同时进行空穴传输和电子阻挡的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层包含所述化合物。
9.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括空穴注入层、空穴传输层、以及同时进行空穴注入和空穴传输的层中的一个或更多个层,并且所述层中的一个或更多个层包含所述化合物。
10.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包含由化学式1表示的化合物作为主体,并且包含另外的有机化合物、金属或金属化合物作为掺杂剂。
11.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括发光层,并且所述发光层包含由以下化学式A-1表示的化合物:
[化学式A-1]
Figure FDA0003599070440000141
其中,在化学式A-1中,
X1为经取代或未经取代的一价或更高价苯并芴基;经取代或未经取代的一价或更高价荧蒽基;经取代或未经取代的一价或更高价芘基;或者经取代或未经取代的一价或更高价
Figure FDA0003599070440000142
基,
L为直接键;经取代或未经取代的亚芳基;或者经取代或未经取代的亚杂芳基,
X2和X3彼此相同或不同,并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基;经取代或未经取代的甲硅烷基;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的芳烷基;或者经取代或未经取代的杂芳基,或者彼此结合以形成经取代或未经取代的环,
r为1或更大的整数,并且
当r为2或更大时,括号中取代基彼此相同或不同。
12.根据权利要求11所述的有机发光器件,其中L为直接键,X1为经取代或未经取代的二价芘基,X2和X3彼此相同或不同并且各自独立地为未经取代或经锗基取代的芳基,以及r为2。
13.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中所述有机材料层包括发光层,并且所述发光层包含由以下化学式A-2表示的化合物:
[化学式A-2]
Figure FDA0003599070440000151
其中,在化学式A-2中,
X4为1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基或以下化学式
Figure FDA0003599070440000152
X6为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-联苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对三联苯基-4-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-2-基、间三联苯基-4-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”-叔丁基-对三联苯基-4-基或3-荧蒽基,
X5和X7彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的烷氧基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂芳基,
p2为1至5的整数,
p1和p3各自为1至4的整数,并且
当p1至p3各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同。
14.根据权利要求13所述的有机发光器件,其中X4为1-萘基以及X6为2-萘基。
15.根据权利要求11所述的有机发光器件,其中所述发光层还包含由以下化学式A-2表示的化合物:
[化学式A-2]
Figure FDA0003599070440000161
其中,在化学式A-2中,
X4为1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基或以下化学式
Figure FDA0003599070440000162
X6为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-联苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对三联苯基-4-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-2-基、间三联苯基-4-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”-叔丁基-对三联苯基-4-基或3-荧蒽基,
X5和X7彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;经取代或未经取代的烷基;经取代或未经取代的烷氧基;经取代或未经取代的芳基;或者经取代或未经取代的杂芳基,
p2为1至5的整数,
p1和p3各自为1至4的整数,并且
当p1至p3各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同。
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