CN110869364A - 有机化合物及利用其的有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供热稳定性、电子传输能力和发光能力等优异的新型有机化合物及包含其的有机电致发光元件,通过将上述有机化合物用于有机电致发光元件的有机物层,从而能够提高元件的热稳定性、发光效率、驱动电压、寿命等。

Description

有机化合物及利用其的有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及新型的有机化合物及利用其的有机电致发光元件,更详细而言,涉及热稳定性和电子传输能力优异的化合物以及通过将该化合物添加于一层以上的有机物层从而发光效率、驱动电压、寿命等特性提高了的有机致电发光元件。
背景技术
关于有机电致发光元件(以下,称为“有机EL元件”),如果在两个电极之间施加电压,则空穴会从阳极注入至有机物层,电子会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),当该激子跃迁至基态时,会发出光。此时,用于有机物层的物质根据其功能可分为发光物质、空穴注入物质、空穴传输物质、电子传输物质、电子注入物质等。
有机EL元件的发光物质根据发光颜色可以分为蓝色、绿色、红色发光物质。此外,作为用于呈现更加自然的颜色的发光物质,也使用黄色和橙色发光物质。此外,为了色纯度的增加和通过能量转移的发光效率的增大,作为发光物质,可以使用主体/掺杂物体系。掺杂物质可以分为使用有机物质的荧光掺杂物和使用包含Ir、Pt等重原子(heavy atoms)的金属配位化合物的磷光掺杂物。由于这样的磷光材料的开发与荧光相比理论上能够提高高达4倍的发光效率,因此不仅是磷光掺杂物,磷光主体材料也受到关注。
迄今为止,作为空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层,以下化学式所表示的NPB、BCP、Alq3等广为熟知,作为发光物质,报告了蒽衍生物作为荧光掺杂物/主体材料。特别是,从提高效率方面考虑,发光物质中,作为磷光材料,已知Firpic、Ir(ppy)3、(acac)Ir(btp)2等包含Ir的金属配位化合物,它们已作为蓝色、绿色、红色掺杂材料而得到使用。目前,CBP作为磷光主体材料表现出优异的特性。
然而,以往的物质虽然发光特性良好,但是玻璃化转变温度低,热稳定性非常差,因此在有机EL元件的寿命方面无法达到令人满意的水平。因而,需要开发不仅具有优异的发光性能还具有优异的热稳定性的新的发光物质。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于,提供玻璃化转变温度高、电子传输能力和发光能力优异而能够用于形成有机电致发光元件的有机物层(比如,发光层)的新型有机化合物。
此外,本发明的另一目的在于,提供包含上述有机化合物而发挥低驱动电压、高发光和电流效率、高热稳定性以及长寿命特性的有机电致发光元件。
解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明提供以下化学式1所表示的化合物:
[化学式1]
Figure BDA0002354132420000021
(上述化学式1中,
Z1至Z3彼此相同或不同,各自独立地为N或C(R1),其中,Z1至Z3中的至少一个为N,
此时,当上述C(R1)为多个时,多个R1彼此相同或不同,各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组;
L1至L3彼此相同或不同,各自独立地为单键、或者选自由C6~C18的亚芳基和原子核数5至18个的亚杂芳基组成的组;
Ar1选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组;
A和B彼此相同或不同,各自独立地选自由以下化学式2所表示的非对称结构的取代物、化学式3所表示的非对称结构的取代物、化学式4所表示的取代物和化学式5所表示的取代物组成的组,
其中,A和B中的至少一个为以下化学式2所表示的非对称结构的取代物或化学式3所表示的非对称结构的取代物,
[化学式2]
Figure BDA0002354132420000031
[化学式3]
Figure BDA0002354132420000032
[化学式4]
Figure BDA0002354132420000033
[化学式5]
Figure BDA0002354132420000034
上述化学式2至5中,
*为分别与化学式1的L2或L3连接的部位,
a、c、e、g和h各自为0至4的整数,b、d和f各自为0至3的整数,其中,c+d为0≤c+d≤,
此时,多个R2各自彼此相同或不同,多个R3各自彼此相同或不同,多个R4各自彼此相同或不同,多个R5各自彼此相同或不同,多个R6各自彼此相同或不同,多个R7各自彼此相同或不同,多个R8各自彼此相同或不同,多个R9各自彼此相同或不同,多个R10各自彼此相同或不同,多个R11各自彼此相同或不同,
R2至R11彼此相同或不同,各自独立地选自由氘、卤素基、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基组成的组,或者与相邻的基团结合而形成缩合环;
上述L1至L3的亚芳基和亚杂芳基以及上述Ar1、R1至R11的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、烷基膦基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳基胺基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代,此时,当取代基为多个时,多个取代基彼此相同或不同)。
此外,本发明提供包含阳极、阴极以及介于上述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层的有机电致发光元件,上述一层以上的有机物层中的至少一层包含上述化学式1所表示的有机化合物。
这里,上述一层以上的有机物层包含发光层,上述发光层包含上述化学式1所表示的有机化合物。
发明效果
本发明的化学式1的化合物的电子传输能力、发光性能和热稳定性优异,因此能够作为有机电致发光元件的有机物层材料(比如,发光层的主体材料)使用。
此外,本发明的有机电致发光元件包含上述化合物作为发光层的主体材料,与包含以往的主体材料的有机电致发光元件相比,发光性能优异,驱动电压低,效率和热稳定性高,具有长寿命,因此能够提高全彩色显示器面板的性能和寿命。
具体实施方式
以下,对本发明进行说明。
<新型有机化合物>
本发明的有机化合物的特征在于,其是具有在六元的含氮(N)芳香族杂环部分导入两个咔唑衍生物而成的基本结构,且上述两个咔唑衍生物中的至少一个为在咔唑基本骨架的3号(或6号)位导入有苯基的非对称结构的咔唑衍生物的化合物,由上述化学式1表示。在有机电致发光元件包含这样的化学式1的化合物的情况下,元件的驱动电压低,发光和电流效率以及热稳定性高,具有长寿命。这里,咔唑基本骨架的碳或氮的位置编号如下。
Figure BDA0002354132420000051
