CN110248930A - 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种有机电致发光化合物以及一种包含其的有机电致发光装置。本公开的有机电致发光化合物具有高玻璃化转变温度，可以将其用于沉积过程中。进一步地，通过包含本公开的有机电致发光化合物，可以提供具有低驱动电压、高发光效率、和/或改进的寿命特征的有机电致发光装置。

Description

有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
技术领域
本公开涉及一种有机电致发光化合物以及一种包含其的有机电致发光装置。
背景技术
电致发光装置(EL装置)是一种自发光装置，其具有的优点在于它提供更宽的视角、更大的对比率和更快的响应时间。第一件有机EL装置是由伊士曼柯达公司(EastmanKodak)于1987年通过使用小的芳香族二胺分子和铝络合物作为用于形成发光层的材料开发的[Appl.Phys.Lett.[应用物理学快报]51,913,1987]。
有机EL装置(OLED)通过向有机发光材料施加电力而将电能转换为光，并且通常包含阳极、阴极和在这两个电极之间形成的有机层。OLED的有机层可以包含空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层(含有主体材料和掺杂剂材料)、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。可以根据功能将有机层中使用的材料分为空穴注入材料、空穴传输材料、电子阻挡材料、发光材料、电子缓冲材料、空穴阻挡材料、电子传输材料、电子注入材料等。在OLED中，通过施加电压将来自阳极的空穴和来自阴极的电子注入到发光层中，并且通过空穴和电子的再结合产生具有高能量的激子。有机发光化合物通过能量移动到激发态并由当有机发光化合物从激发态返回到基态时的能量发射光。
已经持续进行研究以通过使用适合于有机电致发光装置中的各个层的材料来改进有机电致发光装置的性能。
例如，电子传输材料主动地将电子从阴极传输到发光层并抑制未在发光层中再结合的空穴的传输以增加发光层中空穴和电子的再结合机会。因此，使用电子亲和材料作为电子传输材料。具有发光功能的有机金属络合物如Alq3在传输电子方面是优异的，并且因此常规地被用作电子传输材料。然而，Alq3具有的问题在于它移动到其他层并且当用于发射蓝光的装置中时示出色纯度的降低。因此，需要新的电子传输材料，所述新的电子传输材料不具有上述问题、是高度电子亲和的、并且在有机EL装置中快速传输电子以提供具有高发光效率的有机EL装置。
此外，电子缓冲层是能够改善在面板制造过程中当暴露在高温下时装置中电流特征改变而引起发光亮度改变的问题的层。相比于没有电子缓冲层的装置，包含在电子缓冲层中的化合物的特征对于保证稳定性以对抗高温暴露以及保证相似电流特征是重要的。
同时，在驱动过程中在有机电致发光装置内部可能发生高温。如果有机电致发光化合物的玻璃化转变温度(Tg)低，可能发生材料的结晶和聚集，并且因此有机电致发光装置的寿命可能大幅减小。因此，需要能够在高温下耐受热的有机电致发光化合物。
韩国专利申请公开号KR 2013-0108183 A、以及韩国专利号KR 1542714 B1和KR1537499 B1公开了一种化合物，其中被一个或多个芳基取代的三嗪直接键合或通过连接基键合至苯并芴，成为用于有机电致发光装置的电子传输层或电子缓冲层的化合物。然而，所述参考文献没有具体地公开一种化合物，其中被一个或多个芳基取代的三嗪直接键合或通过连接基键合至苯并[b]芴的5号碳位置。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种有机电致发光化合物，其可以有效地产生具有优异的驱动电压和/或发光效率特征的有机电致发光装置。同时或选择性地，本公开的目的是提供一种有机电致发光化合物，其抵抗高温劣化并且因此有助于有机电致发光装置的长寿命。
问题的解决方案
作为提高Tg值(通常是130℃或更高)以抑制有机电致发光化合物的高温劣化的方法，通常已经尝试了通过引入取代基或形成环来提高分子量的方法。然而，本发明的诸位发明人已经意识到，由于沉积温度的提高，此方法具有限制。作为深入研究的结果，本发明的诸位发明人发现，通过控制展示出HUMO(最高占据分子轨道)和LUMO(最低未占据分子轨道)以及伴随的空间位阻效应的取代基的键合位置，可以生产在相同分子量下具有较高Tg值的有机电致发光化合物。
更确切地，本发明的诸位发明人发现以上目的可以通过由下式1表示的有机电致发光化合物来实现：
其中，
X1至X3各自独立地表示CH或N，其前提是X1至X3中的至少一个是N；
Ar1和Ar2各自独立地表示取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；
Ar3和Ar4各自独立地表示氢、氘、卤素、取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、取代或未取代的(5元至30元)杂芳基、取代或未取代的(3元至7元)杂环烷基、或取代或未取代的(C3-C30)环烷基；
L1表示单键、取代或未取代的(C6-C30)亚芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂亚芳基；
R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C3-C30)脂环族环、芳族环、或其组合，所述脂环族环、芳族环、或其组合的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧和硫的杂原子替代；
