CN109843850B - 基于芴的化合物、使用其的有机发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书涉及式1的基于芴的化合物、包含式1的基于芴的化合物的涂覆组合物、使用其的有机发光器件及其制造方法。
Description
技术领域
本说明书要求于2017年2月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0026712号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及基于芴的化合物、包含所述基于芴的化合物的涂覆组合物、通过使用所述涂覆组合物而形成的有机发光器件及其制造方法。
背景技术
有机发光现象是通过特定有机分子的内部过程将电流转换为可见光线的实例之一。有机发光现象的原理如下。当将有机材料层设置在阳极与阴极之间时,如果在两个电极之间施加电流,则电子和空穴分别从阴极和阳极注入到有机材料层中。注入到有机材料层中的电子和空穴复合而形成激子,并且激子再次落回基态而发光。利用该原理的有机发光器件通常可以由阴极、阳极和设置在其间的有机材料层(例如包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层)构成。
有机发光器件中使用的材料大部分是纯有机材料或其中有机材料和金属形成配合物的配位化合物,并且根据其用途可以分为空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料等。在此,通常使用具有p型特性的有机材料(即,容易被氧化且当材料被氧化后电化学稳定的有机材料)作为空穴注入材料或空穴传输材料。同时,通常使用具有n型特性的有机材料(即,容易被还原且当材料被还原后电化学稳定的有机材料)作为电子注入材料或电子传输材料。作为发光层材料,优选的是兼具p型特性和n型特性的材料(即,在氧化和还原两种状态下都稳定的材料),并且优选的是具有高发光效率的当形成激子时将激子转化为光的材料。
为了获得能够以低电压驱动的高效率有机发光器件,需要使注入有机发光器件的空穴或电子顺利地传输至发光层,同时,需要使注入的空穴和电子不离开发光层。为此,有机发光器件中使用的材料需要具有适当的带隙以及HOMO或LUMO能级。
此外,有机发光器件中使用的材料需要具有优异的化学稳定性、优异的电荷迁移率、优异的与电极或相邻层的界面特性等。也就是说,有机发光器件中使用的材料需要使水分或氧气引起的变形最小化。此外,通过具有适当的空穴或电子迁移率以使有机发光器件的发光层中的空穴和电子的密度得以平衡,有机发光器件中使用的材料需要使激子能够最大限度地被形成。此外,为了器件的稳定性,有机发光器件中使用的材料需要使与包含金属或金属氧化物的电极的界面能够得以改善。
除了上述那些之外,用于溶液法的在有机发光器件中使用的材料还需要另外具有以下特性。
首先,有机发光器件中使用的材料需要形成可储存的均匀溶液。由于用于沉积法的商业材料具有良好的结晶度,因此材料无法很好地溶解在溶液中,或者即使在材料形成溶液时其晶体也容易形成,很有可能随着储存时间,溶液的浓度梯度改变,或者形成有缺陷的器件。
其次,进行溶液法的层需要对在形成其他层的过程期间使用的溶剂和材料具有耐性,并且在制造有机发光器件时,需要具有优异的电流效率和优异的使用寿命特性。
因此,本领域中需要开发新有机材料。
发明内容
技术问题
本说明书的一个目的是提供用于溶液法的可以在有机发光器件中使用的基于芴的化合物和包含其的有机发光器件。
技术方案
提供了由下式1表示的基于芴的化合物。
[式1]
在式1中,
L为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,
R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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,
Ar1和Ar2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;或者经取代或未经取代的杂芳基,
X1和X2彼此相同或不同,并且各自独立地为可光固化基团或热固性基团,
n1和n4各自独立地为0至5的整数,
n2和n6各自独立地为0至4的整数,
n3和n5各自独立地为0至3的整数,
当n1至n6各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同,以及
m1和m2各自为0或1。
本说明书提供了包含所述基于芴的化合物的涂覆组合物。
本说明书还提供了有机发光器件,其包括:第一电极;第二电极;和设置在第一电极与第二电极之间的具有一个或更多个层的有机材料层,其中有机材料层的一个或更多个层包含所述涂覆组合物或其固化产物,以及所述涂覆组合物的固化产物呈所述涂覆组合物通过热处理或光处理而固化的状态。
最后,本说明书提供了用于制造有机发光器件的方法,所述方法包括:准备基底;在基底上形成第一电极;在第一电极上形成具有一个或更多个层的有机材料层;以及在有机材料层上形成第二电极,其中有机材料层的形成包括通过使用所述涂覆组合物形成具有一个或更多个层的有机材料层。
有益效果
根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物形成稳定的薄膜,其通过在250℃或更低下的热处理或者UV处理而在接下来的溶液法中不受损害。其上施加有包含根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物、固化引发剂和p掺杂材料的涂覆组合物的薄膜形成为稳定的薄膜,其通过在250℃或更低下的热处理或者UV处理而在接下来的溶液法中不受损害。根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物可以用作用于溶液法的用于有机发光器件的有机材料层的材料,并且可以提供低驱动电压、高发光效率和高使用寿命特性。此外,由于使用基于芴的化合物,因此溶解性提高,因此优点在于,当制备溶液法的墨时,溶剂的选择变宽,并且可以使熔点和固化温度降低。
附图说明
图1示出根据本说明书的一个示例性实施方案的有机发光器件的实例。
图2是示出包含化合物A和p掺杂材料的涂覆组合物的膜保留率实验的结果的图。
图3是示出包含比较化合物1和p掺杂材料的涂覆组合物的膜保留率实验的结果的图。
101:基底
201:阳极
301:空穴注入层
401:空穴传输层
501:发光层
601:同时注入电子和传输电子的层
701:阴极
具体实施方式
通常,由于用于溶液法的在有机发光器件中使用的基于芳基胺的单分子对下一工艺中的溶剂不具有耐性,因此需要向用于溶液法的可以在有机发光器件中使用的基于芳基胺的单分子中引入固化基团。通过使包含根据本发明的键合有胺基的芴化合物、固化引发剂和p掺杂材料的涂覆组合物经受热处理或光处理而制造的薄膜提供了具有优异的耐溶剂性以及优异的电流效率和器件特性的有机发光器件。
此外,当作为固化基团的苯乙烯基团或乙烯基基团键合至根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物时,固化基团被引入芴的9号碳位置,该位置处与芴的核心结构的共轭被破坏,从而在键合有固化体的芴与基于芳基胺的单分子核心骨架连接的部分处减小对薄膜的干扰,并且使对核心骨架的分子轨道函数(molecular orbital function)的不期望的影响最小化,因此,可以制造具有更长使用寿命的有机发光器件。
下文中,将详细描述本说明书。
在本说明书中,当一个构件布置在另一构件“上”时,这不仅包括一个构件与另一构件接触的情况,而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。
在本说明书中,除非另外特别说明,否则当一部分“包括”一个构成要素时,这不意指排除另外的构成要素,而是意指还可以包括另外的构成要素。
在本说明书中,包括在马库什(Markush)型表达中的术语“其组合”意指选自马库什型表达中描述的构成要素中的两者或更多者的混合或组合的状态,并且意指包括选自上述构成要素中的一者或更多者。
本说明书的一个示例性实施方案提供了由下式1表示的基于芴的化合物。
[式1]
在式1中,
L为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,
R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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,
Ar1和Ar2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;或者经取代或未经取代的杂芳基,
X1和X2彼此相同或不同,并且各自独立地为可光固化基团或热固性基团,
n1和n4各自独立地为0至5的整数,
n2和n6各自独立地为0至4的整数,
n3和n5各自独立地为0至3的整数,
当n1至n6各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同,以及
m1和m2各自为0或1。
在本说明书的一个示例性实施方案中,式1的基于芴的化合物优选为对适当的有机溶剂具有溶解性的化合物。
在本说明书中,“热固性基团或可光固化基团”可以意指通过暴露于热和/或光而使化合物交联的反应性取代基。当通过热处理或光照射使碳-碳多重键和环状结构分解而产生的自由基彼此连接时,可以产生交联。
在本说明书的一个示例性实施方案中,热固性基团或可光固化基团为以下结构中的任一者。
在本说明书的一个示例性实施方案中,包含热固性基团或可光固化基团的基于芴的化合物具有时间和成本方面的经济效益,原因是有机发光器件可以通过溶液施加法来制造。
此外,当通过使用包含含有热固性基团或可光固化基团的基于芴的化合物的涂覆组合物形成涂层时,所述热固性基团或可光固化基团通过热或光形成交联,因此,当在该涂层的上部上堆叠另外的层时,防止包含在涂覆组合物中的基于芴的化合物被溶剂洗掉,由此保留该涂层并且同时将另外的层堆叠在上部。
此外,当热固性基团或可光固化基团形成交联时,使得形成涂层,存在的效果在于涂层对溶剂的耐化学性增强,并且膜保留率高。
此外,在根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物的情况下,可以通过溶液施加法来制造有机发光器件,从而使得能够实现大面积的器件。
根据本说明书的一个示例性实施方案的其中通过热处理或光照射形成交联的基于芴的化合物由于多个基于芴的化合物交联而具有热稳定性优异的效果,因此交联以薄膜的形式提供在有机发光器件中。
