CN112262135A - 杂环化合物和包含其的有机发光器件 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及化学式1的杂环化合物和包含其的有机发光器件。

Description

杂环化合物和包含其的有机发光器件
技术领域
本公开内容要求于2018年7月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0081632号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及杂环化合物和包含其的有机发光器件。
背景技术
有机发光现象通常是指使用有机材料将电能转换为光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件通常具有包括阳极、阴极和介于其间的有机材料层的结构。在本文中，为了提高有机发光器件的效率和稳定性，有机材料层通常以由不同材料形成的多层结构形成，例如，有机材料层可以由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。当在这样的有机发光器件结构中的两个电极之间施加电压时，空穴和电子分别从阳极和阴极注入至有机材料层中，当注入的空穴和电子相遇时，形成激子，并且当这些激子落回至基态时发光。
一直需要开发用于这样的有机发光器件的新材料。
发明内容
技术问题
本说明书旨在提供杂环化合物和包含其的有机发光器件。
技术方案
本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的杂环化合物。
[化学式1]
Figure BDA0002827665380000021
在化学式1中，
L为经取代或未经取代的包含选自N、O和S中的两个或更多个杂原子的三环或更多环二价杂环基，
Ar为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，以及
R1至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、腈基、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，或者与相邻基团键合以形成至少一个经取代或未经取代的芳族环。
本说明书的另一个实施方案提供了有机发光器件，其包括：第一电极；设置成与第一电极相对的第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间的一个、两个或更多个有机材料层，其中有机材料层中的一个或更多个层包含所述杂环化合物。
有益效果
根据本说明书的一个实施方案的杂环化合物可以用作有机发光器件的有机材料层的材料，并且通过使用所述杂环化合物，在有机发光器件中，可以提高效率，可以获得低驱动电压，和/或可以提高寿命特性。
附图说明
图1示出了根据本说明书的一个实施方案的有机发光器件。
图2示出了根据本说明书的一个实施方案的有机发光器件。
[附图标记]
1：基底
2：第一电极
3：有机材料层
4：第二电极
5：空穴注入层
6：空穴传输层
7：电子阻挡层
8：发光层
9：空穴阻挡层
10：电子注入和传输层
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本说明书。
本说明书的一个实施方案提供了由化学式1表示的杂环化合物。
在本说明书中，除非特别相反地指出，否则某个部分“包括”某些构成要素的描述意指还能够包括其他构成要素，并且不排除其他构成要素。
在本说明书中，一个构件设置于另一构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一构件的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。
下面描述本说明书中的取代基的实例，然而，取代基不限于此。
术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变为另外的取代基，并且取代的位置没有限制，只要其是氢原子被取代的位置(即，取代基可以取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代基取代时，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”意指经选自以下的一个、两个或更多个取代基取代：氘；腈基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的甲硅烷基；经取代或未经取代的芳基；和经取代或未经取代的杂环基，或者经以上例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以包括经芳基取代的芳基、经杂芳基取代的芳基、经芳基取代的杂环基、经烷基取代的芳基等。
在本说明书中，烷基可以为线性或支化的，并且虽然不特别限于此，但是碳原子数优选为1至30。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、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。
在本说明书中，甲硅烷基的具体实例可以包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。
在本说明书中，芳基没有特别限制，但优选具有6至30个碳原子，并且芳基可以为单环或多环的。
当芳基为单环芳基时，碳原子数没有特别限制，但优选为6至30。单环芳基的具体实例可以包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。
当芳基为多环芳基时，碳原子数没有特别限制，但优选为10至30。多环芳基的具体实例可以包括萘基、蒽基、菲基、三亚苯基、芘基、非那烯基、苝基、
Figure BDA0002827665380000041
基、芴基等，但不限于此。
在本说明书中，杂环基包含一个或更多个非碳的原子(即杂原子)，并且具体地，杂原子可以包括选自O、N、Se、S等中的一个或更多个原子。碳原子数没有特别限制，但优选为2至30，并且杂环基可以为单环或多环的。杂环基的实例可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
Figure BDA0002827665380000042
唑基、
Figure BDA0002827665380000043
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
Figure BDA0002827665380000044
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、异
Figure BDA0002827665380000045
唑基、噻二唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。
根据本说明书的一个实施方案，R1至R4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢，或者与相邻取代基键合以形成芳族环。
根据本说明书的一个实施方案，R1至R4与相邻基团键合以形成至少一个经取代或未经取代的芳族环，并且不形成环的取代基为氢。
在本说明书中，化学式1由以下化学式1-1至1-3中的任一者表示。
Figure BDA0002827665380000051
在化学式1-1至1-3中，R1至R14、L和Ar具有与化学式1中相同的限定。
根据本说明书的一个实施方案，L为以下化学式3或化学式4。
[化学式3]
Figure BDA0002827665380000052
[化学式4]
Figure BDA0002827665380000061
在化学式3和化学式4中，
X11至X14和X21至X24彼此相同或不同，并且各自为N或C-Ar，
X11至X14中的一者与化学式1的N键合，
X21至X24中的一者与化学式1的N键合，
X11至X14中的两者或更多者为N，
X21至X24中的两者或更多者为N，
Y为O、S或C(CH3)2，
Ar为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，以及
n和m为0或1。
根据本说明书的一个实施方案，化学式3可以由以下化学式3-1至化学式3-4表示。
[化学式3-1]
Figure BDA0002827665380000062
[化学式3-2]
Figure BDA0002827665380000071
[化学式3-3]
Figure BDA0002827665380000072
[化学式3-4]
Figure BDA0002827665380000073
在化学式3-1至3-4中，X11至X14具有与化学式3中相同的限定。
根据本说明书的一个实施方案，化学式4可以由以下化学式4-1或化学式4-2表示。
[化学式4-1]
Figure BDA0002827665380000081
[化学式4-2]
Figure BDA0002827665380000082
在化学式4-1和4-2中，X21至X24和Y具有与化学式4中相同的限定。
根据本说明书的一个实施方案，L为选自以下取代基中的任一者。
Figure BDA0002827665380000083