a表示1至5的整数，并且b表示1至4的整数，其中如果a和b表示2或更大的整数，则每个Ar3和每个Ar4可以是相同或不同的；并且
所述杂(亚)芳基和杂环烷基含有至少一个选自B、N、O、S、Si和P的杂原子。
本发明的有益效果
通过使用根据本公开的有机电致发光化合物，可以生产具有低驱动电压和/或高发光效率特征的有机电致发光装置。同时或选择性地，可能提供一种有机电致发光化合物，其抵抗高温劣化并且因此有助于有机电致发光装置的长寿命。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本公开。然而，以下描述旨在解释本公开，并不意味着以任何方式限制本公开的范围。
本公开中的术语“有机电致发光化合物”意指可以用于有机电致发光装置中、并且可以根据需要包含在构成有机电致发光装置的任何层中的化合物。
本公开中的术语“有机电致发光材料”意指可以用于有机电致发光装置中、并且可以包含至少一种化合物的材料。如有需要，有机电致发光材料可以包含在构成有机电致发光装置的任何层中。例如，有机电致发光材料可以是空穴注入材料、空穴传输材料、空穴辅助材料、发光辅助材料、电子阻挡材料、发光材料、电子缓冲材料、空穴阻挡材料、电子传输材料、或电子注入材料。
本公开的有机电致发光材料可以包含至少一种由式1表示的化合物。由式1表示的化合物可以包含在至少一个构成有机电致发光装置的层中，例如，电子缓冲层和/或电子传输层，但不限于此。当包含在电子缓冲层中时，具有式1的化合物可以作为电子缓冲材料被包含。当包含在电子传输层中时，具有式1的化合物可以作为电子传输材料被包含。
在下文中，将详细地描述由式1表示的化合物。
在以上式1中，X1至X3各自独立地表示CH或N，其前提是X1至X3中的至少一个是N。优选地，X1至X3中的至少两个是N。更优选地，X1至X3的所有都是N。
Ar1和Ar2各自独立地表示取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；优选地各自独立地表示取代或未取代的(C6-C25)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；并且更优选地各自独立地表示未取代的或被一个或多个(C1-C6)烷基或一个或多个(C6-C12)芳基取代的(C6-C25)芳基、或者未取代的或被一个或多个(C6-C12)芳基取代的(5元至20元)杂芳基。根据本公开的一个实施例，Ar1和Ar2可以各自独立地表示苯基、萘基、联苯基、二甲基芴基、二苯基芴基、二甲基苯并芴基、苯基吡啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、或苯基咔唑基。
Ar3和Ar4各自独立地表示氢、氘、卤素、取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、取代或未取代的(5元至30元)杂芳基、取代或未取代的(3元至7元)杂环烷基、或取代或未取代的(C3-C30)环烷基；优选地各自独立地表示氢、取代或未取代的(C6-C20)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；并且更优选地各自独立地表示氢、未取代的(C6-C20)芳基、或未取代的(5元至20元)杂芳基。根据本公开的一个实施例，Ar3和Ar4可以各自独立地表示氢、苯基、萘基、联苯基、或吡啶基。
L1表示单键、取代或未取代的(C6-C30)亚芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂亚芳基；优选地表示单键、取代或未取代的(C6-C20)亚芳基、或者取代或未取代的(5元至20元)杂亚芳基；并且更优选地表示单键、未取代的(C6-C20)亚芳基、或未取代的(5元至20元)杂亚芳基。根据本公开的一个实施例，L1表示单键、亚苯基、亚萘基、亚联苯基、或亚吡啶基。
R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C3-C30)脂环族环、芳族环、或其组合，所述脂环族环、芳族环、或其组合的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧和硫的杂原子替代。优选地，R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C6)烷基、或取代或未取代的(C6-C12)芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C5-C10)脂环族环、芳族环、或其组合。更优选地，R1和R2各自独立地表示未取代的(C1-C6)烷基、或未取代的(C6-C12)芳基；或者彼此连接以形成未取代的环戊烷环。根据本公开的一个实施例，R1和R2可以各自独立地表示甲基或苯基；或彼此连接以形成螺环戊烷结构。
a表示1至5的整数，并且b表示1至4的整数，其中如果a和b表示2或更大的整数，则每个Ar3和每个Ar4可以是相同或不同的。优选地，a和b各自独立地表示1至2的整数，并且更优选地各自独立地表示1。