此外,根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物在核心结构中包含胺结构,因此可以具有作为有机发光器件中的空穴注入、空穴传输材料或发光材料的适当的能级和带隙。此外,可以通过调节根据本说明书的一个示例性实施方案的式1的基于芴的化合物的取代基来精细地调节适当的能级和带隙,以及可以通过改善有机材料之间的界面特性来提供具有低驱动电压和高发光效率的有机发光器件。
在下文中,将详细描述本说明书的取代基。
本说明书中描述的化合物的未键合取代基的位置可以为氢,或者该位置可以与氘键合。
在本说明书中,术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变为另一取代基,并且取代的位置没有限制,只要该位置是氢原子被取代的位置(即,取代基可以取代的位置)即可,并且当取代两个或更多个时,两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。
在本说明书中,术语“经取代或未经取代的”意指未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氢;氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;烷基;烷氧基;烯基;芳基;和杂芳基,或者未经取代或经以上例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代。例如,“两个或更多个取代基连接的取代基”可以为联苯基。即,联苯基也可以为芳基,并且可以被解释为两个苯基连接的取代基。
在本说明书中,卤素基团为氟、氯、溴或碘。
在本说明书中,烷基可以为直链、支化或环状的,并且其碳原子数没有特别限制,但是优选为1至40。根据一个示例性实施方案,烷基的碳原子数为1至20。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、正戊基、异戊基、叔戊基、己基、正己基、庚基、正庚基、己基、正己基等,但不限于此。
在本说明书中,烷氧基可以为直链、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。其具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙氧基(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。
在本说明书中,烯基可以为直链或支化的,并且其碳原子数没有特别限制,但是优选为2至40。其具体实例包括乙烯基、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-丁烯基等,但不限于此。
在本说明书中,甲硅烷基可以由式-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。其具体实例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,环烷基没有特别限制,但优选具有3至60个碳原子,并且根据一个示例性实施方案,环烷基的碳原子数为3至40。根据另一个示例性实施方案,环烷基的碳原子数为3至20。其具体实例包括环丙基、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,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。根据一个示例性实施方案,芳基的碳原子数为6至40。根据一个示例性实施方案,芳基的碳原子数为6至20。单环芳基的实例包括苯基、联苯基、三联苯基等,但不限于此。多环芳基的实例包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等,但不限于此。
在本说明书中,芴基可被取代,并且相邻基团可以彼此结合而形成环。
在本说明书中,杂芳基包含一个或更多个除碳之外的原子,即,一个或更多个杂原子,并且具体地,杂原子可以包括选自O、N、Se、S等的一个或更多个原子。其碳原子数没有特别限制,但优选为2至60。根据一个示例性实施方案,杂芳基的碳原子数为2至40。根据一个示例性实施方案,杂芳基的碳原子数为2至20。杂芳基可以为单环或多环的。杂环基的实例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、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(菲咯啉)、噻唑基、异唑基、二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等,但不限于此。
在本说明书中,亚芳基可以选自上述芳基的实例,不同之处在于其为二价基团。
在本说明书中,亚烷基可以选自上述烷基的实例,不同之处在于其为二价基团。
在本说明书中,亚杂芳基可以选自上述杂芳基的实例,不同之处在于其为二价基团。
根据本说明书的一个示例性实施方案,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的烷基;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。
根据另一个示例性实施方案,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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6至60个碳原子的芳基;或者经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的杂芳基。
在另一个示例性实施方案中,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;或者经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基。
根据另一个示例性实施方案,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;经取代或未经取代的异丁基;经取代或未经取代的叔丁基;经取代或未经取代的戊基;或者经取代或未经取代的己基。
在另一个示例性实施方案中,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;未经取代或经卤素基团取代的甲基;未经取代或经卤素基团取代的乙基;未经取代或经卤素基团取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;未经取代或经卤素基团取代的异丁基;未经取代或经卤素基团取代的叔丁基;未经取代或经卤素基团取代的戊基;或者未经取代或经卤素基团取代的己基。
根据另一个示例性实施方案,R1至R6彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;氟;未经取代或经氟取代的甲基;乙基;丙基;丁基;异丁基;叔丁基;戊基;或己基。
根据另一个示例性实施方案,R1和R4彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;氟;未经取代或经氟取代的甲基;乙基;丙基;丁基;异丁基;叔丁基;戊基;或己基。
根据另一个示例性实施方案,R2、R3、R5和R6为氢。
根据本说明书的一个示例性实施方案,n2、n3、n5和n6各自为0至2的整数。
根据另一个示例性实施方案,n2、n3、n5和n6各自为0或1。
根据另一个示例性实施方案,n1和n4各自为0至5的整数。
根据另一个示例性实施方案,n1和n4各自为0、1、2或5。
在本说明书的一个示例性实施方案中,L为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。
在本说明书的一个示例性实施方案中,L为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的亚芳基;或者经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的亚杂芳基。
根据另一个示例性实施方案,L可以为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芴基;经取代或未经取代的亚菲基;经取代或未经取代的亚联萘基;或者经取代或未经取代的亚萘基;或者所述取代基中的两个或更多个连接的基团。
在本说明书的一个示例性实施方案中,L可以为以下结构中的任一者,但不限于此,并且以下结构可以被另外取代。
在所述结构中,
X12为S、SO、CRuRv、SiRwRx或NRy,
X1至X11彼此相同或不同,并且各自独立地为O、S、SiR’R”或NR,以及
R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry、R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基,
在本说明书的一个示例性实施方案中,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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6至30个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者未经取代或经具有1至20个碳原子的烷基取代的具有6至20个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至8个碳原子的烷基;或者未经取代或经具有1至10个碳原子的烷基取代的具有6至12个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;经取代或未经取代的叔丁基;经取代或未经取代的戊基;经取代或未经取代的己基;或者未经取代或经甲基、丁基或己基取代的苯基。
