CN111630050A - 被大基团取代的三嗪化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及适合用作电子器件的层材料的式1的三嗪化合物,并且涉及包含至少一种式1的化合物的有机半导体层,以及涉及包含至少一个有机半导体层的有机电子器件,及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及适合于用作电子器件的层材料的三嗪化合物,特别是被大基团取代的三嗪化合物,并涉及包含至少一种其化合物的有机半导体层,以及涉及包含至少一个有机半导体层的有机电子器件,和它们的制造方法。
背景技术
作为自发光器件的有机电子器件、例如有机发光二极管OLED,具有宽视角、优异的对比度、快速响应、高亮度、优异的工作电压特性和色彩再现。典型的OLED包含阳极、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和阴极,它们依次层叠在基底上。在这方面,HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。
当向阳极和阴极施加电压时,从阳极注入的空穴经由HTL向EML移动,而从阴极注入的电子经由ETL向EML移动。空穴和电子在EML中复合而产生激子。当激子从激发态降至基态时,发射出光。空穴和电子的注入和流动应该是平衡的,使得具有上述结构的OLED具有优异的效率和/或长寿命。
有机发光二极管的性能可受到有机半导体层的特性的影响,并且其中,可受到有机半导体层的有机材料的特性的影响。
特别地,需要开发能够增加电子迁移率并同时增加电化学稳定性的有机材料,以便有机电子器件、例如有机发光二极管,可以应用于大型平板显示器。
此外,需要开发能够在较高的电流密度下并从而在较高的亮度下具有延长的寿命的有机材料。
仍然需要改善有机半导体层、有机半导体材料及其有机电子器件的性能,特别是通过改善其中包含的三嗪化合物的特性来实现在较高的电流密度下增加的寿命并具有更高的效率。
需要替代的有机半导体材料和有机半导体层以及有机电子器件,其具有在较高的电流密度下增加的寿命、和/或在低工作电压下改善的效率。
特别地,需要替代化合物,其具有在较高的电流密度下增加的寿命以及改善的效率,同时保持工作电压以及由此保持功耗低以提供长电池寿命,例如移动电子器件。
发明内容
本发明的一个方面提供了式1的三嗪化合物,
其中
X是O、S或Se;
a,b,c,d选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n选自0、1或2;
Ar1选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN。
如果没有另外说明,杂原子可以单独地选自N、O、S、B、Si、P、Se,优选选自N、O和S,并更优选是N。
如果没有另外说明,H可以表示氢或氘。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以选自0、1或2;
Ar1可以选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基可以选自H、C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1可以独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基可以选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN;
其中Ar1包含至少一个-PX(R1)2取代基。
如果没有另外说明,杂原子可以单独地选自N、O、S、B、Si、P、Se,优选选自N、O和S,并更优选是N。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以是0;
Ar1可以选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基可以选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1可以独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基可以选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以是1;
Ar1可以选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基可以选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1可以独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基可以选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以选自0、1或2,
Ar1可以选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基可以选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、D、F或CN;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基可以选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN;其中
所述杂原子可以单独地选自N、O、S、B、Si、P、Se,优选选自N、O和S,并更优选是N。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以选自0、1或2,
Ar1可以选自C1至C16烷基、未取代的C6至C40芳基、未取代的C3至C40杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自未取代的C6至C12芳基或未取代的C4至C10杂芳基;其中
所述杂原子可以单独地选自N、O、S、B、Si、P、Se,优选选自N、O和S,并更优选是N。
根据式1的三嗪化合物的一个实施方式,
其中
X可以是O、S或Se;
a,b,c,d可以选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n可以选自0、1或2;
Ar1可以选自取代的C6至C40芳基、取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基可以选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1可以独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2,Ar3,Ar4,Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基可以选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中X可以选自O或S。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中X是O。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中
Ar1可以选自C1至C12烷基、取代或未取代的C6至C24芳基、或取代或未取代的C3至C36杂芳基,其中
所述取代的C6至C24芳基和取代的C3至C36杂芳基的取代基可以选自C1至C12烷基、C1至C12烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C12烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C12烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、D、F或CN,优选选自C1至C12烷基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar1可以选自未取代的C6至C24芳基,优选C6或C12芳基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar1可以独立地选自B1至B77,其中
a)B1至B6是取代或未取代的非杂芳基基团:
b)B7至B23是取代或未取代的增环的非杂芳基基团:
c)B24至B31是二苯并呋喃/二苯并噻吩基团:
d)B32至B34是未取代的吡啶基团:
e)B35至B62是未取代或取代的杂芳亚基基团:
f)B63至B65是未取代的增环杂芳亚基基团:
i)B71至B77是咔唑基团
其中
取代基R2可以独立地选自H、C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、C6至C24芳基和C3至C25杂芳基。
在另一个实施方式中,Ar1可以选自B1至B6和B16至B23,优选选自B1至B6、B16至B17、和B19。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar1可以独立地选自结构C1至C5:
其中
R1独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基。
优选地,R1可以独立地选自C1至C8烷基、C1至C8烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C8烷基、部分氟化或全氟化的C1至C8烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C8烷基、部分氘化或全氘化的C1至C8烷氧基、C6至C12芳基、C3至C20杂芳基。
进一步优选地,R1可以独立地选自C1至C8烷基、部分氘化或全氘化的C1至C8烷基、部分氘化或全氘化的C1至C8烷氧基、C6至C12芳基、C3至C20杂芳基。