根据本公开的一个实施例，在以上式1中，X1至X3各自独立地表示CH或N，其前提是X1至X3中的至少两个是N；Ar1和Ar2各自独立地表示取代或未取代的(C6-C25)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；Ar3和Ar4各自独立地表示氢、取代或未取代的(C6-C20)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；L1表示单键、取代或未取代的(C6-C20)亚芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂亚芳基；R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C6)烷基、或取代或未取代的(C6-C12)芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C5-C10)脂环族环、芳族环、或其组合；并且a和b各自独立地表示1至2的整数。
根据本公开的另一个实施例，在以上式1中，X1至X3各自独立地表示N；Ar1和Ar2各自独立地表示未取代的或被(C1-C6)烷基或(C6-C12)芳基取代的(C6-C25)芳基、或者未取代的或被(C6-C12)芳基取代的(5元至20元)杂芳基；Ar3和Ar4各自独立地表示氢、未取代的(C6-C20)芳基、或未取代的(5元至20元)杂芳基；L1表示单键、未取代的(C6-C20)亚芳基、或未取代的(5元至20元)杂亚芳基；R1和R2各自独立地表示未取代的(C1-C6)烷基、或未取代的(C6-C12)芳基；或者彼此连接以形成未取代的环戊烷；并且a和b各自独立地表示1。
在此，“(C1-C30)烷基”意指具有1至30个构成链的碳原子的直链或支链烷基，其中碳原子数优选为1至20、更优选1至10，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”意指具有2至30个构成链的碳原子的直链或支链烯基，其中碳原子数优选为2至20、更优选2至10，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”意指具有2至30个构成链的碳原子的直链或支链炔基，其中碳原子数优选为2至20、更优选2至10，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”意指具有3至30个环骨架碳原子的单环烃或多环烃，其中碳原子数优选为3至20、更优选3至7，并且包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。“(3至7元)杂环烷基”意指具有至少一个选自由B、N、O、S、Si、以及P组成的组，优选地选自由O、S、以及N组成的组的杂原子，以及3至7个环骨架原子、优选5至7个环骨架原子的环烷基，并且包括四氢呋喃、吡咯烷、四氢噻吩(thiolan)、四氢吡喃等。“(C6-C30)(亚)芳基”意指衍生自具有6至30个环骨架碳原子的芳族烃的单环或稠环基团，并且可以是部分饱和的，其中环骨架碳原子数优选是6至25、更优选6至18，包括螺结构，并且包括苯基、联苯基、三联苯基、萘基、联萘基、苯基萘基、萘基苯基、苯基三联苯基、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、苯并菲基、芘基、并四苯基(tetracenyl)、苝基、基、萘并萘基(naphthacenyl)、荧蒽基、螺二芴基等。“(5元至30元)杂(亚)芳基”意指具有至少一个、优选1至4个选自由B、N、O、S、Si、以及P组成的组的杂原子，以及5至30个环骨架原子的芳基；是单环、或与至少一个苯环稠合的稠环；可以是部分饱和的；可以是经由一个或多个单键将至少一个杂芳基或芳基与杂芳基连接而形成的杂(亚)芳基；包括螺结构；并且包括单环型杂芳基，其包括呋喃基、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、呋咱基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等，以及稠环型杂芳基，其包括苯并呋喃基、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、苯并吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、苯并喹唑啉基、喹喔啉基、苯并喹喔啉基、萘啶基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、菲啶基、苯并二氧杂环戊烯基、二氢吖啶基等。“卤素”包括F、Cl、Br、和I。
在此，在表述“取代或未取代的”中，“取代的”意指在某些官能团中的氢原子被另一个原子或官能团(即取代基)取代。Ar1至Ar4、L1、R1、以及R2中的取代的(C1-C30)烷基、取代的(C6-C30)(亚)芳基、取代的(5元至30元)杂(亚)芳基、取代的(3至7元)杂环烷基、取代的(C3-C30)环烷基、以及取代的单环或多环的(C3-C30)脂环族环、芳族环、或其组合的取代基各自独立地是选自下组的至少一种，该组由以下组成：氘；卤素；氰基；羧基；硝基；羟基；(C1-C30)烷基；卤代(C1-C30)烷基；(C2-C30)烯基；(C2-C30)炔基；(C1-C30)烷氧基；(C1-C30)烷硫基；(C3-C30)环烷基；(C3-C30)环烯基；(3元至7元)杂环烷基；(C6-C30)芳氧基；(C6-C30)芳硫基；未取代的或被一个或多个(C6-C30)芳基取代的(5元至30元)杂芳基；未取代的或被一个或多个(5元至30元)杂芳基取代的(C6-C30)芳基；三(C1-C30)烷基甲硅烷基、三(C6-C30)芳基甲硅烷基；二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基甲硅烷基；(