具体而言,上述化学式1所表示的化合物中,六元的含N芳香族杂环部分是拉电子性强的部分。在这样的部分导入有两个咔唑衍生物的情况下,由于上述咔唑衍生物为供电子性强的供电子基团(electron donating group,EDG),因此分子整体具有双极(bipolar)特性。因而,将本发明的化合物作为OLED的有机物层材料、优选作为主体材料使用的情况下,上述化合物能够提高发光层内空穴与电子的结合力,由此能够提高有机电致发光元件的发光特性。
此外,通过在上述六元的含N芳香族杂环部分导入两个咔唑衍生物,从而载流子的平衡优异而激子生成优异,因此适合于发光层。此外,上述化学式1的化合物通过包含两个咔唑衍生物,从而与掺杂物的LUMO能级差异小,因此向掺杂物的能量传递高而能够改善元件的发光效率,且提高元件的耐久性和稳定性而能够有效增加元件的寿命。
进一步,上述化学式1的化合物中,两个咔唑衍生物中的至少一个为非对称结构的咔唑衍生物。这里,上述非对称结构的咔唑衍生物因在咔唑基本骨架的3号(或6号)位导入苯基而具有非对称结构,通过用苯基阻断(blocking)作为活性部位(active site)的3号(或6号)位,从而与导入有其他芳基(例如,联苯基、萘基等)的情况相比,能够将有机电致发光元件的热稳定性以及电化学稳定性同时提高而改善元件的寿命。
如此,由于上述化学式1所表示的化合物的发光特性优异,因此能够用作作为有机电致发光元件的有机物层的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层中的任一层的材料,优选作为发光层材料使用,更优选作为磷光绿色主体(PGH)使用。
由此,包含上述化学式1所表示的化合物的有机电致发光元件能够大幅提高性能和寿命特性,应用了这样的有机电致发光元件的全彩色有机发光面板的性能也能够被最大化。
本发明的化学式1所表示的化合物中,Z1至Z3彼此相同或不同,各自独立地为N或C(R1),其中,Z1至Z3中的至少一个为N。
例如,上述Z1至Z3均可以为N。该情况下,与Z1至Z3中的一个为N、或者Z1至Z3中的两个为N的情况相比,发光层内载流子(空穴/电子)的平衡优异而能够提高有机电致发光元件的发光特性。
此时,当上述C(R1)为多个时,多个R1彼此相同或不同,各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组。具体而言,多个R1可以选自由氢、氘(D)、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基(更具体为C1~C12的烷基)、C6~C60的芳基(更具体为C6~C20的芳基)和原子核数5至60的杂芳基(更具体为原子核数5至20的杂芳基)组成的组。此时,杂环烷基和杂芳基各自包含选自由N、S、O和Se组成的组中的一个以上的杂原子。
此外,L1至L3为2价(divalent)的连接基团(Linker),彼此相同或不同,各自独立地为单键,或者选自由C6~C18的亚芳基和原子核数5至18个的亚杂芳基组成的组。具体而言,上述L1至L3彼此相同或不同,各自独立地可以为单键,或者选自由C6~C18的亚芳基组成的组。此时,上述亚杂芳基包含选自由N、S、O和Se组成的组中的一个以上的杂原子。
作为一例,上述L1至L3彼此相同或不同,各自独立地可以为单键或亚苯基。
此外,Ar1选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组。具体而言,上述Ar1可以选自由氢、氘(D)、C6~C60的芳基和原子核数5至60个的杂芳基组成的组。更具体而言,可以选自由C6~C30的芳基和原子核数5至30个的杂芳基组成的组。上述杂环烷基和杂芳基各自包含选自由N、S、O和Se组成的组中的一个以上的杂原子。
作为一例,上述Ar1可以为选自由以下取代基S1至S8组成的组中的取代基。
Figure BDA0002354132420000071
此外,A和B彼此相同或不同,各自独立地选自由上述化学式2所表示的非对称结构的取代物、化学式3所表示的非对称结构的取代物、化学式4所表示的取代物和化学式5所表示的取代物组成的组,其中,A和B中的至少一个为上述化学式2或3所表示的非对称结构的取代物。
根据一例,A和B彼此相同或不同,各自独立地可以选自由上述化学式2所表示的非对称结构的取代物、化学式3所表示的非对称结构的取代物、化学式4所表示的取代物和化学式5所表示的取代物组成的组,其中,A和B中的至少一个可以为上述化学式2所表示的非对称结构的取代物。
根据另一例,上述A可以为上述化学式2所表示的非对称结构的取代物,B可以为选自由上述化学式2所表示的非对称结构的取代物、化学式4所表示的取代物和化学式5所表示的取代物组成的组中的取代物。
上述化学式2至5中,*表示分别与化学式1的L2或L3连接的部位。
例如,在上述化学式2和5所表示的取代物的情况下,咔唑基本骨架的9号位(N位)的氮与化学式1的L1或L2连接。上述化学式3所表示的取代物中,咔唑基本骨架的1号、2号、4号~8号位的碳中的任一个碳(具体为6号或7号位的碳)与化学式1的L1或L2的碳或杂原子连接。上述化学式4所表示的取代物中,咔唑基本骨架的1号~4号位的碳中的任一个碳(具体为2号或3号位的碳)与化学式1的L1或L2的碳或杂原子连接。
具体而言,作为上述化学式3所表示的取代物的例子,有以下化学式3a所表示的取代物、以下化学式3b所表示的取代物等,作为上述化学式4所表示的取代物的例子,有以下化学式4a所表示的取代物、以下化学式4b所表示的取代物等,但不限定于此。
[化学式3a]
Figure BDA0002354132420000081
[化学式3b]
Figure BDA0002354132420000091
[化学式4a]
Figure BDA0002354132420000092
[化学式4b]
Figure BDA0002354132420000093
(上述化学式3a、3b、4a和4b中,
R4~R9、c、d、e、f和*各自与上述化学式3、4中的定义相同)
上述化学式2至5中,a、c、e、g和h各自为0至4的整数,b、d和f各自为0至3的整数,其中,c+d为0至6的整数。
此时,当上述a、b、c、d、e、f和g各自为0时,意味着氢未被各取代基(R2至R11)取代,当a、c、e、g和h各自为1至4的整数时以及当b、d和f各自为1至3时,意味着氢未被各取代基(R2至R11)取代。
当上述a、c、e、g和h各自为1至4的整数时和/或当b、d和f各自为1至3时,多个R2至多个R11彼此相同或不同,各自独立地选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组,或者与相邻的基团结合而形成缩合环。具体而言,多个R2至多个R11彼此相同或不同,各自独立地可以选自由氘和C6~C60的芳基组成的组。更具体而言,多个R2至多个R11彼此相同或不同,各自独立地可以选自由C6~C30的芳基组成的组。作为例子,多个R2至多个R11彼此相同或不同,各自独立地可以为苯基或联苯基。此时,上述化学式2中,在a为1以上的整数,一个以上的R2中的一个存在于咔唑基本骨架的6号位的情况下,优选排除上述R2为苯基的情况。此外,化学式3中,在c为1以上的整数,一个以上的R5中的一个存在于咔唑基本骨架的6号位的情况下,优选排除上述R5为苯基的情况。