更优选地,R1可以是苯基或C1至C4烷基,更加优选苯基或甲基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自未取代的C6至C12芳基或未取代的C4至C10杂芳基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自未取代的C6至C12芳基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、喹唑啉基;优选至少一个Ar2、Ar3、Ar5和Ar6可以选自苯基;更优选至少两个Ar2、Ar3、Ar5和Ar6可以选自苯基;也优选Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少三个可以选自苯基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、喹唑啉基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自苯基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的两个或三个可以选自苯基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar4可以选自未取代的C6至C12芳基或未取代的C4至C10杂芳基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar4可以选自未取代的C6至C12芳基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar4可以选自苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、喹唑啉基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar4可以是苯基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的三个以及Ar4可以选自苯基。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中n=0或1,优选n=0。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中n=0。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中n=1。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中n=2。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中
-a=1,b=0,c=0且d=1;或
-a=0,b=0,c=0且d=1;或
-a=0,b=0,c=1且d=1;或
-a=0,b=1,c=1且d=0;或
-a=1,b=1,c=1且d=0。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中a=1,b=0,c=0且d=1。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中a=0,b=0,c=0且d=1。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中a=0,b=0,c=1且d=1。根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,其中a=1,b=1,c=1且d=0。
根据式1的三嗪化合物的另一个实施方式,所述三嗪化合物可以选自D1至D9:
根据一个方面,所述式1的三嗪化合物可用作掺杂剂材料的基质材料。
根据一个方面,所述层材料可以是用于有机电子器件的有机半导体层。例如,所述有机电子器件可以是OLED等等。
由式1表示的三嗪化合物具有强的电子传输特性以增加电荷迁移率和/或稳定性,并从而改善亮度效率、电压特性和/或寿命特性。
由式1表示的三嗪化合物具有高电子迁移率和低工作电压。
由式1表示的三嗪化合物以及由式1的三嗪化合物组成或包含式1的三嗪化合物的有机半导体层可以是不发光的。
在本说明书的上下文中,术语“基本上不发光的”或“不发光”是指所述三嗪化合物或层对来自器件的可见发光光谱的贡献相对于所述可见发光光谱小于10%,优选小于5%。可见发光光谱是波长为约≥380nm至约≤780nm的发光光谱。
优选地,包含式1的三嗪化合物的有机半导体层是基本上不发光的或不发光的。
术语“无”、“不含”、“不包含”不排除在沉积之前可存在于所述三嗪化合物中的杂质。杂质对于由本发明实现的目的没有技术影响。
工作电压,也称为U,在10毫安/平方厘米(mA/cm2)下以伏特(V)度量。
坎德拉/安培效率,也称为cd/A效率,在10毫安/平方厘米(mA/cm2)下以坎德拉/安培度量。
外量子效率,也称为EQE,以百分比(%)度量。
色彩空间通过坐标CIE-x和CIE-y(国际照明委员会1931)来描述。CIE-y对于蓝色发光特别重要。CIE-y越小表示蓝色颜色越深。
最高占有分子轨道,也称为HOMO,和最低未占分子轨道,也称为LUMO,均以电子伏特(eV)度量。
标准起始温度(rate onset temperature)以℃度量并描述了VTE源温度,在该温度下,在小于10-5毫巴的压力下开始可测量的化合物蒸发。
术语“OLED”、“有机发光二极管”、“有机发光器件”和“有机光电器件”同时使用并具有相同的含义。
术语“过渡金属”是指并且包括元素周期表的d-区中的任何元素,d-区包括元素周期表上的3至12族元素。
术语“III至VI族金属”是指并且包括元素周期表的III至VI族中的任何金属。
如本文所用,“重量百分比”、“wt.-%”“重量百分率”、“重量%”及其变体是指将组成、组分、物质或试剂表示为相应的电子传输层的组成、组分、物质或试剂的重量除以其组成的总重量,并乘以100。要理解,对相应的电子传输层的所有组分、物质或试剂的总重量百分比的量进行选择,使其不超过100wt.-%。
如本文所用,“体积百分比”、“vol.-%”、“体积百分率”,“体积%”及其变体是指将元素金属、组成、组分、物质或试剂表示为相应的电子传输层的元素金属、组分、物质或试剂的体积除以其相应电子传输层的总体积,并乘以100。要理解,对相应的阴极电极层的所有元素金属、组分、物质或试剂的总体积百分比的量进行选择,使得其不超过100vol.-%。
所有数值在本文中都假定为被术语“约”修饰,不管是否明确指出。如本文所用,术语“约”是指在数值的量上可以出现的变异。
不管是否被术语“约”修饰,权利要求都包括该数量的等效量。
应该注意,如本说明书和权利要求书中所用,单数形式“一个”、“一种”、“该”和“所述”包括复数个指称物,除非内容另有明确规定。
应该注意,如本说明书和权利要求书中所用,如果没有另外定义,则“*”指示化学键位置。
可以将阳极电极和阴极电极描述为阳极电极/阴极电极或阳极/阴极或阳极电极层/阴极电极层。
根据另一个方面,有机光电器件包含面向彼此的阳极层和阴极层以及至少一个在所述阳极层和所述阴极层之间的有机半导体层,其中所述有机半导体层包含式1的三嗪化合物或由式1的的三嗪化合物组成。
根据又一个方面,提供了一种显示装置,其包括有机电子器件,所述有机电子器件可以是有机光电器件。
在本说明书中,当没有另外提供定义时,“烷基基团”可以是指脂族烃基团。所述烷基基团可以是指没有任何双键或三键的“饱和烷基基团”。所述烷基基团可以是线性、环状或支链烷基基团。
术语“烷基基团”包括C1至C16烷基、C3至C16支链烷基、和C3至C16环状烷基。
所述烷基基团可以是C1至C16烷基基团,或优选C1至C12烷基基团。更具体地,所述烷基基团可以是C1至C14烷基基团,或优选C1至C10烷基基团或C1至C6烷基基团。例如,C1至C4烷基基团在烷基链中包含1至4个碳,并可选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。
所述烷基基团的具体例子可以是甲基基团、乙基基团、丙基基团、异丙基基团、丁基基团、异丁基基团、叔丁基基团、戊基基团、己基基团、环丙基基团、环丁基基团、环戊基基团、环己基基团等。
在本说明书中,-PX(R1)2中的R1可以独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基,这意味着两个R1取代基可以相同或不同地选择,优选-PX(R1)2的两个R1相同地选择。
在本说明书中,“芳亚基基团”可以是指包含至少一个烃芳族部分的基团,并且该烃芳族部分的所有元素可以具有形成共轭的p-轨道,例如苯基基团、萘基基团、蒽基基团、菲基基团、芘基基团、芴基基团等。
术语“杂芳亚基”可以是指具有至少一个杂原子的芳族杂环,并且烃杂芳族部分的所有元素可以具有形成共轭的p-轨道。所述杂原子可以选自N、O、S、B、Si、P、Se,优选选自N、O和S。
杂芳亚基环可包含至少1至3个杂原子。优选地,杂芳亚基环可包含至少1至3个单独地选自N、S和/或O的杂原子。
除所述式1的三嗪基团之外,还优选至少一个另外的杂芳基/杂芳亚基环可包含至少1至3个N原子,或至少1至2个N原子或至少一个N原子。
根据另一个优选实施方式,所述式1的三嗪化合物可包含:
-至少6至25个芳族环,优选至少7至22个芳族环,进一步优选至少8至20个芳族环,还优选至少9至15个芳族环,并更优选至少10至14个芳族环;其中
-至少2至5个、优选3至4或2至3个,是杂芳族环。
根据一个实施方式,所述根据式1的三嗪化合物:
-包含至少约6至约20个芳族环,优选至少约7至约18个芳族环,进一步优选至少约9至约16个芳族环,还优选至少约10至约15个芳族环,并更优选至少约11至约14个芳族环;和/或
-所述式1的三嗪化合物包含至少约2至约6个、优选约3至约5个或约2至约4个杂芳族环,其中杂原子可选自N、O、S;和/或
-包含至少一个芴环和至少一个杂芴环,其中杂原子可选自N、O、S;和/或
-包含至少一个三嗪环,或至少两个三嗪环。
根据一个进一步优选的实施方式,所述式1的三嗪化合物包含至少2至7个、优选2至5个、或2至3个杂芳族环。
根据一个进一步优选的实施方式,所述式1的三嗪化合物包含至少2至7个、优选2至5个、或2至3个杂芳族环,其中所述芳族环中的至少一个是五元杂芳族环。
根据一个进一步优选的实施方式,所述式1的三嗪化合物包含至少3至7个、优选3至6个、或3至5个杂芳族环,其中所述杂芳族环中的至少两个是五元杂芳族环。
根据一个实施方式,所述式1的三嗪化合物可包含至少6至12个非杂芳族环和2至3个杂芳族环。
根据一个优选实施方式,所述式1的三嗪化合物可包含至少7至12个非杂芳族环和2至5个杂芳族环。
根据一个优选实施方式,所述式1的三嗪化合物可包含至少7至11个非杂芳族环和2至3个杂芳族环。
根据式1的另一个实施方式,其中对于Ar2、Ar3、Ar4、Ar5和/或Ar6,至少一个杂芳亚基基团选自吡啶基、喹啉基或喹唑啉基。
熔点
熔点(mp)是从上述TGA-DSC测量的DSC曲线或从单独的DSC测量(Mettler ToledoDSC822e,在纯氮气流下以10K/min的加热速率将样品从室温加热至完全熔化。将4至6mg的样品量放入40μL带盖的Mettler Toledo铝锅中,在盖中穿刺一个<1mm的孔)中作为峰值温度来确定。
根据另一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的熔点可以为约≥250℃且约≤380℃,优选约≥260℃且约≤370℃,进一步优选约≥270℃且约≤360℃,还优选约≥280℃且约≤350℃,也优选约≥290℃且约≤340℃并同样优选约≥300℃且约≤330℃。
玻璃化转变温度