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基甲硅烷基；氨基；单-或二-(C1-C30)烷基氨基；未取代的或被一个或多个(C1-C30)烷基取代的单-或二-(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基羰基；(C1-C30)烷氧基羰基；(C6-C30)芳基羰基；二(C6-C30)芳基硼羰基；二(C1-C30)烷基硼羰基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼羰基；(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基；以及(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基；并且优选地各自独立地是(C1-C6)烷基或(C6-C12)芳基。特别地，取代基可以各自独立地是甲基或苯基。
由式1表示的化合物包括以下化合物，但不限于此：
根据本公开的具有式1的化合物可以通过本领域技术人员已知的合成方法来制备。例如，它可以根据以下反应方案来制备。
[反应方案1]
[反应方案2]
其中X1至X3、Ar1至Ar4、L1、R1、R2、a、和b是如在式1中所定义的。
本公开提供了包含具有式1的有机电致发光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。
以上材料可以仅由根据本公开的有机电致发光化合物组成，或者可以进一步包括通常用于有机电致发光材料的常规材料。
根据本公开的有机电致发光装置包括第一电极；第二电极；以及至少一个在第一电极与第二电极之间的有机层。有机层可以包含至少一种具有式1的有机电致发光化合物。
第一电极和第二电极之一可以是阳极，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选自空穴注入层、空穴传输层、空穴辅助层、发光辅助层、电子传输层、电子缓冲层、电子注入层、中间层、空穴阻挡层、以及电子阻挡层的至少一个层。
本公开的具有式1的有机电致发光化合物可以包含在发光层、空穴注入层、空穴传输层、空穴辅助层、发光辅助层、电子传输层、电子缓冲层、电子注入层、中间层、空穴阻挡层、以及电子阻挡层中的一个或多个层中；并且优选地在电子缓冲层和电子传输层中的一个或多个层中。当在电子缓冲层中使用时，本公开的具有式1的有机电致发光化合物可以作为电子缓冲材料被包含。当在电子传输层中使用时，本公开的具有式1的有机电致发光化合物可以作为电子传输材料被包含。
发光层可以包含一种或多种主体以及一种或多种掺杂剂。如果需要，发光层可以包含共主体材料，即，两种或更多种的主体材料中的多种。
本公开中使用的主体是至少一种磷光主体化合物或至少一种荧光主体化合物，并且这些主体化合物不受特别限制。具体地，主体化合物可以是荧光主体化合物，例如由下式11表示的蒽化合物：
其中，
Ar31和Ar32各自独立地表示取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；
Ar33和Ar34各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、取代或未取代的(5元至30元)杂芳基、取代或未取代的(C3-C30)环烷基、取代或未取代的(C1-C30)烷氧基、取代或未取代的(C1-C30)烷基甲硅烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基甲硅烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基甲硅烷基、或-NR41R42；
R41和R42独立地表示氢、取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；或者可以彼此连接以形成单环或多环的(3元至30元)脂环族环或芳族环、或其组合，所述脂环族环或芳族环、或其组合的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧和硫的杂原子替代；并且
rr和ss各自独立地表示1至4的整数，其中如果rr或ss表示2或更大的整数，则每个Ar33或每个Ar34可以是相同或不同的。
由式11表示的化合物包括以下化合物，但不限于此：
本公开中使用的掺杂剂是至少一种磷光掺杂剂化合物或至少一种荧光掺杂剂化合物。具体地，掺杂剂化合物可以是荧光掺杂剂化合物，例如由下式21表示的缩合的多环胺衍生物：
其中，
Ar41表示取代或未取代的(C6-C50)芳基或苯乙烯基；
La表示单键、取代或未取代的(C6-C30)亚芳基、或取代或未取代的(3元至30元)杂亚芳基；
Ar42和Ar43各自独立地表示氢、氘、卤素、取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(3元至30元)杂芳基；或者可以与相邻取代基连接以形成单环或多环的(3元至30元)脂环族环或芳族环、或其组合，所述脂环族环或芳族环、或其组合的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧和硫的杂原子替代；并且
tt表示1或2，其中如果tt表示2，则每个可以是相同或不同的。
优选地，Ar41中的芳基包括取代或未取代的苯基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的芘基、取代或未取代的基、取代或未取代的苯并芴基，螺[芴-苯并芴]等。
由式21表示的化合物包括以下化合物，但不限于此：