根据另一个示例性实施方案,R11至R23、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;甲基;乙基;丙基;丁基;叔丁基;戊基;己基;或者未经取代或经甲基、丁基或己基取代的苯基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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6至30个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者未经取代或经具有1至20个碳原子的烷基取代的具有6至20个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R11至R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至8个碳原子的烷基;或者未经取代或经具有1至10个碳原子的烷基取代的具有6至12个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;经取代或未经取代的叔丁基;经取代或未经取代的戊基;经取代或未经取代的己基;或者未经取代或经甲基、丁基、叔丁基或己基取代的苯基。
根据另一个示例性实施方案,R、R’和R”彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;甲基;乙基;丙基;丁基;叔丁基;戊基;己基;或者未经取代或经甲基、丁基、叔丁基或己基取代的苯基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,X12为S或SO。
在本说明书的一个示例性实施方案中,X12为CRuRv、SiRwRx或NRy。
在本说明书的一个示例性实施方案中,L可以为以下结构中的任一者。
所述结构还可以被经取代或未经取代的烷基、或者经取代或未经取代的芳基取代。
根据本说明书的一个示例性实施方案,式1可以为下式2至8中的任一者。
[式2]
[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[式7]
[式8]
在式2至8中,
R1至R6、n1至n6、m1、m2、Ar1、Ar2、X1和X2的定义与式1中的那些相同,
R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基,
s1至s5、s8、s16和s19各自为0至4的整数,
s6、s7和s9各自为0至6的整数,
s12、s13、s17和s18各自为0至3的整数,
s20和s21各自为0至7的整数;以及
当s1至s9、s12、s13和s16至s21各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同。
根据本说明书的一个示例性实施方案,R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;具有1至20个碳原子的烷基;或者未经取代或经具有1至20个碳原子的烷基取代的具有6至30个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;经取代或未经取代的叔丁基;经取代或未经取代的戊基;经取代或未经取代的己基;经取代或未经取代的苯基;经取代或未经取代的联苯基;或者经取代或未经取代的萘基。
在另一个示例性实施方案中,R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的丁基;经取代或未经取代的叔丁基;经取代或未经取代的戊基;经取代或未经取代的己基;未经取代或经选自甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基和己基中的一个或更多个取代的苯基;未经取代或经选自甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基和己基中的一个或更多个取代的联苯基;或者未经取代或经选自甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基和己基中的一个或更多个取代的萘基。
根据另一个示例性实施方案,R101至R121彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;甲基;乙基;丙基;丁基;叔丁基;戊基;己基;或者未经取代或经甲基、丁基、叔丁基或己基取代的苯基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,s1至s9、s12、s13和s16至s21各自为0至2。
在本说明书的一个示例性实施方案中,Ar1和Ar2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60个碳原子的芳基;或经取代或未经取代的具有2至60个碳原子的杂芳基。
在另一个示例性实施方案中,Ar1和Ar2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个碳原子的杂芳基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,Ar1和Ar2可以为以下结构中的任一者,但不限于此,并且以下结构可以被另外取代。
在所述结构中,
W为O、S、NRa、CRbRc或SiRdRe,
R31至R41、Ra、Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的烷基;或者经取代或未经取代的芳基,
p1为0至7的整数,
P2、p4和p5各自为0至4的整数,
p3和p6各自为0至5的整数,以及
当p1至p6各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同。
在本说明书的一个示例性实施方案中,R39至R41彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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6至30个碳原子的芳基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,R39至R41彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R39至R41彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至8个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至12个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R39至R41彼此相同或不同,并且各自独立地为氢。
在本说明书的一个示例性实施方案中,R31至R38彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,R31至R38彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至8个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至12个碳原子的芳基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,R31至R38彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;氟;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;经取代或未经取代的丙基;经取代或未经取代的苯基;经取代或未经取代的萘基;或者经取代或未经取代的联苯基。
在另一个示例性实施方案中,R31至R38彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;氟;甲基;乙基;丙基;苯基;萘基;或联苯基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,W为O。
在本说明书的一个示例性实施方案中,W为S。
在本说明书的一个示例性实施方案中,W为CRbRc。
在本说明书的一个示例性实施方案中,W为SiRdRe。
在本说明书的一个示例性实施方案中,Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;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6至30个碳原子的芳基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基。
在另一个示例性实施方案中,Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;经取代或未经取代的具有1至8个碳原子的烷基;或者经取代或未经取代的具有6至12个碳原子的芳基。
根据另一个示例性实施方案,Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;经取代或未经取代的甲基;经取代或未经取代的乙基;或者经取代或未经取代的苯基。
根据另一个示例性实施方案,Rb、Rc、Rd和Re彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;甲基;乙基;或苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地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萘基;经取代或未经取代的菲基;或者经取代或未经取代的芴基。
在本说明书的一个示例性实施方案中,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为未经取代或经氘或烷基取代的苯基;未经取代或经氘或烷基取代的联苯基;未经取代或经氘或烷基取代的萘基;未经取代或经氘或烷基取代的菲基;或者未经取代或经氘或烷基取代的芴基。
在另一个示例性实施方案中,Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为未经取代或经氘取代的苯基;未经取代或经氘取代的联苯基;萘基;菲基;或者经甲基取代的芴基。
根据本说明书的一个示例性实施方案,m1和m2为0或1。
当m1为0时,芴的9号碳直接键合至X1,并且其具体结构如下。
当m2为0时,芴的9号碳直接键合至X2,并且其具体结构如下。
在本说明书的一个示例性实施方案中,X1和X2彼此相同或不同,并且各自独立地为可光固化基团或热固性基团,并且可以为以下结构。
根据本发明的一个示例性实施方案,式1的基于芴的化合物可以由以下化合物中的任一者表示。
根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物可以通过以下将描述的制备方法来制备。