如2010年3月公布的DIN EN ISO 11357中所述,在Mettler Toledo DSC 822e差示扫描量热仪中,在氮气下并使用10K/min的加热速率,来测量玻璃化转变温度。
根据另一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的玻璃化转变温度Tg可以为约≥115℃且约≤380℃,优选约≥120℃且约≤350℃,进一步优选约≥120℃且约≤320℃,还优选约≥120℃且约≤200℃,并也优选约≥125℃且约≤180℃。
根据另一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的玻璃化转变温度Tg可以为约≥120℃且约≤200℃。
标准起始温度
标准起始温度是通过将100mg化合物加载到VTE源中来确定的。在小于10-5毫巴的压力下以15K/min的恒定速率加热所述VTE源,并用热电偶测量所述源的内部温度。用QCM检测器检测化合物的蒸发,该检测器检测所述化合物在检测器的石英晶体上的沉积。在石英晶体上的沉积速率以埃/秒来测量。为了确定标准起始温度,将沉积速率对VTE源温度作图。标准起始是在QCM检测器上出现明显沉积时的温度。为了准确的结果,将VTE源加热和冷却3次,并仅将第二次和第三次运行的结果用于确定标准起始温度。
为了实现良好地控制有机化合物的蒸发速率,标准起始温度可以在200至255℃的范围内。如果标准起始温度低于200℃,蒸发可能过快并因此难以控制。如果标准起始温度高于255℃,则蒸发速率可能过低,这可导致节拍时间(takt time)低下并且VTE源中的有机化合物由于长时间暴露于升高的温度下可能发生分解。
标准起始温度是化合物挥发性的间接量度。标准起始温度越高,化合物的挥发性越低。
根据另一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的标准起始温度TRO可以为约≥200℃且约≤350℃,优选约≥220℃且约≤350℃,进一步优选约≥240℃且约≤320℃,还优选约≥240℃且约≤300℃。
偶极矩
偶极矩通过半经验分子轨道法确定。分子结构的几何形状是如在程序包TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH,Litzenhardtstrasse19,76135Karlsruhe,德国)中实现的,在气相中使用杂化泛函B3LYP和6-31G*基集进行优化。如果多于一个构象是可行的,则选择总能量最低的构象来确定所述分子的键长。
根据一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的偶极矩(德拜(Debye))可以在约≥0.4至约≤1.50的范围内,优选约≥0.45至约≤1.45。
计算的HOMO和LUMO
HOMO和LUMO是用程序包TURBOMOLE V6.5计算。分子结构的优化几何形状以及HOMO和LUMO能级是在气相中通过使用杂化泛函B3LYP和6-31G*基集来确定的。如果多于一个构象是可行的,则选择总能量最低的构象。
根据一个实施方式,所述式1的三嗪化合物的LUMO能级(eV)可以在约–2.00eV至约–1.90eV的范围内,优选约–1.99eV至约–1.91eV,进一步优选约–1.98eV至约–1.92eV,也优选约–1.97eV至约–1.93eV,还优选约–1.96eV至约–1.94eV,或约1.95eV。
技术效果
意外地发现,所述式1的三嗪化合物和本发明的有机电子器件通过优于本领域已知的有机电致发光器件和化合物,特别是在cd/A效率(也称为电流效率)和寿命方面,从而解决了本发明的问题。同时,工作电压保持在相似或甚至改善的水平下,这对于降低功耗和延长电池寿命、例如移动显示装置的功耗和电池寿命而言是重要的。高cd/A效率对于高效率是重要的,并由此增加了移动装置、例如移动显示装置的电池寿命。在高电流密度下的长寿命对于以高亮度运行的装置的长使用寿命是重要的。
另外意外地发现,所述式1的三嗪化合物的计算LUMO能级比现有技术的LUMO明显更负。
本发明人意外地发现,当使用所述有机电致发光器件作为荧光蓝色器件时,可以实现特别好的性能。
发现在本文中作为优选提到的特定安排是特别有利的。
同样地,意外发现落在本发明最广泛的定义范围内的一些化合物在所提到的cd/A效率性质和/或寿命方面表现特别好。这些化合物在本文中经讨论是特别优选的。
此外,可以实现具有高效率和/或长寿命的有机光电器件。
阳极
用于阳极的材料可以是金属或金属氧化物或有机材料,优选逸出功高于约4.8eV、更优选高于约5.1eV、最优选地高于约5.3eV的材料。优选的金属是贵金属,如Pt、Au或Ag,优选的金属氧化物是透明金属氧化物,如ITO或IZO,其可以有利地用于具有反射阴极的底部发光型OLED。
在包含透明金属氧化物阳极或反射金属阳极的器件中,阳极的厚度可以为约50nm至约100nm,而半透明的金属阳极可以薄至约5nm至约15nm,并且不透明金属阳极的厚度可以为约15nm至约150nm。
空穴注入层(HIL)
空穴注入层可以改善阳极和用于空穴传输层的有机材料之间的界面性质,并且施加在非平坦化的阳极上,从而可以使所述阳极的表面平坦化。例如,空穴注入层可以包含其最高占有分子轨道(HOMO)能级的中值在阳极材料的逸出功和空穴传输层的HOMO能级之间的材料,以便调节阳极的逸出功和空穴传输层的HOMO能级之间的差异。
当空穴传输区包含空穴注入层36时,可以通过多种方法中的任一种,例如真空沉积、旋涂、浇铸、Langmuir-Blodgett(LB)法等,在阳极上形成所述空穴注入层。
当使用真空沉积形成空穴注入层时,真空沉积条件可以取决于用于形成所述空穴注入层的材料以及待形成的空穴注入层的期望结构和热性质而变化,例如,真空沉积可以在约100℃至约500℃的温度、约10-6Pa至约10-1Pa的压力和约0.1至约10nm/sec的沉积速率下进行,但沉积条件不限于此。
当使用旋涂形成空穴注入层时,涂布条件可以取决于用于形成所述空穴注入层的材料和待形成的空穴注入层的期望结构和热性质而变化。例如,涂布速率可以在约2000rpm至约5000rpm的范围内,涂布后进行热处理以除去溶剂的温度可以在约80℃至约200℃的范围内,但涂布条件不限于此。
空穴注入层还可以包含p型掺杂剂以改善从阳极的电导率和/或空穴注入。
p型掺杂剂
在另一个方面,p型掺杂剂可以均匀地分散在空穴注入层中。
在另一个方面,P型掺杂剂可以在空穴注入层中以越靠近阳极浓度越高并且越靠近阴极浓度越低而存在。
P型掺杂剂可以是醌衍生物或轴烯化合物中的一种,但不限于此。P型掺杂剂的非限制性例子是醌衍生物,例如四氰基醌二甲烷(TCNQ)、2,3,5,6-四氟-四氰基-1,4-苯醌二甲烷(F4-TCNQ)、4,4',4”-((1E,1'E,1”E)-环丙烷-1,2,3-三亚基三(氰基甲基亚基)-三(2,3,5,6-四氟苯甲腈)。
根据另一个实施方式,所述包含式1的三嗪化合物的器件还可以包含含有轴烯化合物和/或醌二甲烷化合物的层。
在另一个实施方式中,所述轴烯化合物和/或醌二甲烷化合物可以被一个或多个卤素原子和/或一个或多个吸电子基团取代。吸电子基团可以选自腈基团、卤化烷基基团,或者选自全卤化烷基基团,或者选自全氟化烷基基团。吸电子基团的其它例子可以是酰基、磺酰基基团或磷酰基基团。
或者,酰基基团、磺酰基基团和/或磷酰基基团可包含卤化和/或全卤化烃基。在一个实施方式中,全卤化烃基可以是全氟化烃基。全氟化烃基的例子可以是全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟异丙基、全氟丁基、全氟苯基、全氟甲苯基;包含卤化烃基的磺酰基基团的例子可以是三氟甲基磺酰基、五氟乙基磺酰基、五氟苯基磺酰基、七氟丙基磺酰基、九氟丁基磺酰基等。
在一个实施方式中,所述轴烯和/或所述醌二甲烷化合物可包含在空穴注入、空穴传输和/或空穴产生层中。
在一个实施方式中,所述轴烯化合物可具有式(XX)和/或所述醌二甲烷化合物可具有式(XXIa)或(XXIb):
其中R1”、R2”、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12、R15、R16、R20、R21独立地选自吸电子基团并且R9、R10、R13、R14、R17、R18、R19、R22、R23和R24独立地选自H、卤素和吸电子基团。可适合使用的吸电子基团在上文提到。
空穴传输层(HTL)
形成空穴传输层和电子阻挡层的条件可以基于上述形成空穴注入层的条件来限定。
所述电荷传输区的空穴传输部分的厚度可以为约10nm至约1000nm,例如约10nm至约100nm。当所述电荷传输区的空穴传输部分包含空穴注入层和空穴传输层时,所述空穴注入层的厚度可以为约10nm至约1000nm,例如约10nm至约100nm,并且所述空穴传输层的厚度可以为约5nm至约200nm,例如约10nm至约150nm。当所述电荷传输区的空穴传输部分、HIL和HTL的厚度在这些范围内时,可以在无需显著增加工作电压下获得令人满意的空穴传输特性。
用于所述空穴传输区中的空穴传输基质材料没有特别限制。优选的是包含至少6个离域电子的共轭体系的共价化合物,优选包含至少一个芳族环的有机化合物,更优选包含至少两个芳族环的有机化合物,更加优选包含至少三个芳族环的有机化合物,最优选包含至少四个芳族环的有机化合物。广泛用于空穴传输层中的空穴传输基质材料的典型例子是多环芳族烃、三芳亚基胺化合物和杂环芳族化合物。可用于所述空穴传输区的多个层中的空穴传输基质的前沿轨道能级的合适范围是公知的。就HTL基质/HTL基质的阳离子基团的氧化还原对的氧化还原电位而言,优选的值(如果例如通过循环伏安法相对于作为参比的二茂铁/二茂铁氧化还原对测量的话)可以在0.0–1.0V的范围内,更优选在0.2–0.7V的范围内,甚至更加优选在0.3–0.5V的范围内。
缓冲层
所述电荷传输区的空穴传输部分还可以包括缓冲层。
可适合使用的的缓冲层公开于US 6 140 763、US 6 614 176和US2016/248022中。
所述缓冲层可以根据从EML发射的光的波长来补偿光的光学共振距离,并因此可以增加效率。
发光层(EML)
发光层可以通过使用真空沉积、旋涂、浇铸、LB法等在所述空穴传输区上形成。当使用真空沉积或旋涂形成发光层时,沉积和涂布的条件可以类似于形成所述空穴注入层的条件,然而所述沉积和涂布的条件可以取决于用于形成所述发光层的材料而变化。所述发光层可以包括发光体主体(EML主体)和发光体掺杂剂(进一步仅发光体)。
发光体主体
根据另一个实施方式,所述发光层包含式1的化合物作为发光体主体。
所述发光体主体化合物具有至少三个芳族环,它们独立地选自碳环和杂环。
可用作发光体主体的其它化合物是由下式400表示的蒽基质化合物:
在式400中,Ar111和Ar112可以各自独立地是取代或未取代的C6-C60芳亚基基团;Ar113至Ar116可以各自独立地是取代或未取代的C1-C10烷基基团、或取代或未取代的C6-C60芳亚基基团;并且g、h、i和j可以各自独立地是0至4的整数。