此外，本公开提供了一种电子传输材料或电子缓冲材料，其包含具有式1的有机电致发光化合物。
电子缓冲材料是指控制电荷流动的材料。因此，电子缓冲材料可以是例如捕获电子、阻挡电子、或降低电子传输区域与发光层之间的能量势垒的材料。在有机电致发光装置中，电子缓冲材料可以用于电子缓冲层、或可以被包含在另一个区域例如电子传输区域或发光层中，其中在有机电致发光装置中电子缓冲层被置于发光层与电子传输区域之间、或电子传输区域与第二电极之间。电子缓冲材料可以进一步包含通常用于制造有机电致发光装置的常规材料。
此外，如果具有式1的有机电致发光化合物用作电子传输材料，所述电子传输材料可以仅由具有式1的有机电致发光化合物组成，或者可以进一步包括包含在电子传输材料中的常规材料。
在根据本公开的有机电致发光装置中，有机层可以进一步包含至少一种选自由基于芳基胺的化合物以及基于苯乙烯基芳基胺的化合物组成的组的化合物。
此外，在根据本公开的有机电致发光装置中，有机层可以进一步包含至少一种选自由以下组成的组的金属：周期表的第1族的金属、第2族的金属、第4周期的过渡金属、第5周期的过渡金属、镧系元素和d-过渡元素的有机金属，或至少一种包含所述金属的络合化合物。
此外，根据本公开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来发射白光，所述发光层除了根据本公开的化合物之外还包含本领域已知的发射蓝光的化合物、发射红光的化合物或发射绿光化合物。此外，如果需要，可以在装置中进一步包含黄色或橙色发光层。
在根据本公开的有机电致发光装置中，至少一个层(下文中，“表面层”)优选地被放置在一个或两个电极的一个或多个内表面上；选自硫属化物层、金属卤化物层和金属氧化物层。具体地，硅或铝的硫属化物(包括氧化物)层优选地被放置在发光介质层的阳极表面上，并且金属卤化物层或金属氧化物层优选地被放置在发光介质层的阴极表面上。这种表面层为有机电致发光装置提供运行稳定性。优选地，所述硫属化物包括SiOX(1≤X≤2)、AlOX(1≤X≤1.5)、SiON、SiAlON等；所述金属卤化物包括LiF、MgF2、CaF2、稀土金属氟化物等；并且所述金属氧化物包括Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等。
在阳极与发光层之间可以使用空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、或其组合。空穴注入层可以是多层以降低从阳极到空穴传输层或电子阻挡层的空穴注入势垒(或空穴注入电压)，其中每个多层可以同时使用两种化合物。空穴传输层或电子阻挡层也可以是多层。
可以在发光层与阴极之间使用电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、或其组合。电子缓冲层可以是多层以控制电子的注入并改进发光层与电子注入层之间的界面特性，其中每个多层可以同时使用两种化合物。空穴阻挡层或电子传输层也可以是多层，其中每个多层可以使用多种化合物。
可以将发光辅助层放置在阳极与发光层之间，或者放置在阴极与发光层之间。当将发光辅助层放置在阳极与发光层之间时，它可以用于促进空穴注入和/或空穴传输，或用于防止电子溢出。当将发光辅助层放置在阴极与发光层之间时，它可以用于促进电子注入和/或电子传输，或用于防止空穴溢出。而且，可以将空穴辅助层放置在空穴传输层(或空穴注入层)与发光层之间，并且可以有效地促进或阻挡空穴传输速率(或空穴注入速率)，从而使得能够控制电荷平衡。进一步地，可以将电子阻挡层放置在空穴传输层(或空穴注入层)与发光层之间，并且可以通过阻挡电子从发光层溢出将激子限制在发光层内以防止发光泄漏。当有机电致发光装置包括两个或更多个空穴传输层时，进一步包括的空穴传输层可以用作空穴辅助层或电子阻挡层。空穴辅助层和电子阻挡层可以具有提高有机电致发光装置的效率和/或寿命的作用。
优选地，在本公开的有机电致发光装置中，可以将电子传输化合物和还原性掺杂剂的混合区域，或空穴传输化合物和氧化性掺杂剂的混合区域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成阴离子，并且因此从混合区域向发光介质注入并且传输电子变得更容易。此外，空穴传输化合物被氧化成阳离子，并且因此从混合区域向发光介质注入并且传输空穴变得更容易。优选地，氧化性掺杂剂包括各种路易斯酸和受体化合物；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射白光的发光层的有机EL装置。
为了形成构成本公开的有机电致发光装置的每个层，可以使用干法成膜方法如真空沉积、溅射、等离子体、离子电镀方法等，或湿法成膜方法如旋涂、浸涂、流涂方法等。当形成本公开的第一和第二主体化合物的膜时，使用共蒸发或混合蒸发方法。
当使用湿法成膜方法时，通过将构成每个层的材料溶解或分散在合适的溶剂(如乙醇、氯仿、四氢呋喃、二噁烷等)中来形成薄膜。所述溶剂不受特别限制，只要构成每个层的材料在溶剂中是可溶的或可分散的，其不会在形成膜时引起任何问题。
通过使用本公开的有机电致发光装置，可以生产例如用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV或车辆的显示装置，或照明装置例如室内或室外照明装置。
在下文中，将参考本公开的代表性化合物详细说明本公开的化合物的制备方法、化合物的物理特性、以及包含所述化合物的有机电致发光装置的发光特性。然而，本公开不受限于以下实例。
实例1：化合物C-2的制备
化合物1-1的制备