上述化学式1中,上述L1至L3的亚芳基和亚杂芳基以及上述Ar1和R1至R11的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、烷基膦基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳基胺基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代,具体而言,各自独立地可以被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1~C21的烷基、C6~C30的芳基和原子核数5至30个的杂芳基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代。此时,当上述取代基为多个时,多个取代基彼此相同或不同。
根据本发明的一例,上述化学式1所表示的化合物可以为以下化学式6所表示的化合物。
[化学式6]
Figure BDA0002354132420000111
(上述化学式6中,
L1至L3、Ar1、R2、R3、a和b各自与上述化学式1中的定义相同,
B为上述化学式2至5所表示的取代物中的一种)。
根据本发明的另一例,上述化学式1所表示的化合物可以为以下化学式7至10中的任一个所表示的化合物。
[化学式7]
Figure BDA0002354132420000112
[化学式8]
Figure BDA0002354132420000113
[化学式9]
Figure BDA0002354132420000121
[化学式10]
Figure BDA0002354132420000122
(上述化学式7至10中,
L1至L3、Ar1、R2、R3、R7至R11、a、b、e、f、g和h各自与上述化学式1中的定义相同)。
本发明的化学式1的化合物的具体例有以下化合物,但不限定于此。
Figure BDA0002354132420000131
Figure BDA0002354132420000141
Figure BDA0002354132420000151
Figure BDA0002354132420000161
本发明中,“烷基”的意思是来源于碳原子数1至40的直链或支链的饱和烃的1价的取代基。作为其例子,有甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、己基等,但不限定于此。
本发明中,“烯基(alkenyl)”的意思是来源于具有1个以上的碳-碳双键的碳原子数2至40的直链或支链的不饱和烃的1价的取代基。作为其例子,有乙烯基(vinyl)、烯丙基(allyl)、异丙烯基(isopropenyl)、2-丁烯基(2-butenyl)等,但不限定于此。
本发明中,“炔基(alkynyl)”的意思是来源于具有1个以上的碳-碳三键的碳原子数2至40的直链或支链的不饱和烃的1价的取代基。作为其例子,有乙炔基(ethynyl)、2-丙炔基(2-propynyl)等,但不限定于此。
本发明中,“环烷基”的意思是来源于碳原子数3至40个的单环或多环非芳香族烃的1价的取代基。作为这样的环烷基的例子,有环丙基、环戊基、环己基、降冰片基(norbornyl)、金刚烷基(adamantine)等,但不限定于此。
本发明中,“杂环烷基”的意思是来源于原子核数3至40的非芳香族烃的1价的取代基,环中一个以上的碳、优选1至3个碳被N、O、S或Se之类的杂原子取代。作为这样的杂环烷基的例子,有吗啉基、哌啶基等,但不限定于此。
本发明中,“芳基”的意思是来源于单环或2个以上的环组合而成的碳原子数6至60的芳香族烃的1价的取代基。此外,也可以包括2个以上的环彼此单纯附着(pendant)或缩合的形态。作为这样的芳基的例子,有苯基、萘基、菲基、蒽基等,但不限定于此。
本发明中,“杂芳基”的意思是来源于原子核数5至60的单杂环或多杂环芳香族烃的1价的取代基。此时,环中一个以上的碳、优选1至3个碳被N、O、S或Se之类的杂原子取代。此外,也可以包括2个以上的环彼此单纯附着(pendant)或缩合的形态,进而还可以包括与芳基缩合的形态。作为这样的杂芳基的例子,有吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基之类的六元单环;吩
Figure BDA0002354132420000171
噻嗯基(phenoxathienyl)、吲哚嗪基(indolizinyl)、吲哚基(indolyl)、嘌呤基(purinyl)、喹啉基(quinolyl)、苯并噻唑基(benzothiazole)、咔唑基(carbazolyl)之类的多环;以及2-呋喃基、N-咪唑基、2-异
Figure BDA0002354132420000172
唑基、2-吡啶基、2-嘧啶基等,但不限定于此。
本发明中,“烷氧基”的意思是R'O-所表示的1价的取代基,上述R'为碳原子数1至40个的烷基,可以包含直链(linear)、支链(branched)或环(cyclic)结构。作为这样的烷氧基的例子,有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-丙氧基、叔丁氧基、正丁氧基、戊氧基等,但不限定于此。
本发明中,“芳氧基”的意思是RO-所表示的1价的取代基,上述R为碳原子数5至40的芳基。作为这样的芳氧基的例子,有苯氧基、萘氧基、二苯氧基等,但不限定于此。
本发明中,“烷基甲硅烷基”的意思是被碳原子数1至40的烷基取代的甲硅烷基,不仅包括单烷基甲硅烷基,还包括二烷基甲硅烷基、三烷基甲硅烷基。此外,“芳基甲硅烷基”的意思是被碳原子数5至60的芳基取代的甲硅烷基,不仅包括单芳基甲硅烷基,还包括二芳基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基等多芳基甲硅烷基。
本发明中,“烷基硼基”的意思是被碳原子数1至40的烷基取代的硼基,“芳基硼基”的意思是被碳原子数6至60的芳基取代的硼基。
本发明中,“烷基膦基”的意思是被碳原子数1至40的烷基取代的膦基,不仅包括单烷基膦基,还包括二烷基膦基。此外,本发明中,“芳基膦基”的意思是被碳原子数6至60的单芳基或二芳基取代的膦基,不仅包括单芳基膦基,还包括二芳基膦基。
本发明中,“芳基胺基”的意思是被碳原子数6至40的芳基取代的胺基,不仅包括单芳基胺基,还包括二芳基胺基。
本发明中,“缩合环”的意思是缩合脂肪族环、缩合芳香族环、缩合脂肪族杂环、缩合芳香族杂环或它们的组合后的形态。
<有机电致发光元件>
另一方面,本发明的另一方面涉及包含上述的化学式1所表示的化合物的有机电致发光元件(以下,称为“有机EL元件”)。
具体而言,本发明的有机致电发光元件包含阳极(anode)、阴极(cathode)以及介于上述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层,上述一层以上的有机物层中的至少一层包含上述化学式1所表示的化合物。此时,上述化合物可以单独使用,或者将两种以上混合使用。