例如,对于式1的基于芴的化合物,核心结构可以通过以下制备方法来制备。取代基可以通过本领域已知的方法进行键合,并且取代基的种类和位置或者取代基的数量可以根据本领域已知的技术来改变。
<式1的一般制备方法>
制备方法的取代基与式1的取代基的定义相同。
本说明书的一个示例性实施方案提供了包含上述基于芴的化合物的涂覆组合物。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物包含基于芴的化合物和溶剂。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物还可以包含选自聚合物化合物和在分子中引入有热固性基团或可光固化基团的化合物中的一种或两种化合物。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物还可以包含在分子中引入有热固性基团或可光固化基团的化合物。当涂覆组合物还包含在分子中引入有热固性基团或可光固化基团的化合物时,涂覆组合物的固化程度可以进一步提高。
在本说明书的一个示例性实施方案中,在分子中引入有热固性基团或可光固化基团的化合物的分子量为1,000g/mol至3,000g/mol。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物还可以包含聚合物化合物。当涂覆组合物还包含聚合物化合物时,涂覆组合物的墨特性可以增强。也就是说,还包含聚合物化合物的涂覆组合物可以提供适于涂覆或喷墨印刷的粘度。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物可以为液相。“液相”意指涂覆组合物在大气压下在室温下呈液态。
在本说明书的一个示例性实施方案中,溶剂例示为,例如:基于氯的溶剂,例如氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯和邻二氯苯;基于醚的溶剂,例如四氢呋喃和二烷;基于芳族烃的溶剂,例如甲苯、二甲苯、三甲苯和均三甲苯;基于脂族烃的溶剂,例如环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷和正癸烷;基于酮的溶剂,例如丙酮、甲基乙基酮、环己酮、异佛尔酮、四氢萘酮、萘烷酮和乙酰丙酮;基于酯的溶剂,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙基溶纤剂乙酸酯;多元醇,例如乙二醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三乙二醇单乙醚、甘油和1,2-己二醇,及其衍生物;基于醇的溶剂,例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和环己醇;基于亚砜的溶剂,例如二甲基亚砜;基于酰胺的溶剂,例如N-甲基-2-吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺;以及例如四氢化萘的溶剂;但只要溶剂可以溶解或分散根据本发明的一个示例性实施方案的芴衍生物,溶剂就是足够的,并且不限于此。
在另一个示例性实施方案中,溶剂可以单独使用,或者以两种或更多种溶剂的混合物使用。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物还可以包含选自热聚合引发剂和光聚合引发剂中的一种或两种或更多种添加剂。
在本说明书的一个示例性实施方案中,作为通过差示扫描量热计(DSC)测量式1的基于芴的化合物的结果,放热峰与放热峰之前的吸热峰之间的温度差为20℃或更大。
放热峰与放热峰之前的吸热峰之间的温度差可以为20℃至200℃。
差示扫描量热计(DSC)意指这样的装置:其可以基于样品的定量分析以及来自峰的位置、形状和数量的在样品变性期间峰的面积变化来定量测量变量例如样品的焓对热的变化,所述峰通过以下来获得,在通过程序以预定速率改变样品和参照材料的温度的同时,示出来自保持样品和参照材料之间的温度差为零所需的能量(焓)的量的测量的作为温度的函数的热流。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物不进一步包含p掺杂材料。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物进一步包含p掺杂材料。
在本说明书中,p掺杂材料意指使主体材料具有p半导体特性的材料。p半导体特性意指以最高占据分子轨道(HOMO)能级注入或传输电子的特性,即,具有大空穴传导性的材料的特性。
在本说明书的一个示例性实施方案中,p掺杂材料可以为F4TCNQ或基于F芳基硼酸盐的化合物,例如下式9-1至9-3,但不限于此。
[式9-1]
[式9-2]
[式9-3]
在本说明书中,只要p掺杂材料是使主体材料具有p半导体特性的材料,所述材料就是足够的,可以使用其一种或两种或更多种,并且其种类没有限制。
在本说明书的一个示例性实施方案中,基于式1的基于芴的化合物,p掺杂材料的含量为0重量%至50重量%。
在本说明书的一个示例性实施方案中,基于涂覆组合物的总固体含量,p掺杂材料的含量为0重量%至30重量%。在本说明书的一个示例性实施方案中,优选基于涂覆组合物的总固体含量,p掺杂材料的含量为1重量%至30重量%;以及在另一个示例性实施方案中,更优选基于涂覆组合物的总固体含量,p掺杂材料的含量为10重量%至30重量%。
在另一个示例性实施方案中,涂覆组合物还可以包含:含有热固性基团或可光固化基团的单分子;或者含有能够通过热形成聚合物的端基的单分子。如上所述,含有热固性基团或可光固化基团的单分子、或者含有能够通过热形成聚合物的端基的单分子可以是分子量为2,000g/mol或更小的化合物。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物还包含:分子量为2,000g/mol或更小并且含有热固性基团或可光固化基团的单分子;以及分子量为2,000g/mol或更小并且含有能够通过热形成聚合物的端基的单分子。
含有热固性基团或可光固化基团的单分子以及含有能够通过热形成聚合物的端基的单分子可以意指苯基、联苯基、芴和萘的芳基;芳基胺或者其中热固性基团或可光固化基团或能够通过热形成聚合物的端基取代芴的单分子。
在另一个示例性实施方案中,涂覆组合物的粘度为2cP至15cP。
在本说明书的一个示例性实施方案中,涂覆组合物在250℃或更低下的热处理之后在薄膜保留测试中的薄膜保留率为95%或更大。本发明的涂覆组合物具有优异的耐溶剂(例如甲苯和环己酮)性,因为在250℃或更低下的热处理之后在薄膜保留测试中的薄膜保留率为95%或更大。
在薄膜保留测试中,首先通过将涂覆组合物旋涂在基底(例如,玻璃等)上来形成薄膜,在氮气氛中进行热处理,然后测量薄膜的UV吸光度。此后,通过以下来测量薄膜保留率:将薄膜浸入诸如甲苯和环己酮的溶剂中约10分钟,干燥薄膜,然后测量薄膜的UV吸光度以比较在将薄膜浸入溶剂之前和之后的UV吸光度最大峰的大小(在将薄膜浸入溶剂中之后的UV吸光度最大峰的大小/在将薄膜浸入溶剂中之前的UV吸光度最大峰的大小x 100)。
本说明书还提供了通过使用所述涂覆组合物形成的有机发光器件。
本说明书的一个示例性实施方案包括:第一电极;第二电极;设置在第一电极与第二电极之间的具有一个或更多个层的有机材料层,有机材料层的一个或更多个层通过使用所述涂覆组合物或其固化产物而形成。所述涂覆组合物的固化产物意指所述涂覆组合物通过热处理或光处理而固化的状态。
在本说明书的一个示例性实施方案中,包含所述涂覆组合物或其固化产物的有机材料层为空穴传输层、空穴注入层,或同时传输空穴和注入空穴的层。
在另一个示例性实施方案中,包含所述涂覆组合物或其固化产物的有机材料层为发光层。
在另一个示例性实施方案中,包含所述涂覆组合物或其固化产物的有机材料层为发光层,并且发光层包含所述基于芴的化合物作为发光层的主体。
在本说明书的一个示例性实施方案中,有机发光器件还包括选自以下的一个或两个或更多个层:空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电子阻挡层和空穴阻挡层。
在本说明书的一个示例性实施方案中,第一电极是阳极,第二电极是阴极。
根据另一个示例性实施方案,第一电极是阴极,第二电极是阳极。
在另一个示例性实施方案中,有机发光器件可以为具有其中阳极、具有一个或更多个层的有机材料层和阴极依次堆叠在基底上的结构(正常型)的有机发光器件。
在另一个示例性实施方案中,有机发光器件可以为具有其中阴极、具有一个或更多个层的有机材料层和阳极依次堆叠在基底上的反向结构(倒置型)的有机发光器件。
本说明书的有机发光器件的有机材料层还可以由单层结构构成,但是可以由其中堆叠有具有两个或更多个层的有机材料层的多层结构构成。例如,本发明的有机发光器件可以具有包括空穴注入层、空穴传输层、同时注入空穴和传输空穴的层、发光层、电子传输层、电子注入层、同时注入电子和传输电子的层等作为有机材料层的结构。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层。
在本说明书的有机发光器件中,[基底/正电极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/电子传输层/负电极]可以以这样的次序堆叠。
在根据另一个示例性实施方案的本说明书的有机发光器件中,[基底/正电极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/同时注入电子和传输电子的层/负电极]可以以这样的次序堆叠。
例如,根据本说明书的一个示例性实施方案的有机发光器件的结构例示在图1中。
图1例示了其中在基底101上依次堆叠有阳极201、空穴注入层301、空穴传输层401、发光层501、同时注入电子和传输电子的层601和阴极701的有机发光器件的结构。
图1例示了有机发光器件,而有机发光器件不限于此。
当有机发光器件包括复数个有机材料层时,有机材料层可以由相同材料或不同材料形成。
本说明书的有机发光器件可以通过本领域已知的材料和方法来制造,不同之处在于有机材料层的一个或更多个层通过使用包含基于芴的化合物的涂覆组合物来形成。
例如,本说明书的有机发光器件可以通过在基底上依次堆叠阳极、有机材料层和阴极来制造。在这种情况下,有机发光器件可以通过以下来制造:通过使用物理气相沉积(PVD)法(例如溅射或电子束蒸镀),在基底上沉积金属或具有导电性的金属氧化物或者其合金以形成阳极,通过沉积法或溶液法在阳极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和同时注入电子和传输电子的层的有机材料层,然后在有机材料层上沉积可以用作阴极的材料。除了上述方法以外,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发光器件。