在反应器中，将3g的11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴(12mmol)溶解在50mL的二氯甲烷中。在0℃下将1.3g的溴(16mmol)溶解在10mL的二氯甲烷中，并且添加至反应混合物中。将反应混合物在室温下搅拌2小时。将反应溶液用二氯甲烷稀释并且用蒸馏水洗涤。用硫酸镁干燥萃取的有机层，并通过旋转蒸发器除去溶剂。过滤沉淀的固体并且用冷的甲醇洗涤以获得1.8g的化合物1-1(产率：45％)。
还可以通过以下方法制备化合物1-1。
将1.3g的11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴(5mmol)、10mL的二甲基甲酰胺(DMF)、以及1.23g的N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)(7mmol)引入反应器中并且在室温下搅拌过夜。将反应溶液用乙酸乙酯(EA)稀释并且用蒸馏水洗涤。用硫酸镁干燥萃取的有机层，并通过旋转蒸发器除去溶剂。过滤沉淀的固体并且用冷的甲醇洗涤以获得620g的化合物1-1(产率：36％)。
化合物1-2的制备
将20g的化合物1-1(62mmol)、24g的双(频哪醇合)二硼(93mmol)、2.2g的二氯(三苯基膦)钯(3.1mmol)、15g的乙酸钾(155mmol)、以及310mL的1,4-二噁烷引入反应器中，并且在120℃下搅拌20小时。在反应完成之后，将反应混合物冷却至室温，并且通过硅藻土过滤器除去固体。通过旋转蒸发器除去溶剂。通过柱色谱法纯化残余物，以获得14g的化合物1-2(产率：61％)。
化合物C-2的制备
将11g的化合物1-2(30mmol)、10g的化合物1-4(30mmol)、1.7g的四(三苯基膦)钯(1.5mmol)、10g的碳酸钾(74mmol)、80mL的甲苯、以及40mL的乙醇引入反应器中，并且将40mL的蒸馏水添加至反应混合物中并且在120℃下搅拌7小时。在反应完成之后，通过旋转蒸发器除去甲苯和乙醇。用二氯甲烷和蒸馏水萃取有机层，并且然后用硫酸镁干燥。通过旋转蒸发器除去溶剂。通过柱色谱法纯化残余物，以获得6.9g的化合物C-2(产率：42％)。
实例2：化合物C-22的制备
将12g的化合物1-1(37mmol)、16g的化合物2-1(37mmol)、2.1g的四(三苯基膦)钯(1.9mmol)、10g的碳酸钾(74mmol)、150mL的甲苯、以及74mL的乙醇引入反应器中，并且将74mL的蒸馏水添加至反应混合物中并且在80℃下搅拌18小时。在反应完成之后，通过旋转蒸发器除去溶剂。用二氯甲烷和蒸馏水萃取有机层，并且然后用硫酸镁干燥。通过旋转蒸发器除去溶剂。通过柱色谱法纯化残余物，以获得11g的化合物C-22(产率：54％)。
根据本公开的化合物与常规化合物之间的玻璃化转变温度(Tg)的比较
为了分析有机电致发光化合物的耐热性，测量了根据本公开的化合物和常规化合物的玻璃化转变温度。通过以下方法测量玻璃化转变温度。
以10K/min加热样品，并且将转变的中点定义为玻璃化转变温度(Tg)。通过差示扫描量热法(型号Q2000，TA仪器公司(TA Instruments))测量玻璃化转变温度。
测量结果在下表1中示出。
[表1]
从表1可以看出，根据本公开的化合物(化合物C-2和C-22)具有比具有相同分子量的常规化合物(参考-1、2、和4)更高的玻璃化转变温度。此外，据测量根据本公开的化合物具有比具有更高分子量的常规化合物(参考-5)高约15℃的玻璃化转变温度。也就是说，根据本公开的有机电致发光化合物在驱动有机电致发光装置期间在高温下没有引起结晶和聚集，因而有助于改善有机电致发光装置的寿命。
对比实例1：包含常规化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
生产包含常规化合物的有机发光二极管(OLED)装置。将用于OLED装置的玻璃基底上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)(日本吉奥马公司(Geomatec,Japan))经受依次用丙酮和异丙醇进行的超声洗涤，并且然后储存在异丙醇中。然后，将所述ITO基底安装在真空气相沉积设备的基底夹持件上。将化合物HI-1引入所述真空气相沉积设备的小室(cell)中，并且然后将所述设备的腔室中的压力控制到10-7托。其后，向小室施加电流以蒸发以上引入的材料，从而在所述ITO基底上形成具有60nm厚度的第一空穴注入层。然后将化合物HI-2引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第一空穴注入层上形成具有5nm厚度的第二空穴注入层。将化合物HT-1引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第二空穴注入层上形成具有20nm厚度的第一空穴传输层。将化合物HT-2引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第一空穴传输层上形成具有5nm厚度的第二空穴传输层。在形成空穴注入层和空穴传输层之后，然后如下沉积发光层。将化合物H-15作为主体引入真空气相沉积设备的一个小室中，并将化合物D-38作为掺杂剂引入另一个小室中。两种材料以不同的速率蒸发并以基于主体和掺杂剂的总量为2wt％的掺杂量沉积，以在第二空穴传输层上形成具有20nm厚度的发光层。然后将化合物参考-4和化合物EI-1引入另外两个小室中，同时以1:1的速率蒸发，并且沉积以在发光层上形成具有35nm厚度的电子传输层。接下来，在电子传输层上将化合物EI-1沉积为具有2nm厚度的电子注入层之后，通过另一真空气相沉积设备在电子注入层上沉积具有80nm厚度的Al阴极。由此，生产了OLED装置。用于生产OLED装置的所有材料在10-6托下通过真空升华来纯化。