在一些实施方式中,式400中的Ar111和Ar112可以各自独立地是苯亚基基团、萘亚基团、菲亚基基团或芘亚基基团中的一种;或者是
苯亚基基团、萘亚基团、菲亚基集团、芴亚基基团或芘亚基基团,它们各自被苯基基团、萘基基团或蒽基基团中的至少一个取代。
在式400中,g、h、i和j可以各自独立地是0、1或2的整数。
在式400中,Ar113至Ar116可以各自独立地是下列之一
-被苯基基团、萘基基团或蒽基基团中的至少一个取代的C1-C10烷基基团;
-苯基基团、萘基基团、蒽基基团、芘基基团、菲基基团、或芴基基团;
-苯基基团、萘基基团、蒽基基团、芘基基团、菲基基团、或芴基基团,它们各自被氘原子、卤素原子、羟基基团、氰基基团、硝基基团、氨基基团、脒基基团、肼基团、腙基团、羧基基团或其盐中的至少一个取代,
-磺酸基团或其盐,磷酸基团或其盐,
-C1-C60烷基基团、C2-C60烯基基团、C2-C60炔基基团、C1-C60烷氧基基团、苯基基团、萘基基团、蒽基基团、芘基基团、菲基基团,或,
-芴基基团
-式7或8
其中在式7和8中,X选自氧原子和硫原子,但是本发明的实施方式不限于此。
在式7中,R11至R14中的任何一个用于键合Ar111。未用于键合Ar111的R11至R14以及R15至R20与R1至R8相同。
在式8中,R21至R24中的任何一个用于键合Ar111。未用于键合Ar111的R21至R24以及R25至R30与R1至R8相同。
优选地,所述EML主体包含一个和三个之间的选自N、O或S的杂原子。更优选所述EML主体包含一个选自S或O的杂原子。
发光体掺杂剂
所述掺杂剂少量混合以引起发光,并且一般可以是通过多次激发到三重态或更高态而发光的材料,例如金属络合物。所述掺杂剂可以是例如无机、有机、或有机/无机化合物,并且可以使用其一个或多个种类。
所述发光体可以是红色、绿色或蓝色发光体。
所述掺杂剂可以是荧光掺杂剂,例如三聚芴,结构如下所示。4,4'-双(4-二苯基氨基苯乙烯基)联苯(DPAVBI)、2,5,8,11-四叔丁基苝(TBPe)和下面的化合物8是荧光蓝色掺杂剂的例子。
所述掺杂剂可以是磷光掺杂剂,并且磷光掺杂剂的例子可以是包含Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或其组合物的有机金属化合物。所述磷光掺杂剂可以是,例如,由式Z表示的化合物,但不限于此:
J2MX(Z)。
在式Z中,M是金属,J和X相同或不同,并且是与M形成络合物的配体。
M可以是,例如,Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或其组合物,并且J和X可以是例如二齿配体。
可在阳极和阴极之间布置一个或多个发光层。为了增加总体性能,可以存在两个或更多个发光层。
电荷产生层
电荷产生层(也称为CGL)可以被布置在第一和第二发光层之间以及第二和第三发光层(如果存在第三发光层的话)之间。通常,CGL包含n型电荷产生层(也称为n-CGL或电子产生层)和p型电荷产生层(也称为p-CGL或空穴产生层)。在n型CGL和p型CGL之间可以布置夹层。
在一个方面,n型CGL可包含式1的三嗪化合物。n型CGL还包含金属、金属盐或有机金属络合物,优选金属。所述金属可选自碱金属、碱土金属或稀土金属。
p型CGL可以包含二吡嗪并[2,3-f:2',3'-h]喹喔啉、醌化合物或轴烯化合物,优选二吡嗪并[2,3-f:2',3'-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六腈或式(XX)的化合物和/或式(XXIa)或(XXIb)的化合物。
在另一个方面,所述n型和p型CGL直接接触。
电子传输层(ETL)
根据另一个实施方式,包含式1的三嗪化合物的有机半导体层是电子传输层。在另一个实施方式中,电子传输层可以由式1的三嗪化合物组成。
例如,根据本发明的一个实施方式的有机发光二极管包含至少一个电子传输层,并且在这种情况下,所述电子传输层包含式1的三嗪化合物,或优选至少一种式D1至D9的化合物。
在另一个实施方式中,所述有机电子器件包含由两个或更多个电子传输层形成的有机层叠层结构的电子传输区,其中至少一个电子传输层包含式1的三嗪化合物。
所述电子传输层可包含一种或两种或更多种不同的电子传输化合物。
根据另一个实施方式,第二电子传输层包含至少一种本发明的式1化合物,并且第一电子传输层包含基质化合物,选择的所述基质化合物与本发明的式1的三嗪化合物不同,并且可以选自:
-基于蒽的化合物或杂取代的基于蒽的化合物,优选2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑和/或N4,N4”-二(萘-1-基)-N4,N4”-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4,4”-二胺。
根据另一个实施方式,第一电子传输层包含至少一种本发明的式1化合物,并且第二电子传输层包含基质化合物,选择的所述基质化合物与本发明的式1的三嗪化合物不同,并且可以选自:
-基于氧化膦的化合物,优选(3-(二苯并[c,h]吖啶-7-基)苯基)二苯基氧化膦和/或苯基双(3-(芘-1-基)苯基)氧化膦和/或3-苯基-3H-苯并[b]二萘并[2,1-d:1′,2′-f]磷杂环庚熳-3-氧化物;或
-取代的菲咯啉化合物,优选2,4,7,9-四苯基-1,10-菲咯啉、或2,9-二(联苯-4-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉。
根据另一个实施方式,第一电子传输层包含至少一种本发明的式1化合物,并且第二电子传输层包含基质化合物,选择的所述基质化合物与本发明的式1的三嗪化合物不同,并且可以选自基于氧化膦的化合物,优选(3-(二苯并[c,h]吖啶-7-基)苯基)二苯基氧化膦和/或苯基双(3-(芘-1-基)苯基)氧化膦和/或3-苯基-3H-苯并[b]二萘并[2,1-d:1′,2′-f]磷杂环庚熳-3-氧化物。
根据另一个实施方式,第一和第二电子传输层包含式1的三嗪化合物,其中所述式1的三嗪化合物不选成相同。
所述第一电子传输层的厚度可以为约0.5nm至约100nm,例如约2nm至约40nm。当第一电子传输层的厚度在这些范围内时,所述第一电子传输层可以在无需显著增加工作电压下具有改善的电子传输能力。
任选的第二电子传输层的厚度可以为约1nm至约100nm,例如约2nm至约20nm。当所述电子传输层的厚度在这些范围内时,所述电子传输层可以在无需显著增加工作电压下具有令人满意的电子传输能力。
所述电子传输层还可以包含一价或二价金属卤化物或有机一价或二价金属络合物,优选碱金属卤化物和/或碱金属有机络合物。
根据另一个实施方式,所述第一和第二电子传输层包含式1的三嗪化合物,其中第二电子传输层还包含碱金属卤化物和/或碱金属有机络合物。
碱金属卤化物
碱金属卤化物,是化学式为MX的无机化合物家族,其中M是碱金属,X是卤素。
M可选自Li、Na、钾、铷和铯。
X可选自F、Cl、Br和I。
根据本发明的多个实施方式,可以优选卤化锂。卤化锂可选自LiF、LiCl、LiBr和LiI。然而,最优选的是LiF。
所述碱金属卤化物是基本不发光的或不发光的。
碱金属有机络合物
所述碱金属有机络合物包含碱金属和至少一种有机配体。所述碱金属优选选自锂。
根据本发明的多个实施方式,所述锂有机络合物的有机配体是喹啉醇盐、硼酸盐、酚盐、吡啶醇盐或席夫碱配体;
-优选喹啉醇锂络合物具有式III、IV或V:
其中
A1至A6相同或独立地选自CH、CR、N和O;
R相同或独立地选自氢、卤素、有1至20个碳原子的烷基或芳亚基或杂芳亚基;并更优选A1至A6是CH;
-优选基于硼酸盐的有机配体是四(1H-吡唑-1-基)硼酸盐;
-优选所述酚盐是2-(吡啶-2-基)酚盐、2-(二苯基磷酰基)酚盐、咪唑酚盐、或2-(吡啶-2-基)酚盐,并更优选2-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)酚盐;
-优选所述吡啶醇盐是2-(二苯基磷酰基)吡啶-3-醇盐。
根据本发明的多个实施方式,所述碱金属有机络合物、优选锂有机络合物的有机配体可以是喹啉醇盐。可适用的喹啉醇盐公开在WO2013079217 A1中,并通过引用并入本文。
根据本发明的多个实施方式,所述锂有机络合物的有机配体可以是基于硼酸盐的有机配体,优选所述锂有机络合物是四(1H-吡唑-1-基)硼酸锂。可适用的基于硼酸盐的有机配体公开于WO 2013079676 A1中,并通过引用并入本文。
根据本发明的多个实施方式,所述锂有机络合物的有机配体可以是酚盐配体,优选所述锂有机络合物是2-(二苯基磷酰基)酚锂。可适用的酚盐配体公开于WO 2013079678A1中,并通过引用并入本文。
另外,酚盐配体可以选自吡啶醇盐,优选2-(二苯基磷酰基吡啶)-3-醇盐。可适用的吡啶酚盐配体公开于JP 2008195623中,并通过引用并入本文。
另外,酚盐配体可以选自咪唑酚盐,优选2-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)酚盐。可适用的咪唑酚盐配体公开于JP 2001291593中,并通过引用并入本文。
所述碱金属有机络合物可以是基本上不发光的。
电子注入层(EIL)
根据本发明的另一个方面,所述有机电致发光器件还可以包含在电子传输层(第一ETL)和阴极之间的电子注入层。
所述电子注入层(EIL)可以促进电子从阴极注入。
根据本发明的另一个方面,所述电子注入层包含:
(i)选自基本上元素形式的碱金属、碱土金属和稀土金属的正电性金属,优选选自Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Eu和Yb,更优选选自Li、Na、Mg、Ca、Sr和Yb,更加优选选自Li和Yb,最优选Yb;和/或
(ii)碱金属络合物和/或碱金属盐,优选锂络合物和/或盐,更优选喹啉醇锂,甚至更优选8-羟基喹啉醇锂,最优选所述第二电子传输层(第二ETL)的碱金属盐和/或络合物与所述注入层的碱金属盐和/或络合物相同。
所述电子注入层可以包括选自LiF、NaCl、CsF、Li2O和BaO中的至少一种。
所述EIL的厚度可以为约0.1nm至约10nm,或约0.3nm至约9nm。当电子注入层的厚度在这些范围内时,所述电子注入层可以在无需显著增加工作电压下具有令人满意的电子注入能力。
所述电子注入层可包含式1的三嗪化合物。
阴极
阴极的材料可以是具有低逸出功的金属、合金或导电化合物,或其组合物。阴极的材料的具体例子可以是锂(Li)、镁(Mg)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)、银(Ag)等。为了制造具有沉积在基底上的反射阳极的顶部发光型发光器件,阴极可以由例如氧化锡铟(ITO)、氧化铟锌(IZO)或银(Ag)形成为透光电极。
在包含透明金属氧化物阴极或反射金属阴极的器件中,阴极的厚度可以为约50nm至约100nm,而半透明的金属阴极可以薄至约5nm至约15nm。
基底