本说明书还提供了用于制造通过使用涂覆组合物而形成的有机发光器件的方法。
具体地,在本说明书的一个示例性实施方案中,所述方法包括:准备基底;在基底上形成第一电极;在第一电极上形成具有一个或更多个层的有机材料层;以及在有机材料层上形成第二电极,并且有机材料层的一个或更多个层通过使用涂覆组合物来形成。
根据本说明书的一个示例性实施方案,通过使用涂覆组合物形成的有机材料层通过使用溶液法来形成。
在本说明书的一个示例性实施方案中,通过使用涂覆组合物形成的有机材料层通过使用旋涂来形成。
在另一个示例性实施方案中,通过使用涂覆组合物形成的有机材料层通过印刷法来形成。
在本说明书的另一个示例性实施方案中,印刷法的实例包括喷墨印刷、喷嘴印刷、胶版印刷、转印或丝网印刷等,但不限于此。
对于根据本说明书的一个示例性实施方案的涂覆组合物,由于结构特性因此溶液法是适合的,使得有机材料层可以通过印刷法来形成,因此,在制造器件时具有时间和成本方面的经济效益。
在本说明书的一个示例性实施方案中,通过使用涂覆组合物形成的有机材料层的形成包括:将涂覆组合物涂覆在阴极或阳极上;以及使所涂覆的涂覆组合物经受热处理或光处理。
在本说明书的一个示例性实施方案中,使所涂覆的涂覆组合物经受热处理时的热处理温度为85℃至250℃。
在另一个示例性实施方案中,使所涂覆的涂覆组合物经受热处理时的热处理时间可以为1分钟至1小时。
在本说明书的一个示例性实施方案中,当涂覆组合物不包含添加剂时,优选交联通过在100℃至250℃的温度下进行热处理来进行,并且更优选交联在120℃至200℃的温度下进行。
当通过使用涂覆组合物形成的有机材料层的形成包括使所涂覆的涂覆组合物经受热处理或光处理时,包含在涂覆组合物中的复数个基于芴的化合物可以形成交联,从而提供包括薄膜化结构的有机材料层。在这种情况下,当在通过使用该涂覆组合物形成的有机材料层的表面上堆叠另外的层时,可以防止该有机材料层被溶解或受到形态上的影响或被溶剂分解。
因此,当通过包括使所涂覆的涂覆组合物经受热处理或光处理的方法来形成通过使用涂覆组合物形成的有机材料层时,耐溶剂性提高,使得可以通过重复进行溶液沉积和交联方法来形成复数个层,并且稳定性提高,使得器件的使用寿命特性可以提高。
在本说明书的一个示例性实施方案中,包含基于芴的化合物的涂覆组合物可以使用通过与聚合物粘合剂混合而分散的涂覆组合物。
在本说明书的一个示例性实施方案中,作为聚合物粘合剂,优选不极度抑制电荷传输的那些,以及优选使用对可见光的吸光度不强的那些。作为聚合物粘合剂,例示了聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚(对亚苯基亚乙烯基)及其衍生物、聚(2,5-亚噻吩基亚乙烯基)及其衍生物、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等。
此外,根据本说明书的一个示例性实施方案的基于芴的化合物可以包含芴基和胺基,以在有机材料层中单独包含基于芴的化合物,可以通过热处理或光处理使得由包含基于芴的化合物的涂覆组合物制备的膜变薄,以及可以包括通过使用与其他单体混合的涂覆组合物获得的作为共聚物的材料。此外,基于芴的化合物可以包括通过使用与其他聚合物混合的涂覆组合物获得的作为共聚物或混合物的材料。
作为阳极材料,通常优选具有高功函数的材料,以促进空穴注入有机材料层中。可以在本发明中使用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-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等,但不限于此。
作为阴极材料,通常优选具有低功函数的材料,以促进电子注入有机材料层中。阴极材料的具体实例包括:金属,例如钡、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,但不限于此。
空穴注入层是注入来自电极的空穴的层,并且空穴注入材料优选为这样的化合物:其具有传输空穴的能力,并因此具有注入阳极处的空穴的效应和对发光层或发光材料的优异的注入空穴效应,防止由发光层产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料,并且形成薄膜的能力也是优异的。空穴注入材料的最高占据分子轨道(HOMO)优选为在阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间的值。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、基于聚苯胺和基于聚噻吩的导电聚合物等,但不限于此。
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,并且空穴传输材料适当地为可以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具有高的空穴迁移率的材料。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、兼具共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但不限于此。
发光材料为可以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与电子结合而发出可见光区域内的光的材料,并且优选为对荧光或磷光具有良好量子效率的材料。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;基于苯并唑、基于苯并噻唑和基于苯并咪唑的化合物;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。
发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料的实例包括稠合芳族环衍生物或含杂环的化合物等。具体地,稠合芳族环衍生物的实例包括蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等,以及含杂环的化合物的实例包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯子型呋喃化合物、嘧啶衍生物等,但其实例不限于此。
掺杂剂材料的实例包括芳族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体地,芳族胺衍生物是具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳族环衍生物,其实例包括具有芳基氨基的芘、蒽、二茚并芘等,苯乙烯基胺化合物是其中经取代或未经取代的芳基胺经至少一个芳基乙烯基取代的化合物,并且选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个或两个或更多个取代基为经取代或未经取代的。其具体实例包括苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等,但不限于此。此外,金属配合物的实例包括铱配合物、铂配合物等,但不限于此。
电子传输层是接收来自电子注入层的电子并将电子传输至发光层的层,并且电子传输材料适当地为可以熟练地接收来自阴极的电子并将电子转移至发光层的具有高的电子迁移率的材料。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。电子传输层可以与如根据相关技术所使用的任何期望的阴极材料一起使用。特别地,阴极材料的适当实例为后接铝层或银层的具有低功函数的典型材料。其具体实例包括铯、钡、钙、镱和钐,在每种情况下后接铝层或银层。
电子注入层是注入来自电极的电子的层,并且电子注入材料优选为这样的化合物:其具有传输电子的能力,具有注入来自阴极的电子的效应和将电子注入发光层或发光材料的优异效应,防止由发光层产生的激子迁移至空穴注入层,并且形成薄膜的能力也是优异。其具体实例包括芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等及其衍生物,金属配合物化合物,含氮5元环衍生物等,但不限于此。
金属配合物化合物的实例包括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,但不限于此。
根据待使用的材料,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。
在本说明书的一个示例性实施方案中,除了有机发光器件之外,有机太阳能电池或有机晶体管中也可以包含基于芴的化合物。
发明实施方式
在下文中,将参照用于具体地描述本说明书的实施例详细地描述本说明书。然而,根据本说明书的实施例可以以多种形式进行修改,并且不应解释为本说明书的范围限于下述实施例。提供本说明书的实施例以向本领域普通技术人员更全面地说明本说明书。
<制备例>
键合有可固化基团的基于芴的化合物可以通过以下方法来合成。
1.键合有可固化基团的芴的合成方法1(FS1-制备例1和2)
能够使可固化基团键合至芴的方法如上所示。将1-溴-4-(二乙氧基甲基)苯锂化并添加至芴酮中,并且可以在酸的存在下通过脱水缩合反应以及叔甲醇和亚芳基的Wittig反应来合成芴固化体。通过上述方法合成芴固化体F1P和F2P,芴固化体F1P和F2P的具体制备方法示于以下制备例1和2中。可以如上所述合成的芴固化体不限于F1P和F2P。
制备例1.F1P的制备
4-(2-溴-9-羟基-9H-芴-9-基)苯甲醛(F1-int1)的合成:将1-溴-4-(二乙氧基甲基)苯(30g,115mmol)溶解在250ml四氢呋喃中,并将温度降至-78℃。向其中添加nBuLi(在己烷中2.5M,42ml,105mol),并将所得混合物在-78℃下搅拌30分钟。立即向其中添加2-溴-9H-芴-9-酮(18.9g,73mmol)并将所得混合物搅拌过夜。用1N HCl(水溶液)终止反应,随后用乙酸乙酯萃取。将收集的有机溶液用硫酸镁(MgSO4)干燥并过滤之后,通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂。对余物进行柱纯化之后,将纯化的产物重结晶(甲苯/己烷)以获得23g(产率87%)g的F1-int1。