下表2中提供了生产的OLED装置的基于1,000尼特亮度的驱动电压、发光效率、以及色坐标。
装置实例1和2：包含根据本公开的化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
在装置实例1和2中，除了使用下表2中示出的电子传输材料作为电子传输材料之外，以与对比实例1中相同的方式生产OLED装置。在下表2中提供了装置实例1和2的OLED装置的基于1,000尼特亮度的驱动电压、发光效率、以及色坐标。
[表2]
从以上表2中可以看出，相比于包含常规化合物的有机电致发光装置，包含本公开的化合物的有机电致发光装置具有更低的驱动电压和更高的发光效率。
对比实例2：包含常规化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
生产包含常规化合物的有机发光二极管(OLED)装置。将用于OLED装置的玻璃基底上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)(日本吉奥马公司)经受依次用丙酮和异丙醇进行的超声洗涤，并且然后储存在异丙醇中。然后，将所述ITO基底安装在真空气相沉积设备的基底夹持件上。将化合物HI-1引入所述真空气相沉积设备的小室中，并且然后将所述设备的腔室中的压力控制到10-7托。其后，向小室施加电流以蒸发以上引入的材料，从而在所述ITO基底上形成具有60nm厚度的第一空穴注入层。然后将化合物HI-2引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第一空穴注入层上形成具有5nm厚度的第二空穴注入层。将化合物HT-1引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第二空穴注入层上形成具有20nm厚度的第一空穴传输层。将化合物HT-2引入所述真空气相沉积设备的另一个小室中，并通过向小室施加电流使其蒸发，从而在第一空穴传输层上形成具有5nm厚度的第二空穴传输层。在形成空穴注入层和空穴传输层之后，然后如下沉积发光层。将化合物H-15作为主体引入真空气相沉积设备的一个小室中，并将化合物D-38作为掺杂剂引入另一个小室中。两种材料以不同的速率蒸发并以基于主体和掺杂剂的总量为2wt％的掺杂量沉积，以在第二空穴传输层上形成具有20nm厚度的发光层。沉积化合物参考-2作为电子缓冲材料，以在发光层上形成具有5nm厚度的电子缓冲层。将化合物ET-1作为电子传输材料引入所述真空气相沉积设备的一个小室中，并且蒸发以在电子缓冲层上形成具有30nm厚度的电子传输层。接下来，在电子传输层上将化合物EI-1沉积为具有2nm厚度的电子注入层之后，通过另一真空气相沉积设备在电子注入层上沉积具有80nm厚度的Al阴极。由此，生产了OLED装置。用于生产OLED装置的所有材料在10-6托下通过真空升华来纯化。
下表3中提供了生产的OLED装置的基于1,000尼特亮度的驱动电压、发光效率、以及色坐标。
装置实例3：包含根据本公开的化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
在装置实例3中，除了使用下表3中示出的电子缓冲材料作为电子缓冲材料之外，以与对比实例2中相同的方式生产OLED装置。在下表3中提供了装置实例3的OLED装置的基于1,000尼特亮度的驱动电压、发光效率、以及色坐标。
[表3]
从以上表3中可以看出，相比于包含常规化合物的有机电致发光装置，包含本公开的化合物的有机电致发光装置具有更低的驱动电压和更高的发光效率。
对比实例3：包含常规化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
在对比实例3中，除了使用化合物H-34作为发光层的主体、以及使用下表4中示出的电子传输材料作为电子传输材料之外，以与对比实例1中相同的方式生产OLED装置。下表4中提供了对比实例3的OLED装置的基于1,000尼特的亮度的驱动电压和色坐标，以及基于2,000尼特的亮度从亮度的100％降低到85％所花费的时间(寿命；T85)。
装置实例4：包含根据本公开的化合物的发射蓝光的OLED装置的生产
在装置实例4中，除了使用下表4中示出的电子传输材料作为电子传输材料之外，以与对比实例3中相同的方式生产OLED装置。下表4中提供了装置实例4的OLED装置的基于1,000尼特的亮度的驱动电压和色坐标，以及基于2,000尼特的亮度从亮度的100％降低到85％所花费的时间(寿命；T85)。
[表4]
表4示出了相比于包含常规化合物的有机电致发光装置，包含本公开的化合物的有机电致发光装置具有更低的驱动电压和更好的寿命特征。
[表5]在装置实例和对比实例中使用的化合物

Claims (9)

1.一种有机电致发光化合物，其由下式1表示：
其中，
X1至X3各自独立地表示CH或N，其前提是X1至X3中的至少一个是N；
Ar1和Ar2各自独立地表示取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；
Ar3和Ar4各自独立地表示氢、氘、卤素、取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、取代或未取代的(5元至30元)杂芳基、取代或未取代的(3元至7元)杂环烷基、或取代或未取代的(C3-C30)环烷基；