根据一例,上述一层以上的有机物层包含发光层,选择性包含空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的任一层以上。其中,上述发光层包含上述化学式1所表示的化合物。此时,上述化学式1所表示的化合物作为发光层物质、优选作为蓝色、绿色和红色的主体、更优选作为磷光绿色主体(Phosphorescence Green Host,PGH)包含在有机电致发光元件中。该情况下,本发明的有机电致发光元件通过包含上述化学式1所表示的化合物,从而发光层内电子传输能力优异而提高发光层中的空穴与电子的结合力,因此发光效率、功率效率、寿命、亮度、驱动电压、热稳定性等优异。
选择性地,上述发光层可以与上述化学式1所表示的化合物一起进一步包含掺杂物。如果上述发光层混合使用上述化学式1所表示的化合物和掺杂物的情况下,上述化学式1所表示的化合物与掺杂物的混合比率没有特别限定。例如,上述化学式1所表示的化合物的含量可以为约70至99.9重量%范围,上述掺杂物的含量可以为约0.1至30重量%范围。
上述掺杂物只要是本领域公知的掺杂物就没有特别限定,作为其非限制性例子,有蒽衍生物、芘衍生物、芳基胺衍生物、含有铱(Ir)或铂(Pt)的金属配位化合物等。
此时,在上述发光层包含上述化学式1所表示的化合物和掺杂物的情况下,从实现有机电致发光元件的低驱动电压和长寿命特性方面考虑,优选上述掺杂物的LUMO能级与上述化学式1所表示的化合物的LUMO能级相同,或者略高于上述化学式1所表示的化合物的LUMO能级。
上述的发光层可以由单层或两层以上的多层构成。在上述发光层为多层的情况下,有机电致发光元件能够发出多种颜色的光。此外,在上述发光层为多层的情况下,虽然元件的驱动电压变大,但有机电致发光元件内的电流值变得恒定,从而能够提供发光层的发光效率大幅提高了的有机电致发光元件。
这样的本发明的有机电致发光元件的结构没有特别限定,比如,可以为在基板上依次层叠阳极、一层以上的有机物层和阴极,而且在电极和有机物层的界面插入有绝缘层或粘接层的结构。
根据一例,上述有机电致发光元件可以具有在基板上依次层叠阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极的结构。选择性地,在上述电子传输层和阴极之间可以设置电子注入层。本发明的有机电致发光元件除了上述有机物层中的至少一层(比如,发光层或电子传输层)包含上述化学式1所表示的化合物以外,可以通过本领域公知的材料和方法来形成并制造有机物层和电极。
上述有机物层可以通过真空蒸镀法或溶液涂布法来形成。作为上述溶液涂布法的例子,有旋涂、浸涂、刮涂、喷墨印刷或热转印法等,但不限定于此。
本发明中可使用的基板没有特别限定,作为非限制性例子,有硅片、石英、玻璃板、金属板、塑料膜或片等。
此外,作为阳极物质的例子,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)之类的金属氧化物;ZnO:Al或SnO2:Sb之类的金属与氧化物的组合;聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯或聚苯胺之类的导电性高分子;及炭黑等,但不限定于此。
此外,作为阴极物质的例子,有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡或铅等金属或它们的合金;及LiF/Al或LiO2/Al之类的多层结构物质等,但不限定于此。
此外,空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和电子传输层没有特别限定,可以使用本领域已知的通常的物质。
以下,通过实施例详细说明本发明,具体如下。但是,以下实施例仅例示本发明,本发明不受以下实施例的限定。
[合成例1]化合物A-1的合成
Figure BDA0002354132420000201
将3-苯基-9H-咔唑(3-phenyl-9H-carbazole)(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(4.8g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(Toluene)(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-1(5.5g,收率:80%)。
[LCMS]:564
[合成例2]化合物A-2的合成
Figure BDA0002354132420000211
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(5.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-2(6.1g,收率:78%)。
[LCMS]:640
[合成例3]化合物A-3的合成
Figure BDA0002354132420000221
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-3(6.9g,收率:79%)。
[LCMS]:716
[合成例4]化合物A-4的合成
Figure BDA0002354132420000222
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、2-(4-氯-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(2-(4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole(5.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-4(6.2g,收率:79%)。
[LCMS]:640
[合成例5]化合物A-5的合成
Figure BDA0002354132420000231
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、3-(4-氯-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(3-(4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(5.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-5(6.1g,收率:77%)。
[LCMS]:640
[合成例6]化合物A-8的合成
Figure BDA0002354132420000232
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-([1,1'-联苯]-4-基)-6-氯-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-chloro-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-8(6.3g,收率:80%)。
[LCMS]:640
[合成例7]化合物A-15的合成
Figure BDA0002354132420000241