[4-(2-溴-9-苯基-9H-芴-9-基)苯甲醛](F1-int2)的合成:将400ml苯放入F1-int1(11.5g,31.4mmol)中,向其中添加甲磺酸(2.1ml,31.4mmol),然后将所得混合物使用Dean-Stark装置回流。用饱和NaHCO3(水溶液)中和酸,随后进行柱纯化以获得6.5g(产率49%)的F1-int2。
2-溴-9-苯基-9-(4-乙烯基苯基)-9H-芴(F1P)的合成:将F1-int2(5.3g,12.3mmol)和CH3BrPPh3(8.8g,24.7mmol)添加至四氢呋喃(THF)中,在0℃下向其中添加叔丁醇钾(2.77g,24.7mmol),并将所得混合物搅拌1小时。用水终止反应,并用乙酸乙酯(EA)萃取产物。向收集的有机溶液中添加硫酸镁(MgSO4)并将所得混合物干燥且过滤之后,通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂。对余物进行柱纯化以获得4.67g(产率89%)的F1P。
制备例2.F2P的合成
在制备例1中F1-int2的合成中,使用二甲苯代替苯,并将混合物在70℃下搅拌过夜,而不是使用Dean-Stark装置回流。使用F1-int2(7.3g,20mmol)获得6.6g(73%的第二步产率)的F2P。
2.键合有可固化基团的芴的合成方法2(FS2-制备例3、4、5和6)
能够合成芴固化体的方法示于上文。通过N-甲氧基-N-甲基苯甲酰胺和1-氯-4-碘苯的偶联反应形成FS2-int1Weinreb酰胺。通过两个亲核加成反应合成FS2-in3,并且可以在酸的存在下通过脱水缩合环化反应和叔甲醇与相邻亚芳基的Wittig反应合成芴固化体。通过改变在制备FS2-in2的过程期间使用的芳基卤的类型可以合成多种芴固化体衍生物。通过上述方法合成芴固化体F3P、F4P、F5P和F6P,并且芴固化体F3P至F6P的具体制备方法示于以下制备例3和6中。可以如上所述合成的芴固化体不限于F3P、F4P、F5P和F6P。
制备例3.F3P的合成
4’-氯-N-甲氧基-N-甲基-[1,1’-联苯基]-2-甲酰胺(FS2-int1)的合成:将285ml的1,2-二氯乙烷(DCE)和三氟甲磺酸(2.5ml,28.5mmol)放入含有N-甲氧基-N-甲基苯甲酰胺(9.4g,57mmol)、1-氯-4-碘苯(27.1g,114mmol)、乙酸钯(Pd(OAc)2)(640mg,2.85mmol)和三氟甲磺酸银(AgOTf)(29.3g,114mmol)的烧瓶中。将反应烧瓶浸入80℃下的油浴中并搅拌过夜。将反应溶液用乙酸乙酯稀释,使稀释的产物通过短硅胶柱。通过真空旋转蒸发仪浓缩滤液,然后对余物进行柱纯化以获得14.2g(90%产率)的FS2-int1。
(4-(叔丁基)苯基)(4’-氯-[1,1’-联苯基]-2-基)甲酮(F3-int1)的合成:将50ml四氢呋喃(THF)放入含有1-溴-叔丁基苯(8.0g,29.0mmol)的烧瓶中,并将反应烧瓶浸入干冰-丙酮浴中。向其中缓慢添加nBuLi(在己烷中2.5M,10.5mL,26.2mmol),然后将所得混合物搅拌1小时。接下来,将FS2-int1(5g,18.1mmol)溶解在15ml无水四氢呋喃中,将所得溶液缓慢放入反应烧瓶中并搅拌1小时,移除干冰-丙酮浴,将溶液搅拌12小时。用水终止反应,分离水层,然后用乙酸乙酯(EA)萃取。使用MgSO4干燥有机层并过滤之后,使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂。对余物进行柱纯化以获得5.65g(产率89.5%)的F3-int1。
4-(9-(4-(叔丁基)苯基)-2-氯-9H-芴-9-基)苯甲醛(F3-int3)的合成:将40ml四氢呋喃放入含有1-溴-4-(二乙氧基甲基)苯(5.9g,22.9mmol)的烧瓶中,将反应烧瓶浸入干冰-丙酮浴中。向其中添加nBuLi(在己烷中2.5M,8.3ml,20.8mmol),并将所得混合物在-78℃下搅拌30分钟。将F3-int1(5g,14.3mmol)溶解在20ml四氢呋喃中,将所得溶液缓慢添加至反应烧瓶中。将混合物搅拌过夜,同时温热至室温。用1N HCl(水溶液)终止反应,然后用乙酸乙酯萃取。使用硫酸镁(MgSO4)干燥收集的有机溶液。将余物(粗F3-int2)溶解在二氯甲烷中之后,将反应烧瓶浸入冰浴中。将5.3ml三氟化硼-二乙醚配合物(BF3OEt2)添加至该溶液中,并将所得混合物搅拌2小时。用水终止反应,用二氯甲烷萃取产物。将有机层使用MgSO4干燥并过滤。通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得4.75g(76%的第二步收率)的F3-int3。
9-(4-(叔丁基)苯基)-2-氯-9-(4-乙烯基苯基)-9H-芴(F3P)的合成:将F3-int3(4.6g,10.5mmol)和CH3BrPPh3(7.5g,21mmol)放入四氢呋喃(THF)中,在0℃下向其中添加叔丁醇钾(2.36g,21mmol),并将所得混合物搅拌1小时。用水终止反应,用乙酸乙酯(EA)萃取产物。向收集的有机溶液中添加硫酸镁(MgSO4)并将所得混合物干燥并过滤之后,通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂。对余物进行柱纯化以获得4.24g(产率93%)的F3P。
制备例4至6
使用下表1中描述的化合物合成F4P、F5P和F6P。
[表1]
3.键合有可固化基团的芴的合成方法3(FS3-制备例7和8)
能够合成芴固化体的方法示于上文。可以通过由芳基卤生成芳基锂或芳基卤化镁并将芳基锂或芳基卤化镁添加至2-溴芴酮中来制备FS3-int1。此后,可以通过脱羟基反应和以下反应来合成FS3-P形式。通过改变在制备FS3-int1的过程期间使用的芳基卤的类型可以合成多种芴固化体衍生物。通过上述方法合成芴固化体F7P和F8P,并且芴固化体F7P和F8P的具体制备方法示于以下制备例7和8中。可以如上所述合成的芴固化体不限于F7P和F8P。
制备例7.F7P的合成
2-溴-9-苯基-9H-芴(F7int 2)的合成:将2-溴-9H-芴-9-酮(18.1g,70mmol)溶解在无水四氢呋喃(THF)中。向其中添加苯基溴化镁(在THF中3M,35ml,105mmol),并将所得混合物搅拌20分钟。用NH4Cl(水溶液)终止反应,分离水层,然后用乙酸乙酯(EA)萃取。将有机层用MgSO4干燥,并使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂。将余物(F7int2)溶解在二氯甲烷[DCM]中之后,向其中添加三乙基硅烷(16.8ml,104mmol)和8.4ml三氟乙酸,并将所得混合物在室温下搅拌过夜。通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂,并进行二氧化硅过滤。再次通过真空旋转蒸发仪除去有机溶剂,将余物使用二氯甲烷和己烷重结晶以获得13.4g(产率60%)的F7int 2。
2-溴-9-苯基-9-(4-乙烯基苄基)-9H-芴(F7P)的合成:将含有F7int 2(13.4g,41.7mmol)、4-乙烯基苄基氯(8.4g,50mmol)和80ml二甲基亚砜(DMSO)的烧瓶浸入50℃下的油浴中。向其中添加4ml的50重量%NaOH(水溶液)水溶液,并将所得混合物搅拌过夜。获得通过将反应混合物滴加至400ml水中并使产物沉淀而获得的固体,并将其再次在乙醇中搅拌。将所得产物在真空烘箱中干燥以获得12.6g(产率70%)的F7P。
制备例8.F8P的合成
在制备例7的F7-int1的合成中,使用4-叔丁基苯基溴化镁代替苯基溴化镁来获得7.3g(49%的第三步产率)的F8P。
4.芴-胺衍生物的合成(制备例9、10和11)
制备例9
9-(2,5-二甲基苯基)-N-苯基-9-(4-乙烯基苯基)-9H-芴-2-胺(F2PPA)的合成:将甲苯放入含有F2P(5.55g,12.3mmol)、苯胺(3.44g,36.9mmol)和叔丁醇钠(2.95g,30.75mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(314mg,0.62mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得5.1g(产率90%)的F2PPA。
制备例10和11
使用下表2中描述的化合物合成F1PBPA和F8PBPA。
[表2]
5.化合物A至L的合成例
制备例12.化合物A的合成
化合物A的合成:将甲苯放入含有F1P(1.58g,3.74mmol)、N4,N4’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(572mg,1.7mmol)和叔丁醇钠(980mg,10.2mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(43mg,0.085mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得950mg(产率55%,HPLC纯度99.5%)的化合物A。化合物A的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.71(d,2H),7.65(d,2H),7.42(d,4H),7.35(d,4H),7.27-7.20(m,18H),7.17-7.13(m,4H),7.11-7.06(m,14H),7.03(t,2H),6.70-6.64(dd,2H),5.69(d,2H),5.19(d,2H).
制备例13.化合物B的合成
化合物B的合成:将甲苯放入含有F2P(1.37g,3.03mmol)、N4,N4’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(464mg,1.38mmol)和叔丁醇钠(769mg,8.3mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(36mg,0.085mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得500mg(产率34%,HPLC纯度99.8%)的化合物B。化合物B的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.70(d,2H),7.63(d,2H),7.43(d,4H),7.37(t,2H),7.30-7.20(m,14H),7.15-7.05(m,14H),7.02(t,2H),6.93(s,4H),6.86(s,2H),6.71-6.65(dd,2H),5.70(d,2H),5.20(d,2H),2.15(s,6H),1.57(s,6H).