基底还可以布置在阳极下方或阴极上。所述基底可以是用于一般的有机发光二极管的基底,并且可以是具有强的机械强度、热稳定性、透明度、表面光滑度、易于处理和耐水性的玻璃基底或透明塑料基底。
以下,参考实施例更详细地说明实施方式。然而,本公开不限于以下实施例。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点将从下面结合附图的示例性实施方式的描述中变得清楚并更容易理解,所述附图中:
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管(OLED)的示意性截面图,其具有发光层、一个电子传输层和电子注入层;
图2是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管(OLED)的示意性截面图,其具有发光层和两个电子传输层;
图3是根据本发明的一个示例性实施方式的OLED的示意性截面图,其具有发光层和三个电子传输层;
图4是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管(OLED)的示意性截面图,其具有发光层和一个电子传输层;
图5是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管(OLED)的示意性截面图,其具有发光层和两个电子传输层;
图6是根据本发明的一个示例性实施方式的OLED的示意性截面图,其具有发光层和三个电子传输层。
具体实施方式
现在将详细参考示例性方面,所述方面的示例在附图中示出,其中同样的附图标记始终是指同样的元件。下面通过参考附图来描述示例性的实施方式,以便解释所述方面。
在本文中,当第一元件被称作在第二元件“上”形成或布置时,第一元件可以直接布置在第二元件上,或在它们之间可以布置一个或多个其他元件。当第一元件被称作在第二元件“上直接”形成或布置时,没有其他元件布置于它们之间。
术语“接触夹入”是指三个层的布置,使得在中间的层与两个相邻的层直接接触。
根据本发明的一个实施方式的有机发光二极管可以包括空穴传输区;发光层;以及包含式1化合物的第一电子传输层。
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含发光层150、含有式1的三嗪化合物的电子传输层(ETL)161和电子注入层180,使得第一电子传输层161直接布置在发光层150上并且电子注入层180直接布置在第一电子传输层161上。
图2是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含发光层150和电子传输层叠层结构(ETL)160,所述ETL 160包含含有式1的三嗪化合物的第一电子传输层161和第二电子传输层162,使得第二电子传输层162直接布置在第一电子传输层161上。或者,电子传输层叠层结构(ETL)160包含第一电子传输层161和含有式1的三嗪化合物的第二电子传输层162,使得第二电子传输层162直接布置在第一电子传输层161上。
图3是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含发光层150和电子传输层叠层结构(ETL)160,所述ETL 160包含含有式1的三嗪化合物的第一电子传输层161、含有式1的三嗪化合物但不同于第一电子传输层的三嗪化合物的第二电子传输层162、和第三电子传输层163,使得第二电子传输层162直接布置在第一电子传输层161上并且第三电子传输层163直接布置在第二电子传输层162上。
图4是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含基底110、第一阳极120、空穴注入层(HIL)130、空穴传输层(HTL)140、发光层(EML)150、一个第一电子传输层(ETL)161、电子注入层(EIL)180、和阴极190。第一电子传输层(ETL)161包含式1的三嗪化合物和任选的碱金属卤化物或碱金属有机络合物。电子传输层(ETL)161直接在EML 150上形成。
图5是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含基底110、第一阳极120、空穴注入层(HIL)130、空穴传输层(HTL)140、发光层(EML)150、电子传输层叠层结构(ETL)160、电子注入层(EIL)180、和阴极190。电子传输层(ETL)160包含第一电子传输层161和第二电子传输层162,其中所述第一电子传输层被布置在阳极(120)附近并且第二电子传输层被布置在阴极(190)附近。所述第一和/或第二电子传输层包含式1的三嗪化合物和任选的碱金属卤化物或碱金属有机络合物。
图6是根据本发明的一个示例性实施方式的有机发光二极管100的示意性截面图。OLED 100包含基底110、第一阳极120、空穴注入层(HIL)130、空穴传输层(HTL)140、发光层(EML)150、电子传输层叠层结构(ETL)160、电子注入层(EIL)180、和第二阴极190。电子传输层叠层结构(ETL)160包含第一电子传输层161、第二电子传输层162和第三电子传输层163。第一电子传输层161直接在发光层(EML)150上形成。所述第一、第二和/或第三电子传输层包含对于各层不同的式1的三嗪化合物、和任选的碱金属卤化物或碱金属有机络合物。
有机半导体层
根据另一个方面,有机半导体层可以包含至少一种式1和/或式1a的三嗪化合物。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可包含至少一种式1的三嗪化合物,并且还包含金属、金属盐或有机碱金属络合物,优选碱金属络合物,更优选LiQ或碱金属硼酸盐。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可包含至少一种式1的三嗪化合物,并且还包含金属、金属盐或有机金属络合物,优选有机一价或二价金属络合物,更优选LiQ或碱金属硼酸盐。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可包含至少一种式1的三嗪化合物和LiQ。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可包含至少一种式1的三嗪化合物和碱金属硼酸盐。
根据一个实施方式,其中至少一个有机半导体层被布置在发光层和阴极之间,优选在辅助电子传输层和阴极之间。
在另一个实施方式中,所述有机半导体层被布置在发光层和电子传输层之间。
根据一个实施方式,所述有机半导体层被布置在第一和第二发光层之间。所述有机半导体层可以是电子传输层、发光层、空穴阻挡层、电荷产生层和/或电子注入层,优选电子传输层或电荷产生层,更优选电子传输层。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可以被布置在光活性层和阴极层之间,优选在发光层或光吸收层和阴极层之间,优选所述有机半导体层是电子传输层。
根据一个实施方式,所述有机半导体层可包含至少一种碱金属卤化物或碱金属有机络合物。
包含式1或1a的三嗪化合物的有机半导体层是基本上不发光的或不发光的。
有机电子器件
本发明的有机电子器件包含至少一个有机半导体层,其中至少一个有机半导体层包含式1的三嗪化合物。
根据一个实施方式的有机电子器件,其包含至少一个含有式1的三嗪化合物的有机半导体层,其中该层是基本上不发光的或不发光的。
根据一个实施方式,所述有机电子器件可包含至少一个含有式1的三嗪化合物的有机半导体层,其是电子传输层、发光层、空穴阻挡层、电荷产生层和/或电子注入层,优选电子传输层或电荷产生层,更优选电子传输层。
根据一个实施方式的有机电子器件可以包括基底、阳极层、包含式1的三嗪化合物的有机半导体层、和阴极层。
根据一个实施方式的有机电子器件可包含至少一个有机半导体层,其中包含式1的三嗪化合物的有机半导体层被布置在光活性层和阴极层之间,优选在发光层或光吸收层和阴极层之间,优选所述有机半导体层是电子传输层。
根据一个实施方式的有机电子器件可包含至少一个含有式1的三嗪化合物的有机半导体层,其中所述至少一个有机半导体层还包含至少一种碱金属卤化物或碱金属有机络合物。
根据一个实施方式的有机电子器件包含至少一个含有至少一种式1的三嗪化合物的有机半导体层、至少一个阳极层、至少一个阴极层和至少一个发光层,其中所述包含至少一种式1的三嗪化合物的有机半导体层优选被布置在发光层和阴极层之间。
根据一个实施方式的有机电子器件包含至少一个含有至少一种式1的三嗪化合物的有机半导体层,并且还包含至少一种碱金属卤化物或碱金属有机络合物。
根据一个实施方式的有机电子器件包含至少一个有机半导体层、至少一个阳极层、至少一个阴极层和至少一个发光层,其中包含至少一种式1的三嗪化合物的有机半导体层优选被布置在发光层和阴极层之间。优选地,所述至少一个有机半导体层是电子传输层。
本发明的有机发光二极管(OLED)可包括阳极、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、包含至少一种式1的三嗪化合物的电子传输层(ETL)、和阴极,它们在基底上依次层叠。在这方面,所述HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。
根据一个实施方式的有机电子器件可以是发光器件、薄膜晶体管、电池组、显示装置或光伏电池,并优选是发光器件。发光器件可以是OLED。
根据一个实施方式,所述OLED可具有以下层结构,其中所述层具有以下顺序:
阳极层、空穴注入层、任选的第一空穴传输层、任选的第二空穴传输层、发光层、包含本发明的式1的三嗪化合物的电子传输层、电子注入层、和阴极层。
根据本发明的另一个方面,提供了一种制造有机电子器件的方法,所述方法使用:
-至少一个沉积源,优选两个沉积源并更优选至少三个沉积源。
可以合适的沉积方法包括:
-通过真空热蒸发的沉积;
-通过溶液加工沉积,优选所述加工选自旋涂、印刷、浇铸;和/或
-狭缝式模头涂布。
根据本发明的多个实施方式,提供了一种方法,所述方法使用:
-第一沉积源,以释放本发明的式1的三嗪化合物,和
-第二沉积源,以释放所述碱金属卤化物或碱金属有机络合物,优选卤化锂或锂有机络合物;
所述方法包括形成所述电子传输层叠层结构的步骤;使得对于有机发光二极管(OLED)而言:
-通过从第一沉积源释放本发明的式1的三嗪化合物和从第二沉积源释放所述碱金属卤化物或碱金属有机络合物、优选卤化锂或锂有机络合物,来形成所述第一电子传输层。
根据本发明的多个实施方式,所述方法还可以包括在阳极上形成发光层,并在阳极和第一电子传输层之间形成选自形成空穴注入层、形成空穴传输层或形成空穴阻挡层中的至少一个层。
根据本发明的多个实施方式,所述方法还可以包括形成有机发光二极管(OLED)的步骤,其中
-在基底上形成第一阳极,
-在所述第一阳极上形成发光层,
-在所述发光层上形成电子传输层叠层结构,优选在所述发光层上形成第一电子传输层并在所述第一电子传输层上形成第二电子传输层,并且所述第二电子传输层包含式1的三嗪化合物,
-并最后形成阴极,