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-([1,1'-联苯]-3-基)-6-氯-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-([1,1'-biphenyl]-3-yl)-6-chloro-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-15(6.0g,收率:76%)。
[LCMS]:640
[合成例8]化合物A-24的合成
Figure BDA0002354132420000251
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(3-(4-氯-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(3-(4-chloro-6-(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-3-phenyl-9H-carbazole)(7.6g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-24(7.0g,收率:74%)。
[LCMS]:766
[合成例9]化合物A-29的合成
Figure BDA0002354132420000252
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(三亚苯-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(triphenylen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-29(6.6g,收率:75%)。
[LCMS]:714
[合成例10]化合物A-36的合成
Figure BDA0002354132420000261
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(5.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-36(6.3g,收率:75%)。
[LCMS]:680
[合成例11]化合物A-39的合成
Figure BDA0002354132420000262
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、2-(4-氯-6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(2-(4-chloro-6-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(7.5g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-39(7.4g,收率:79%)。
[LCMS]:756
[合成例12]化合物A-43的合成
Figure BDA0002354132420000271
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(6.1g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-43(6.4g,收率:79%)。
[LCMS]:654
[合成例13]化合物A-51的合成
Figure BDA0002354132420000272
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(二苯并[b,d]呋喃-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(7.1g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-51(6.7g,收率:75%)。
[LCMS]:730
[合成例14]化合物A-57的合成
Figure BDA0002354132420000281
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(dibenzo[b,d]thiophen-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(6.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-57(6.0g,收率:73%)。
[LCMS]:670
[合成例15]化合物A-61的合成
Figure BDA0002354132420000291
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、3-(4-氯-6-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(3-(4-chloro-6-(dibenzo[b,d]thiophen-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(7.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-61(7.0g,收率:76%)。
[LCMS]:746
[合成例16]化合物A-64的合成
Figure BDA0002354132420000292
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-氯-6-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-chloro-6-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(7.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-64(7.0g,收率:76%)。
[LCMS]:746
[合成例17]化合物A-71的合成
Figure BDA0002354132420000301
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(5.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-71(6.3g,收率:80%)。
[LCMS]:640
[合成例18]化合物A-72的合成
Figure BDA0002354132420000302
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-72(7.0g,收率:79%)。
[LCMS]:716
[合成例19]化合物A-73的合成
Figure BDA0002354132420000311