制备例14.化合物C的合成
化合物C的合成:将甲苯放入含有F7P(1.84g,4.2mmol)、N4,N4’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(673mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(769mg,8.0mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(82mg,0.16mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.1g(产率52%,HPLC纯度99.2%)的化合物C。化合物C的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.51-7.46(m,6H),7.44(d,2H),7.40-7.36(m,2H),7.31-7.23(m,16H),7.23-7.17(m,2H),7.14(d,2H),7.13-7.09(m,8H),7.05-7.01(m,4H),6.97-6.92(m,4H),6.57-6.49(m,2H),6.49(d,4H),5.58(dd,2H),5.10(dt,2H),3.85(d,2H),3.63(d,2H).
制备例15.化合物D的合成
化合物D的合成:将甲苯放入含有F2PPA(2.32g,5.0mmol)、2,2’-二溴-9,9’-螺双[芴](948mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(960mg,10.0mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(72mg,0.14mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.46g(产率59%,HPLC纯度99.2%)的化合物D。化合物D的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.74-7.69(m,4H),7.68-7.63(m,2H),7.62-7.56(m,2H),7.39(td,2H),7.33(ddddd,4H),7.26(tdd,6H),7.19-7.04(m,12H),7.04-6.90(m,14H),6.85(d,2H),6.76-6.68(m,4H),6.65-6.55(m,2H),5.78-5.70(m,2H),5.25(dq,2H),2.16(s,6H),1.57(s,6H).
制备例16.化合物E的合成
化合物E的合成:将甲苯放入含有F1P(1.53g,3.61mmol)、N4,N4’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(801mg,1.64mmol)和叔丁醇钠(946mg,9.84mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(42mg,0.08mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.06g(产率55%,HPLC纯度99.4%)的化合物E。化合物E的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.73(d,2H),7.69(d,2H),7.59(d,4H),7.48(t,8H),7.43(t,4H),7.38-7.30(m,8H),7.28-7.11(m,30H),6.71-6.65(dd,2H),5.69(d,2H),5.20(d,2H).
制备例17.化合物F的合成
化合物F的合成:将甲苯放入含有F3P(1.83g,4.2mmol)、N4,N4’-二苯基-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(673mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(769mg,8mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入100℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(42mg,0.08mmol),并将烧瓶旋转12小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.2g(产率47%,HPLC纯度99.3%)的化合物F。化合物F的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.73(d,2H),7.68(d,2H),7.58(d,4H),7.47(t,8H),7.43(t,4H),7.38-7.21(m,18H),7.17-7.05(m,18H),6.71-6.65(dd,2H),5.69(d,2H),5.20(d,2H),1.35(S,18H).
制备例18.化合物G的合成
化合物G的合成:将甲苯放入含有F8PBPA(2.9g,5.0mmol)、2,7-二溴-9,9-二苯基-9H-芴(952mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(960mg,10.0mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(72mg,0.14mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.7g(产率58%,HPLC纯度99.3%)的化合物G。化合物G的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.82-7.73(m,6H),7.68-7.62(m,18H),7.55-7.34(m,10H),7.34-7.05(m,30H),6.58-6.50(m,2H),6.49(d,4H),5.57(dd,2H),5.11(dt,2H),3.84(d,2H),3.63(d,2H),1.35(s,18).
制备例19.化合物H的合成
H int 1的合成:将甲苯放入含有F7P(5g,11.4mmol)、N-苯基-[1,1’-联苯基]-4-胺(2.8g,11.4mmol)和叔丁醇钠(2.2g,23mmol)的烧瓶中。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(175mg,0.34mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得5.9 g(产率86%)的H int 1。
H int 3的合成:将含有溶解在30ml二甲基甲酰胺[DMF]中的H int 1(5.8g,9.64mmol)的反应烧瓶浸入冰浴中。将N-溴代琥珀酰亚胺[NBS](1.66g,9.3mmol)放入反应烧瓶中,并将所得混合物搅拌过夜。将反应物滴加到500 ml水中,过滤所得混合物以获得粗H int 2。将30ml无水二烷放入含有获得的H int 2、4,4,4’,4’,5,5,5’,5’-八甲基-2,2’-双(1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷)(4.9g,19.3mmol)和乙酸钾(2.84g,29mmol)的烧瓶中。将反应烧瓶浸入80℃下的油浴中,向其中添加Pd(dppf)Cl2·CM(380mg,0.47mmol),并将所得混合物搅拌过夜。通过真空减压使二烷最大限度地蒸发,并使用水和二氯甲烷(DCM)萃取产物。将收集的有机层在MgSO4上干燥并进行柱纯化以获得4.5g(产率67%)的H int 3。
化合物H的合成:将甲苯/EtOH/2 N K2CO3(水溶液)(2v:1v:1v)溶剂放入含有H int3(2.4g,3.3mmol)和1,4-二溴-2,5-二己基苯(0.6g,1.5mmol)的反应烧瓶中。使用真空泵将反应烧瓶脱气。将Pd(PPh3)4(347mg,0.3mmol)放入反应烧瓶中,并将所得混合物搅拌过夜。使用真空减压浓缩器除去EtOH,并用二氯甲烷(DCM)萃取有机物质。将有机层在MgSO4上干燥,然后过滤并进行柱纯化以获得1.57g(产率72%,纯度99.1%)的化合物H。化合物H的NMR测量值如下所示。
1H NMR(H):δ 7.77(s,2H),7.51-7.46(m,6H),7.44(d,2H),7.40-7.37(m,4H),7.32-7.18(m,22H),7.15-7.08(m,14H),7.06-7.01(m,6H),6.57-6.49(m,2H),6.49(d,4H),5.58(dd,2H),5.10(dt,2H),3.85(d,2H),3.63(d,2H),2.80-2.77(m,4H),1.54-1.46(m,4H),1.39-1.27(m,12H),0.90-0.87(m,6H).
制备例20.化合物I的合成
化合物I的合成:将甲苯放入含有F1P(1.78g,4.2mmol)、N4,N4’-二(萘-1-基)-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(873mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(769mg,8.0mmol)的烧瓶中,并且烧瓶用氮气鼓泡。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(82mg,0.16mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.1g(产率49%,HPLC纯度99.0%)的化合物I。化合物I的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.91-7.89(m,2H),7.86(dd,2H),7.80-7.77(m,2H),7.66(dt,2H),7.58(dd,2H),7.50-7.44(m,4H),7.36-7.29(m,12H),7.22-7.11(m,14H),7.09-7.04(m,4H),7.03-6.96(m,10H),6.65(dd,2H),5.68(dd,2H),5.19(dd,2H).
制备例21.化合物J的合成
化合物J的合成:将甲苯放入含有F5P(1.6g,4.2mmol)、N4,N4’-二(萘-1-基)-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(873mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(769mg,8.0mmol)的烧瓶中,并且烧瓶用氮气鼓泡。将含有反应物的烧瓶浸入100℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(82mg,0.16mmol),并将烧瓶旋转12小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.2g(产率53%,HPLC纯度99.1%)的化合物J。化合物J的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.90-7.88(m,2H),7.87(dd,2H),7.79-7.75(m,2H),7.64(dt,2H),7.59(dd,2H),7.49-7.41(m,4H),7.37-7.30(m,12H),7.22-7.11(m,8H),7.09-7.03(m,4H),7.02-6.96(m,6H),6.64(dd,2H),5.67(dd,2H),5.18(dd,2H).
制备例22.化合物K的合成
化合物K的合成:将甲苯放入含有F6P(2.0g,4.2mmol)、N4,N4’-二(萘-1-基)-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺(873mg,2.0mmol)和叔丁醇钠(769mg,8.0mmol)的烧瓶中,并且烧瓶用氮气鼓泡。将含有反应物的烧瓶浸入100℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(82mg,0.16mmol),并将烧瓶旋转12小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.1g(产率43%,HPLC纯度98.8%)的K。化合物K的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.92-7.90(m,2H),7.89(dd,2H),7.80-7.77(m,2H),7.64(dt,2H),7.59(dd,2H),7.49-7.41(m,4H),7.37-7.30(m,12H),7.22-7.12(m,8H),7.09-7.03(m,4H),7.03-6.98(m,6H),6.65(dd,2H),5.67(dd,2H),5.18(dd,2H).