-在所述第一阳极和所述发光层之间依次形成任选的空穴注入层、空穴传输层和空穴阻挡层,
-在所述电子传输层叠层结构和所述阴极之间形成任选的电子注入层。
根据本发明的多个实施方式,所述方法还可以包括在第一电子传输层上形成电子注入层。然而,根据本发明的OLED的多个实施方式,所述OLED可以不包含电子注入层。
根据多个实施方式,所述OLED可具有以下层结构,其中所述层具有以下顺序:
阳极、第一空穴传输层、第二空穴传输层、发光层、任选的第二电子传输层、包含根据本发明的式1的三嗪化合物的第一电子传输层、任选的第二电子传输层、任选的电子注入层、和阴极。
根据本发明的另一个方面,提供一种电子器件,其包含至少一个根据在整个本申请中描述的任何实施方式的有机发光器件,优选地,所述电子器件包含在整个本申请中描述的实施方式之一中的有机发光二极管。更优选地,所述电子器件是显示装置。
以下,参考实施例更详细地说明实施方式。然而,本公开不限于以下实施例。现在将详细参考示例性方面。
实施例
式1的三嗪化合物的制备
可以如下所述来制备式1的三嗪化合物。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(4'-苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-
1,3,5-三嗪的制备
2-(4-氯苯基)-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-氯-4-(4-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(26.1g,86.3mmol)、二苯并[b,d]呋喃-3-基硼酸(19.2g,90.7mmol)、Pd(PPh3)4(2.0g,1.73mmol)和K2CO3(23.8g,173.0mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(2:1,405mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至75℃,持续5小时。冷却至5℃后,通过抽滤分离所生成的沉淀物,并用THF和正己烷洗涤,然后用水和甲醇洗涤。将粗产物溶解在热氯仿和甲苯(1:1)的混合物中,然后添加正己烷直至开始沉淀。在室温下搅拌30min后,通过抽滤收集沉淀物,并用正己烷洗涤。与甲苯一起研磨并干燥后,得到34.3g(92%)的淡黄色固体。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(4'-苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-(4-氯苯基)-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(11.2g,25.9mmol)、2-([1,1':3',1”-三联苯]-4'-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(11.1g,31.1mmol)、氯(巴豆基)(2-二环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯)钯(II)(0.31g,0.51mmol)和K3PO4(11.0g,51.9mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(4:1,250mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至50℃,持续17小时。冷却至室温后,通过抽滤分离所生成的沉淀物,并用THF洗涤。将粗产物溶解在氯苯中,并通过Florisil垫过滤。用另外的氯苯清洗后,将滤液蒸发至干,并将残余物与甲醇一起研磨。通过从氯苯和邻二甲苯中重结晶获得进一步纯化,干燥后得到7.5g(46%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=628([M+H]+)。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(2',6'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-6-
苯基-1,3,5-三嗪的制备
4,4,5,5-四甲基-2-(5'-苯基-[1,1':3',1”-三联苯]-2'-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷
在-80℃下,向2'-溴-5'-苯基-1,1':3',1”-三联苯(60.0g,155.7mmol)在THF(950mL)中的经搅拌的溶液中添加在正己烷中的正丁基锂(129.6mL,33wt%,323.9mmol),并将所述混合物在4小时期间缓慢升温至-60℃。然后将该绿色溶液冷却至-80℃,并缓慢添加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(86.9g,467.2mmol)。将所述混合物搅拌过夜,同时将温度逐渐增至室温。添加甲醇并将粗反应混合物蒸发至干。将残余物溶解在氯仿中,并用水提取三次。有机相经MgSO4干燥,过滤并蒸发至干。与正己烷一起研磨并干燥后,得到42.2g(62%)的白色固体。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(2',6'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-(4-氯苯基)-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(10.0g,23mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(5'-苯基-[1,1':3',1”-三联苯]-2'-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(12.0g,27.7mmol)、氯(巴豆基)(2-二环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯)钯(II)(0.28g,0.46mmol)、和K3PO4(9.8g,46.1mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(4:1,290mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至50℃,持续两天。添加另外的氯(巴豆基)(2-二环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯)-钯(II)(0.28g,0.46mmol),并将反应混合物在氮气氛下加热至70℃,持续五天。冷却至室温后,通过抽滤收集所形成的沉淀物,并用水和甲醇洗涤。将粗产物溶解在热氯苯中,并通过硅胶垫过滤。用另外的热氯苯清洗后,将合并的滤液真空浓缩,并将得到的沉淀物通过抽滤分离并用正己烷洗涤。从THF中重结晶并干燥后,得到4.1g(27%)的淡黄色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=704([M+H]+)。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(3',5'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-6-
苯基-1,3,5-三嗪的制备
2-(3',5'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷
将烧瓶用氮气吹扫,并装入5'-(4-溴苯基)-3'-苯基-1,1':2',1”-三联苯(11.0g,23.8mmol)、双(频哪醇合)二硼(6.7g,26.2mmol)、Pd(dppf)Cl2(1.0g,1.4mmol)、和乙酸钾(5.8g,59.6mmol)。加入无水和脱气的DMF(110mL),并将反应混合物在氮气氛下加热至80℃,持续22小时。随后,真空除去所有挥发物,添加水和二氯甲烷,并将有机相用水洗涤四次。经MgSO4干燥后,将有机相通过Florisil垫过滤。用另外的二氯甲烷清洗后,将滤液浓缩至最小量,并通过添加正己烷诱发沉淀。通过抽滤收集沉淀物,用正己烷洗涤并干燥,得到10.4g(86%)的灰白色固体。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(3',5'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-(3',5'-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(5.0g,9.8mmol)、2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(7.1g,20.0mmol)、Pd(PPh3)4(0.48g,0.42mmol)和K2CO3(5.8g,41.9mmol)。添加脱气的1,4-二烷/水的混合物(5:1,120mL),并将该反应混合物在氮气氛下加热至回流过夜。冷却至室温后,通过抽滤收集所形成的沉淀物,并用水、甲醇和正己烷洗涤。将粗产物溶解在热甲苯中,并通过硅胶垫过滤。用另外的热甲苯清洗后,将合并的滤液真空浓缩,并在添加正己烷后,将得到的沉淀物通过抽滤分离并用正己烷洗涤。与甲苯一起研磨并干燥后,得到4.0g(29%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=704([M+H]+)。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(4',5',6'-三苯基-[1,1':2',1”:4”,
1”'-四联苯]-4”'-基)-1,3,5-三嗪的制备
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(4',5',6'-三苯基-[1,1':2',1”:4”,1”'-四联苯]-4”'-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-(4-氯苯基)-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(15g,34.6mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(30.4g,52mmol)、氯(巴豆基)(2-二环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯)钯(II)(0.63g,1.04mmol)和K3PO4(14.7g,69mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(4:1,375mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至45℃,持续46小时。随后,真空除去所有挥发物,并将残余物溶解在二氯甲烷/水中。除去水相,将有机相用水洗涤四次,经MgSO4干燥,并经florisil垫过滤。将滤液真空浓缩并添加乙腈。通过抽滤收集形成的沉淀物,并用乙腈洗涤。与乙酸乙酯一起研磨并真空干燥后,得到25.7g(87%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=856([M+H]+)。