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(3-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(3-(4-(3-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-3-phenyl-9H-carbazole)(7.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流.反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-73(7.7g,收率:79%)。
[LCMS]:792
[合成例20]化合物A-74的合成
Figure BDA0002354132420000312
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、2-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(2-(4-(3-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-74(7.0g,收率:79%)。
[LCMS]:716
[合成例21]化合物A-75的合成
Figure BDA0002354132420000321
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、3-(4-(3-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(3-(4-(3-chlorophenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-75(6.8g,收率:77%)。
[LCMS]:716
[合成例22]化合物A-78的合成
Figure BDA0002354132420000322
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-([1,1'-联苯]-4-基)-6-(3-氯苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-(3-chlorophenyl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-78(6.8g,收率:77%)。
[LCMS]:716
[合成例23]化合物A-85的合成
Figure BDA0002354132420000331
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-([1,1'-联苯]-3-基)-6-(3-氯苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-([1,1'-biphenyl]-3-yl)-6-(3-chlorophenyl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(6.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-85(6.7g,收率:76%)。
[LCMS]:716
[合成例24]化合物A-94的合成
Figure BDA0002354132420000341
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(3-(4-(3-氯苯基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(3-(4-(3-chlorophenyl)-6-(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)-3-phenyl-9H-carbazole)(8.6g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-94(7.7g,收率:74%)。
[LCMS]:843
[合成例25]化合物A-99的合成
Figure BDA0002354132420000342
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(三亚苯-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(triphenylen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(7.9g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-99(7.3g,收率:75%)。
[LCMS]:790
[合成例26]化合物A-106的合成
Figure BDA0002354132420000351
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(7.4g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-106(7.0g,收率:75%)。
[LCMS]:756
[合成例27]化合物A-109的合成
Figure BDA0002354132420000352
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、2-(4-(3-氯苯基)-6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(2-(4-(3-chlorophenyl)-6-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(7.5g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-109(8.1g,收率:79%)。
[LCMS]:833
[合成例28]化合物A-113的合成
Figure BDA0002354132420000361
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(7.1g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-113(7.1g,收率:79%)。
[LCMS]:730
[合成例29]化合物A-121的合成
Figure BDA0002354132420000371
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(二苯并[b,d]呋喃-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-3-苯基-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-3-phenyl-9H-carbazole)(8.1g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-121(7.4g,收率:75%)。
[LCMS]:806
[合成例30]化合物A-127的合成