制备例23.化合物L的合成
L int 1的合成:将甲苯放入含有F1PBPA(3.58g,7.0mmol)、4.4’-二溴-1.1’-联苯(2.18g,7.0mmol)和叔丁醇钠(1.34g,14.0mmol)的烧瓶中,并且烧瓶用氮气鼓泡。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(215mg,0.42mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得3.3g(产率63%)的L int 1。
化合物L的合成:将甲苯放入含有L int 1 F2PPA(1.16g,2.5mmol)、L int 1(1.48g,2mmol)和叔丁醇钠(384mg,4.0mmol)的烧瓶中,并且烧瓶用氮气鼓泡。将含有反应物的烧瓶浸入90℃下的油浴中,然后向其中添加Pd(PtBu3)2(31mg,0.06mmol),并将烧瓶旋转1小时。通过向其中添加水来终止反应,用二氯甲烷(DCM)萃取产物,然后在MgSO4上干燥有机层。使用真空旋转蒸发仪除去有机溶剂之后,对余物进行柱纯化以获得1.87g(产率83%,HPLC纯度99.2%)的化合物L。化合物L的NMR测量值如下所示。
1H NMR:δ 7.73-7.67(m,3H),7.62(d,1H),7.59(d,2H),7.49-7.21(m,26H),7.19-7.02(m,17H),6.93(s,2H),6.86(s,1H),6.71-6.65(m,2H),5.71-5.66(m,2H),5.21-5.17(m,2H),2.14(s,3H),1.56(s,3H)
<实验例>
实验例1.薄膜保留率的测量
通过在玻璃上分别旋涂包含重量比(化合物A∶化合物9-2)为8∶2的以下化合物A和下式9-2的2重量%的甲苯涂覆组合物、以及包含比较化合物1和式9-2的2重量%的甲苯涂覆组合物来形成薄膜。将各薄膜在220℃下热处理30分钟,测量各薄膜的UV吸光度。再次将薄膜浸入甲苯中10分钟并干燥,然后测量UV。根据比较浸入之前和之后的UV吸光度的最大峰的大小可以确定薄膜保留率。
在通过使用包含具有直接连接到芴的可固化基团或具有可固化基团的化合物A的涂覆组合物形成的薄膜的情况下,薄膜保留率变为100%。然而,在通过使用包含不具有可固化基团的比较化合物1的涂覆组合物形成的薄膜的情况下,可以确定薄膜完全未被保留。
图2是示出通过使用包含化合物A和作为p掺杂材料的式9-2的涂覆组合物形成的薄膜的膜保留率实验的结果的图。
图3是示出通过使用包含比较化合物1和作为p掺杂材料的式9-2的涂覆组合物形成的薄膜的膜保留率实验的结果的图。在图2和3中,横轴表示波长,纵轴表示光密度(OD)。
实验例2.有机发光器件的制造
ITO基底的准备
将薄薄地涂覆有厚度为的氧化铟锡(ITO)的玻璃基底放入溶解有清洁剂的蒸馏水中并进行超声洗涤。在这种情况下,使用由Fischer Co.制造的产品作为清洁剂,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洗涤30分钟之后,使用蒸馏水重复进行两次超声洗涤10分钟。
用蒸馏水洗涤完成之后,将基底用异丙醇和丙酮溶剂超声洗涤,干燥,然后清洗基底5分钟,并将基底输送到手套箱中。
器件实施例1.
将包含重量比(化合物A:式9-2)为8:2的化合物A和式9-2的1.5重量%的甲苯墨旋涂在透明ITO电极的表面上,并使其经受220℃下的热处理(固化)30分钟,从而使空穴注入层形成至具有30nm的厚度。将α-NPD(N,N-二(1-萘基)-N,N-二苯基-(1,1’-联苯基)-4,4’-二胺)的2重量%的甲苯墨旋涂在以上形成的空穴注入层上,从而使空穴传输层形成至具有40nm的厚度。此后,将透明ITO电极输送到真空沉积设备中,然后在空穴传输层上将重量比(AND:DPAVBi)为20:1的ADN和DPAVBi真空沉积至具有20nm的厚度,从而形成发光层。在发光层上将BCP真空沉积至具有35nm的厚度,从而形成电子注入和传输层。在电子注入和传输层上将LiF和铝依次沉积至分别具有1nm和100nm的厚度,从而形成阴极。
器件实施例2.
以与器件实施例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B代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例3.
以与器件实施例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C代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例4.
以与器件实施例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D代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例5.
以与器件实施例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E代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例6.
以与器件实施例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F代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例7.
以与器件实施例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G代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例8.
以与器件实施例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H代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例9.
以与器件实施例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I代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例10.
以与器件实施例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J代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例11.
以与器件实施例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K代替器件实施例1中的化合物A。
器件实施例12.
以与器件实施例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L代替器件实施例1中的化合物A。
比较例1
以与器件实施例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比较化合物2代替器件实施例1中的化合物A。
[比较化合物2]
在通过使用根据本发明的材料和比较材料制造的各器件中,在10mA/cm2的电流密度下的驱动电压、电流密度、量子效率(QE)和亮度值示于下表3中。T95表示在10mA/cm2的电流密度下从初始亮度(500nit)降低到初始亮度的95%所需的时间。
[表3]
从表3可以确定,与比较例1的那些相比,本申请的实施例1至12具有更低的驱动电压以及更好的效率和使用寿命特性。
Claims (11)
1.一种由下式1表示的基于芴的化合物:
[式1]
在式1中,
L为未经取代或经具有1至20个碳原子的烷基取代的具有6至30个碳原子的亚芳基,
R1和R4彼此相同或不同,并且各自独立地为氢;氘;卤素基团;或者未经取代或经卤素基团取代的具有1至20个碳原子的烷基,
R2、R3、R5和R6各自独立地为氢,
Ar1和Ar2彼此相同或不同,并且各自独立地为具有6至30个碳原子的芳基,
n1和n4各自独立地为0至5的整数,
n2和n6各自独立地为0至4的整数,
n3和n5各自独立地为0至3的整数,
当n1和n4各自为2或更大时,括号中的取代基彼此相同或不同,以及
m1和m2各自为0或1。
3.一种涂覆组合物,包含根据权利要求1或2所述的基于芴的化合物。
4.根据权利要求3所述的涂覆组合物,还包含:
p掺杂材料。
5.根据权利要求4所述的涂覆组合物,其中所述p掺杂材料为F4TCNQ;或包含硼阴离子的化合物。
6.根据权利要求3所述的涂覆组合物,还包含:
含有热固性基团或可光固化基团的单分子;或者
含有能够通过热形成聚合物的端基的单分子。
7.根据权利要求3或4所述的涂覆组合物,其中所述涂覆组合物在250℃或更低下的热处理之后在薄膜保留测试中的薄膜保留率为95%或更大。
8.一种有机发光器件,包括:
第一电极;
第二电极;和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的具有一个或更多个层的有机材料层,
其中所述有机材料层的一个或更多个层包含根据权利要求3所述的涂覆组合物或其固化产物,以及
所述涂覆组合物的所述固化产物呈所述涂覆组合物通过热处理或光处理而固化的状态。
9.根据权利要求8所述的有机发光器件,其中包含所述涂覆组合物或其固化产物的所述有机材料层为空穴传输层、空穴注入层、或者同时传输和注入空穴的层。
10.一种用于制造有机发光器件的方法,所述方法包括:
准备基底;
在所述基底上形成第一电极;
在所述第一电极上形成具有一个或更多个层的有机材料层;以及
在所述有机材料层上形成第二电极,
其中所述有机材料层的形成包括通过使用根据权利要求3所述的涂覆组合物形成具有一个或更多个层的有机材料层。
11.根据权利要求10所述的方法,其中通过使用所述涂覆组合物形成的所述有机材料层的形成包括:
将所述涂覆组合物涂覆在所述第一电极上;以及
使经涂覆的涂覆组合物经受热处理或光处理。
Applications Claiming Priority (3)
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