用于制备a、b和c=1的式1三嗪化合物的方案:
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-3-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(10g,27.9mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-3-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(17.2g,29.4mmol)、Pd(PPh3)4(0.65g,0.56mmol)、和K2CO3(7.7g,55.8mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(2:1,200mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至回流,持续26小时。冷却至10℃后,通过抽滤收集形成的沉淀,并用THF和正己烷洗涤。将所述固体溶解在氯仿中并将有机相用水提取3次,经MgSO4干燥,并通过硅胶和florisil的垫过滤。将滤液真空浓缩并添加正己烷。通过抽滤收集形成的沉淀物,并用正己烷洗涤。与甲苯一起研磨并真空干燥后,得到15.8g(72%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=780([M+H]+)。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-苯基-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
按照上述程序,使用2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(10g,27.9mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(18g,30.7mmol)、Pd(PPh3)4(0.65g,0.56mmol)、K2CO3(7.7g,55.8mmol)、THF/水(2:1,200mL)以及20小时的反应时间,得到14.3g(65%)的白色固体。
通过升华实现最终的纯化。m/z=780([M+H]+)。
2-([1,1'-联苯]-4-基)-4-氯-6-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-([1,1'-联苯]-4-基)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪(80g,264.8mmol)、二苯并[b,d]呋喃-3-基硼酸(44.9g,211.8mmol)、Pd(PPh3)4(15.3g,13.2mmol)和K2CO3(91.5g,662mmol)。添加脱气的甲苯/THF/水的混合物(1:1:1,1200mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至65℃,持续6小时。冷却至室温后,通过抽滤收集沉淀物,并用水和甲苯洗涤。将所述固体溶解在热甲苯中,并通过硅胶垫过滤。使滤液冷却至室温,所生成的沉淀物通过抽滤收集并用甲苯洗涤。真空干燥后,得到32.7g(28%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。
2-([1,1'-联苯]-4-基)-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
按照上述程序,使用2-([1,1'-联苯]-4-基)-4-氯-6-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-1,3,5-三嗪(18g,41.5mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(26.7g,45.6mmol)、Pd(PPh3)4(0.96g,0.83mmol)、K2CO3(11.5g,83mmol)、THF/水(4:1,500mL)、以及21小时的反应时间,得到25.9g(73%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=856([M+H]+)。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(萘-2-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-
三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪的制备
2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2,4-二氯-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(32.9g,119.1mmol)、二苯并[b,d]呋喃-3-基硼酸(25.3g,119.1mmol)和K2CO3(41.2g,297.8mmol)。添加脱气的甲苯/乙醇/水的混合物(1:1:1,495mL),然后添加Pd(PPh3)4(6.88g,5.9mmol)。将该反应混合物在氮气氛下加热至45℃,持续7小时。用冰浴冷却反应混合物,通过抽滤收集沉淀物,并用甲苯、水和甲醇洗涤。真空干燥得到26.1g(54%)的灰白色固体。
2-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-4-(萘-2-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
按照上述一般程序,使用2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(20g,49mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(31.5g,53.9mmol)、K2CO3(13.5g,98.1mmol)、Pd(PPh3)4(1.13g,0.98mmol)、THF/水(4:1,500mL)、以及3天的反应时间,得到38g(93%)淡黄色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=830([M+H]+)。
b,4-二([1,1'-联苯]-4-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪的制备
2,4-二([1,1'-联苯]-4-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
按照上述一般程序,使用2,4-二([1,1'-联苯]-4-基)-6-氯-1,3,5-三嗪(10g,23.8mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-3-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(14.6g,25mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.87g,1.2mmol)、K2CO3(6.57g,47.6mmol)、甲苯/乙醇/水(9:3:2,160mL)以及2.5小时的反应时间,在用叔丁基甲基醚从二氯甲烷中反复沉淀后,得到16.0g(80%)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=842([M+H]+)。
2,4-双(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-
4-基)-1,3,5-三嗪的制备
2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2,4-二氯-6-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-1,3,5-三嗪(40.5g,128.3mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(60g,102.6mol)、Pd(dppf)Cl2(4.69g,6.41mmol)和K2CO3(44.2g,320mmol)。添加脱气的甲苯/THF/水的混合物(1:1:1,1050mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至65℃,持续21小时。然后让所述混合物冷却至室温,并通过抽滤收集沉淀物。所述固体用水和正己烷洗涤,并真空干燥。然后将所述固体悬浮在二氯甲烷中并搅拌过夜。过滤后,将所述固体再次真空干燥,得到29.3g(39%)的米色固体。
2,4-双(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪
将烧瓶用氮气吹扫,并装入2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-6-(3',4',5'-三苯基-[1,1':2',1”-三联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪(15g,20.3mmol)、二苯并[b,d]呋喃-3-基硼酸(5.17g,24.3mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.29g,0.4mmol)和K2CO3(5.61g,40.6mmol)。添加脱气的THF/水的混合物(4.3:1,185mL),并将所述反应混合物在氮气氛下加热至75℃,持续2小时。将另外200mL脱气的THF添加到所述悬浮液中,并连续加热和搅拌18小时。冷却至室温后,通过抽滤收集沉淀物,并用THF和水洗涤。将所述固体与热氯仿一起研磨。随后,将所述固体溶解在热氯苯中,并通过硅胶垫过滤。将滤液减压浓缩,并通过抽滤分离所得的沉淀物。真空干燥后,得到8.7g(50℃)的白色固体。通过升华实现最终的纯化。m/z=870([M+H]+)。