Figure BDA0002354132420000372
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(dibenzo[b,d]thiophen-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(7.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-127(6.7g,收率:73%)。
[LCMS]:746
[合成例31]化合物A-131的合成
Figure BDA0002354132420000381
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、3-(4-(3-氯苯基)-6-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(3-(4-(3-chlorophenyl)-6-(dibenzo[b,d]thiophen-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazole)(8.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-131(7.1g,收率:70%)。
[LCMS]:823
[合成例32]化合物A-134的合成
Figure BDA0002354132420000382
将3-苯基-9H-咔唑(3g,12.3mmol)、9-(4-(3-氯苯基)-6-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(9-(4-(3-chlorophenyl)-6-(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole)(7.3g,13.5mmol)、Pd2(dba)3(0.6g,0.6mmol)、(t-Bu)3P(0.3g,1.3mmol)和NaOt-Bu(2.4g,24.6mmol)加入至甲苯(100ml)中,进行12小时加热回流。反应结束后,利用二氯甲烷提取有机层,加入MgSO4后过滤有机层。将经过滤的有机层的溶剂去除后,利用柱色谱得到目标化合物A-134(7.0g,收率:76%)。
[LCMS]:746
[实施例1]绿色有机电致发光元件的制作
将合成例1中合成的化合物A-1利用通常已知的方法进行高纯度升华精制后,根据以下过程制作绿色有机致电发光元件。
首先,将以
Figure BDA0002354132420000392
厚度薄膜涂布有氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)的玻璃基板用蒸馏水进行超声波洗涤。蒸馏水洗涤结束后,用异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂进行超声波洗涤并干燥,然后移送至紫外臭氧(UV OZONE)清洗机(Power sonic 405,HwashinTech)后,利用UV进行清洗5分钟,之后将涂布后的玻璃基板移送至真空蒸镀机中。
在这样准备的ITO透明玻璃基板(电极)上,按照m-MTDATA(60nm)/TCTA(80nm)/90wt%的化合物A-1+10wt%的Ir(ppy)3(30nm)/BCP(10nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)的顺序蒸镀,从而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的m-MTDATA、TCTA、Ir(ppy)3和BCP的结构如下。
Figure BDA0002354132420000391
Figure BDA0002354132420000401
[实施例2~32]绿色有机电致发光元件的制作
分别使用以下表1中所记载的化合物来代替实施例1中形成发光层时用作主体物质的化合物A-1,除此以外,与实施例1同样地实施而制造绿色有机电致发光元件。
[比较例1]绿色有机电致发光元件的制作
使用CBP来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的CBP的结构如下。
Figure BDA0002354132420000402
[比较例2]绿色有机电致发光元件的制作
使用以下化合物A来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的化合物A的结构如下。
Figure BDA0002354132420000403
[比较例3]绿色有机电致发光元件的制作
使用以下化合物B来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的化合物B的结构如下。
Figure BDA0002354132420000411
[比较例4]绿色有机电致发光元件的制作
使用以下化合物C来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的化合物C的结构如下。
Figure BDA0002354132420000412
[比较例5]绿色有机电致发光元件的制作
使用以下化合物D来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的化合物D的结构如下。
Figure BDA0002354132420000421
[比较例6]绿色有机电致发光元件的制作
使用以下化合物E来代替实施例1中形成发光层时作为发光主体物质的化合物A-1,除此以外,通过与实施例1相同的过程而制作绿色有机电致发光元件。此时,所使用的化合物E的结构如下。
Figure BDA0002354132420000422
[评价例1]
对于实施例1至32以及比较例1至6中分别制造的绿色有机致电发光元件,测定电流密度10mA/cm2时的驱动电压、电流效率和发光峰,将结果示于以下表1中。
[表1]
样品 主体 驱动电压(V) 发光峰(nm) 电流效率(cd/A)
实施例1 A-1 3.8 458 54.0
实施例2 A-2 3.8 458 59.5
实施例3 A-3 3.7 458 56.5
实施例4 A-4 3.8 458 58.3
实施例5 A-5 3.7 459 59.3
实施例6 A-8 4.1 458 57.0
实施例7 A-15 3.9 458 59.1
实施例8 A-24 3.9 458 57.0
实施例9 A-29 4.0 459 59.1
实施例10 A-36 3.6 458 58.0
实施例11 A-39 4.1 458 60.5
实施例12 A-43 3.8 459 57.7
实施例13 A-51 3.7 458 58.6
实施例14 A-57 4.1 458 55.9
实施例15 A-61 3.8 458 58.5
实施例16 A-64 4.1 458 57.0
实施例17 A-71 3.8 458 59.1
实施例18 A-72 3.9 458 58.0
实施例19 A-73 3.6 458 60.0
实施例20 A-74 3.8 459 58.8