L1表示单键、取代或未取代的(C6-C30)亚芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂亚芳基；
R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C30)烷基、取代或未取代的(C6-C30)芳基、或取代或未取代的(5元至30元)杂芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C3-C30)脂环族环、芳族环、或其组合，所述脂环族环、芳族环、或其组合的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧和硫的杂原子替代；
a表示1至5的整数，并且b表示1至4的整数，其中如果a和b表示2或更大的整数，则每个Ar3和每个Ar4可以是相同或不同的；并且
所述杂(亚)芳基和杂环烷基含有至少一个选自B、N、O、S、Si和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，Ar1至Ar4、L1、R1、以及R2中的取代的(C1-C30)烷基、取代的(C6-C30)(亚)芳基、取代的(5元至30元)杂(亚)芳基、取代的(3至7元)杂环烷基、取代的(C3-C30)环烷基、以及取代的单环或多环的(C3-C30)脂环族环、芳族环、或其组合的取代基各自独立地是选自下组的至少一种，该组由以下组成：氘；卤素；氰基；羧基；硝基；羟基；(C1-C30)烷基；卤代(C1-C30)烷基；(C2-C30)烯基；(C2-C30)炔基；(C1-C30)烷氧基；(C1-C30)烷硫基；(C3-C30)环烷基；(C3-C30)环烯基；(3元至7元)杂环烷基；(C6-C30)芳氧基；(C6-C30)芳硫基；未取代的或被一个或多个(C6-C30)芳基取代的(5元至30元)杂芳基；未取代的或被一个或多个(5元至30元)杂芳基取代的(C6-C30)芳基；三(C1-C30)烷基甲硅烷基、三(C6-C30)芳基甲硅烷基；二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基甲硅烷基；(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基甲硅烷基；氨基；单-或二-(C1-C30)烷基氨基；未取代的或被一个或多个(C1-C30)烷基取代的单-或二-(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基羰基；(C1-C30)烷氧基羰基；(C6-C30)芳基羰基；二(C6-C30)芳基硼羰基；二(C1-C30)烷基硼羰基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼羰基；(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基；以及(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中，
X1至X3各自独立地表示CH或N，其前提是X1至X3中的至少两个是N；
Ar1和Ar2各自独立地表示取代或未取代的(C6-C25)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；
Ar3和Ar4各自独立地表示氢、取代或未取代的(C6-C20)芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂芳基；
L1表示单键、取代或未取代的(C6-C20)亚芳基、或取代或未取代的(5元至20元)杂亚芳基；
R1和R2各自独立地表示取代或未取代的(C1-C6)烷基、或取代或未取代的(C6-C12)芳基；或彼此连接以形成取代或未取代的、单环或多环的(C5-C10)脂环族环、芳族环、或其组合；并且
a和b各自独立地表示1至2的整数。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中，
X1至X3各自独立地表示N；
Ar1和Ar2各自独立地表示未取代的或被一个或多个(C1-C6)烷基或一个或多个(C6-C12)芳基取代的(C6-C25)芳基、或者未取代的或被一个或多个(C6-C12)芳基取代的(5元至20元)杂芳基；
Ar3和Ar4各自独立地表示氢、未取代的(C6-C20)芳基、或未取代的(5元至20元)杂芳基；
L1表示单键、未取代的(C6-C20)亚芳基、或未取代的(5元至20元)杂亚芳基；
R1和R2各自独立地表示未取代的(C1-C6)烷基、或未取代的(C6-C12)芳基；或者彼此连接以形成未取代的环戊烷环；并且
a和b各自独立地表示1。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光化合物，其中，式1是选自下组的至少一种，该组由以下组成：
6.一种有机电致发光材料，其包含根据权利要求1所述的有机电致发光化合物。
7.一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。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光装置，其中，所述有机电致发光化合物包括在电子缓冲层和电子传输层的至少一个中。
9.一种显示装置，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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