表1中显示了式1和比较例ETM-1的化合物的化学结构、计算的HOMO、LUMO和偶极矩。
表1
制造OLED的一般程序
对于顶部发光型器件,实施例1至9和比较例1,将玻璃基底切割成50mm×50mm×0.7mm的大小,将其用异丙醇超声清洁5分钟,然后用纯水超声清洁5分钟,再用UV臭氧清洁30分钟,来准备基底。将100nm Ag在10-5至10-7毫巴的压力下沉积在所述基底上以形成阳极。
然后,将92vol.-%联苯-4-基(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺(CAS 1242056-42-3)与8vol.-%2,2',2”-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(对氰基四氟苯基)乙腈)一起真空沉积在所述阳极上,以形成厚度为10nm的HIL。然后,将联苯-4-基(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺真空沉积在所述HIL上,以形成厚度为118nm的HTL。
然后,将N,N-双(4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯基)-[1,1':4',1”-三联苯]-4-胺(CAS 1198399-61-9)真空沉积在所述HTL上,以形成厚度为5nm的电子阻挡层(EBL)。
然后,将97vol.-%作为EML主体的H09(Sun Fine Chemicals)和3vol.-%作为荧光蓝色掺杂剂的BD200(Sun Fine Chemicals)沉积在EBL上,以形成厚度为20nm的蓝色发光EML。
然后,通过在所述发光层上沉积2,4-二苯基-6-(4',5',6'-三苯基-[1,1':2',1”:3”,1”':3”',1””-五联苯]-3””-基)-1,3,5-三嗪,形成厚度为5nm的空穴阻挡层。
然后,在实施例1至9和比较例1的空穴阻挡层上形成厚度为31nm的电子传输层。所述电子传输层包含50wt.-%的基质化合物和50wt.-%的碱金属有机络合物,参见表2。
然后,在电子传输层上通过沉积厚度为2nm的Yb形成电子注入层。
在所述阴极上形成厚度为75nm的联苯-4-基(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺的盖层。
所述OLED叠层结构通过用载玻片封装所述器件来避免环境条件的影响。由此,形成包含用于进一步防护的消气材料的腔。
为了与现有技术相比较来评估本发明的实施例的性能,在20℃下测量电流效率。使用Keithley 2635源测量单元,通过以V计供给电压并测量以mA计流过被测器件的电流,来确定电流-电压特性。施加到所述器件的电压以0.1V的步长在0V和10V之间的范围内变化。同样,通过使用Instrument Systems CAS-140CT阵列光谱仪测量每个电压值下以cd/m2计的亮度,来确定亮度-电压特性和CIE坐标。通过分别内插所述亮度-电压和电流-电压特性来确定在10mA/cm2下的cd/A效率。
在环境条件(20℃)和30mA/cm2下利用Keithley 2400源表测量所述器件的寿命LT,并以小时记录。
所述器件的亮度使用校准的光电二极管测量。寿命LT定义为直到所述器件的亮度降至其初始值的97%为止的时间。
顶部发光型器件在10mA/cm2下确定以外部效率EQE和功率效率(lm/W效率)计的光输出。
为了确定以%计的效率EQE,使用校准的光电二极管测量所述器件的光输出。
为了确定以lm/W计的功率效率,在第一步,用来自Instrument Systems的已经由Deutsche Akkreditierungsstelle(DAkkS)校准的阵列光谱仪CAS140 CT测量以坎德拉/平方米(cd/m2)计的亮度。在第二步,所述亮度然后乘以π并除以电压和电流密度。
顶部发光型器件
表2中显示了有机电子器件中的性能,所述有机电子器件包含含有式1的三嗪化合物和碱金属有机络合物的有机半导体层。
在比较例1中,化合物ETM-1被用作基质化合物:
在比较例1中,化合物ETM-1被用作基质化合物。所述有机半导体层包含50vol.-%ETM-1和50vol.-%LiQ。工作电压为3.5V并且cd/A效率为8cd/A。寿命为37小时。
在实施例1中,所述有机半导体层包含50vol.-%式1的化合物MX1和50vol.-%LiQ。工作电压为3.5V。cd/A效率为8cd/A并且寿命改善到47小时。
在实施例2至9中,在包含50vol.-%式1的化合物和50vol.-%LiQ的有机半导体层中测试了式1的其他化合物。寿命总是得到改善,参见表2。
发明的技术效果
如表1中可以看出,根据式1的实施例1至9的组合物的LUMO能级(eV)非常低。
总之,当有机半导体层包含式1的三嗪化合物时,可以实现改善的寿命和更负的LUMO能级(eV)。多种多样的碱金属有机络合物均可以实现高性能。
尽管已经结合当前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,其旨在覆盖包括在权利要求书的主旨和范围之内的多种修改和等效布置。因此,前述实施方式应被理解为是示例性的,而不以任何方式限制本发明。
Claims (15)
1.一种根据式1的三嗪化合物,
其中
X是O、S或Se;
a、b、c、d选自0或1,其中1≤a+b+c+d≤3;
n选自0、1或2;
Ar1选自C1至C16烷基、取代或未取代的C6至C40芳基、取代或未取代的C3至C40杂芳基,其中
所述取代的C6至C40芳基和取代的C3至C40杂芳基的取代基选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C24芳基、C3至C25杂芳基、-PX(R1)2、D、F或CN,其中
R1独立地选自C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基;
Ar2、Ar3、Ar4、Ar5和Ar6独立地选自取代或未取代的C6至C12芳基、或取代或未取代的C4至C10杂芳基,其中
所述取代的C6至C12芳基或取代的C4至C10杂芳基的取代基选自C1至C6烷基、C1至C6烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷基、部分氘化或全氘化的C1至C6烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷基、部分氟化或全氟化的C1至C6烷氧基、D、F或CN。
2.根据权利要求1所述的式1的三嗪化合物,其中X选自O或S,并优选O。
3.根据权利要求1或2所述的式1的三嗪化合物,其中
Ar1选自C1至C12烷基、取代或未取代的C6至C24芳基、或取代或未取代的C3至C36杂芳基,其中
所述取代的C6至C24芳基和取代的C3至C36杂芳基的取代基选自C1至C12烷基、C1至C12烷氧基、部分氟化或全氟化的C1至C12烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷氧基、部分氘化或全氘化的C1至C12烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷氧基、C6至C18芳基、C3至C25杂芳基、D、F或CN,优选选自C1至C12烷基。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中
Ar1选自未取代的C6至C24芳基,优选C6或C12芳基。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中Ar1独立地选自B1至B77,
其中
a)B1至B6是取代或未取代的非杂芳基基团:
b)B7至B23是取代或未取代的增环的非杂芳基基团:
c)B24至B31是二苯并呋喃/二苯并噻吩基团:
e)B35至B62是未取代或取代的杂芳亚基基团:
f)B63至B65是未取代的增环杂芳亚基基团:
g)B66和B67是腈取代的苯基基团
h)B68至B70是腈取代的联苯基团
i)B71至B77是咔唑基团
其中
取代基R2独立地选自H、C1至C16烷基、部分氟化或全氟化的C1至C16烷基、部分氘化或全氘化的C1至C16烷基、C1至C16烷氧基、C3至C16支链烷基、C3至C16环状烷基、C3至C16支链烷氧基、C3至C16环状烷氧基、C6至C24芳基和C3至C25杂芳基。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自未取代的C6至C12芳基或未取代的C4至C10杂芳基;优选Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少一个至最多三个取代基独立地选自苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、喹唑啉基;进一步优选至少一个Ar2、Ar3、Ar5和Ar6选自苯基;更优选Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的至少两个或三个选自苯基;也优选Ar2、Ar3、Ar5和Ar6中的三个选自苯基。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中Ar4独立地选自未取代的C6至C12芳基或未取代的C4至C10杂芳基;优选Ar4独立地选自苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、喹唑啉基;进一步优选Ar4选自苯基。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中n=0或1,优选n=0。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的式1的三嗪化合物,其中
-a=1,b=0,c=0且d=1;或
-a=0,b=0,c=0且d=1;或
-a=0,b=0,c=1且d=1;或
-a=0,b=1,c=1且d=0;或
-a=1,b=1,c=1且d=0。
12.一种有机半导体层,所述有机半导体层包含至少一种根据前述权利要求1-11中的任一项所述的式1的三嗪化合物。
13.根据权利要求12所述的有机半导体层,所述有机半导体层还包含金属、金属盐或有机金属络合物,优选有机一价或二价金属络合物,更优选LiQ或碱金属硼酸盐。
14.一种有机电子器件,所述有机电子器件包含根据前述权利要求12或13中的任一项所述的有机半导体层,其中至少一个有机半导体层包含根据前述权利要求1至11中的任一项所述的式1的三嗪化合物。
15.根据权利要求14所述的有机电子器件,其中所述电子器件是发光器件、薄膜晶体管、电池组、显示装置或光伏电池,并优选是发光器件。
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