实施例21 A-75 3.8 457 54.0
实施例22 A-78 3.7 458 57.0
实施例23 A-85 3.8 459 59.1
实施例24 A-94 3.8 458 58.0
实施例25 A-99 3.7 457 54.8
实施例26 A-106 3.7 457 60.5
实施例27 A-109 3.8 458 57.7
实施例28 A-113 3.8 459 58.6
实施例29 A-121 3.7 458 55.9
实施例30 A-127 3.8 457 58.5
实施例31 A-131 3.8 458 59.1
实施例32 A-134 3.7 458 60.0
比较例1 CBP 5.5 459 44.2
比较例2 A 5.0 457 50.1
比较例3 B 4.7 457 46.5
比较例4 C 4.9 458 47.1
比较例5 D 4.8 457 48.9
比较例6 E 4.7 458 46.4
如上述表1所示可知,将本发明的化合物(A-1~A-32)作为发光层的主体物质而使用的实施例1至32的绿色有机电致发光元件与将CBP作为主体物质而使用的比较例1至6的绿色有机电致发光元件相比,电流效率和驱动电压更加优异。

Claims (9)

1.一种化合物,其由以下化学式1表示:
[化学式1]
Figure FDA0002354132410000011
所述化学式1中,
Z1至Z3彼此相同或不同,各自独立地为N或C(R1),其中,Z1至Z3中的至少一个为N,
此时,当所述C(R1)为多个时,多个R1彼此相同或不同,各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组;
L1至L3彼此相同或不同,各自独立地为单键、或选自由C6~C18的亚芳基和原子核数5至18个的亚杂芳基组成的组;
Ar1选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基胺基组成的组;
A和B彼此相同或不同,各自独立地选自由以下化学式2所表示的非对称结构的取代物、化学式3所表示的非对称结构的取代物、化学式4所表示的取代物和化学式5所表示的取代物组成的组,
其中,A和B中的至少一个为以下化学式2所表示的非对称结构的取代物或化学式3所表示的非对称结构的取代物,
[化学式2]
Figure FDA0002354132410000021
[化学式3]
Figure FDA0002354132410000022
[化学式4]
Figure FDA0002354132410000023
[化学式5]
Figure FDA0002354132410000024
所述化学式2至5中,
*为分别与化学式1的L2或L3连接的部位,
a、c、e、g和h各自为0至4的整数,b、d和f各自为0至3的整数,其中,c+d为0≤c+d≤6,
此时,多个R2各自彼此相同或不同,多个R3各自彼此相同或不同,多个R4各自彼此相同或不同,多个R5各自彼此相同或不同,多个R6各自彼此相同或不同,多个R7各自彼此相同或不同,多个R8各自彼此相同或不同,多个R9各自彼此相同或不同,多个R10各自彼此相同或不同,多个R11各自彼此相同或不同,
R2至R11彼此相同或不同,各自独立地选自由氘、卤素基、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C6~C60的芳基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基组成的组,或者与相邻的基团结合而形成缩合环;
所述L1至L3的亚芳基和亚杂芳基以及所述Ar1、R1至R11的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、烷基膦基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1~C40的烷基、C2~C40的烯基、C2~C40的炔基、C6~C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6~C60的芳氧基、C1~C40的烷氧基、C6~C60的芳基胺基、C3~C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1~C40的烷基甲硅烷基、C1~C40的烷基硼基、C6~C60的芳基硼基、C1~C40的烷基膦基、C6~C60的芳基膦基、C6~C60的芳基氧化膦基和C6~C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代,此时,当取代基为多个时,多个取代基彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,所述A和B中的至少一个为所述化学式2所表示的非对称结构的取代物。
3.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,所述Z1至Z3均为N。
4.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述Ar1选自由C6~C60的芳基和原子核数5至60个的杂芳基组成的组。
5.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述Ar1为选自由以下取代基S1至S8组成的组中的取代基:
Figure FDA0002354132410000041
6.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,由以下化学式6表示:
[化学式6]
Figure FDA0002354132410000042
所述化学式6中,
L1至L3、Ar1、R2、R3、a和b各自与权利要求1中的定义相同,
B为所述化学式2至5所表示的取代物中的一种。
7.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,由以下化学式7至化学式10中的任一个表示:
[化学式7]
Figure FDA0002354132410000051
[化学式8]
Figure FDA0002354132410000052
[化学式9]
Figure FDA0002354132410000053
[化学式10]
Figure FDA0002354132410000061
所述化学式7至10中,
L1至L3、Ar1、R2、R3、R7至R11、a、b、e、f、g和h各自与权利要求1中的定义相同。
8.一种有机电致发光元件,其特征在于,包含阳极、阴极以及介于所述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层,
所述一层以上的有机物层中的至少一层包含权利要求1至7中任一项所述的化学式1所表示的有机化合物。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述一层以上的有机物层包含发光层,
所述发光层包含所述化学式1所表示的有机化合物。
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