虚线中的一者与化学式1的N键合，并且另一者与Ar键合。
根据本说明书的一个实施方案，Ar为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的烷基；经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基；或者经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的杂芳基。
虚线中的一者与化学式1的N键合，并且另一者与Ar键合。
根据本说明书的一个实施方案，Ar为经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基；或者经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方案，Ar为经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基；或者未经取代或经芳基取代的具有3至30个碳原子的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方案，Ar为苯基、联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基，并且
苯基、联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基未经取代或经以下取代：具有1至10个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、或具有3至30个碳原子的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方案，Ar为苯基、联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基，并且
苯基、联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基未经取代或经苯基或萘基取代。
根据本说明书的另一个实施方案，化学式1的杂环化合物可以由以下结构式中的任一者表示。
Figure BDA0002827665380000101
Figure BDA0002827665380000111
Figure BDA0002827665380000121
Figure BDA0002827665380000131
Figure BDA0002827665380000141
Figure BDA0002827665380000151
Figure BDA0002827665380000161
Figure BDA0002827665380000171
Figure BDA0002827665380000181
Figure BDA0002827665380000191
Figure BDA0002827665380000201
Figure BDA0002827665380000211
Figure BDA0002827665380000221
Figure BDA0002827665380000231
Figure BDA0002827665380000241
Figure BDA0002827665380000251
本说明书的一个实施方案提供了有机发光器件，其包括：第一电极；设置成与第一电极相对的第二电极；以及设置在第一电极与第二电极之间的一个、两个或更多个有机材料层，其中有机材料层中的一个或更多个层包含所述杂环化合物。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括发光层，并且发光层包含所述杂环化合物。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括发光层，并且发光层包含所述杂环化合物作为主体。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括发光层，并且发光层包含所述杂环化合物作为红色主体。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层还包含掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层包含金属配合物作为掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层包含基于铱的配合物作为掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层包含以下化合物中的任一者作为掺杂剂。
Figure BDA0002827665380000261
Figure BDA0002827665380000271
Figure BDA0002827665380000281
Figure BDA0002827665380000291
根据本公开内容的一个实施方案，发光层以1:99至99:1的重量比包含主体和掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层以50:50至99:1的重量比包含主体和掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层以80:20至99:1的重量比包含主体和掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，发光层以90:10至99:1的重量比包含主体和掺杂剂。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括电子注入层、电子传输层、或电子注入和传输层，并且电子注入层、电子传输层、或电子注入和传输层包含所述杂环化合物。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括空穴注入层、空穴传输层、或空穴注入和传输层，并且空穴注入层、空穴传输层、或空穴注入和传输层包含所述杂环化合物。
根据本公开内容的一个实施方案，有机材料层包括电子阻挡层或空穴阻挡层，并且电子阻挡层或空穴阻挡层包含所述杂环化合物。
例如，本公开内容的有机发光器件可以具有如图1和2所示的结构，然而，结构不限于此。
图1示出了其中第一电极2、有机材料层3和第二电极4顺序地层合在基底1上的有机发光器件的结构。
图2示出了其中第一电极2、空穴注入层5、空穴传输层6、电子阻挡层7、发光层8、空穴阻挡层9、电子注入和传输层10以及第二电极4顺序地层合在基底1上的有机发光器件的结构。
图2示出了有机发光器件，结构不限于此，并且在各层之间还可以包括另外的有机材料层。
例如，根据本公开内容的有机发光器件可以通过如下来制造：通过使用物理气相沉积(PVD)法(例如溅射或电子束蒸镀)沉积金属、具有导电性的金属氧化物、或其合金来在基底上形成阳极，在阳极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层或电子传输层的有机材料层和包含化学式1的杂环化合物的有机材料层，然后在有机材料层上沉积可用作阴极的材料。除了这样的方法之外，有机发光器件还可以通过在基底上顺序地沉积阴极材料、有机材料层和阳极材料来制造。
作为阳极材料，通常优选具有大的功函数的材料使得空穴顺利地注入至有机材料层。可用于本公开内容中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，例如聚吡咯和聚苯胺，但不限于此。
作为阴极材料，通常优选具有小的功函数的材料使得电子顺利地注入至有机材料层。阴极材料的具体实例包括金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅，或其合金；多层结构材料，例如LiF/Al或LiO2/Al；等等，但不限于此。
空穴注入材料是在低电压下有利地接收来自阳极的空穴的材料，并且空穴注入材料的最高占据分子轨道(HOMO)优选在阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。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化合物的导电聚合物等，但不限于此。
空穴传输材料是能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴，并使空穴移动至发光层的材料，并且具有高空穴迁移率的材料是合适的。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等，但不限于此。
发光材料是能够通过接收分别来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使空穴和电子结合而发出可见光区域内的光的材料，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
Figure BDA0002827665380000311
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；等等，但不限于此。
当有机发光器件包括复数个有机材料层时，有机材料层可以由彼此相同或不同的材料形成。
本说明书的有机发光器件可以使用本领域已知的材料和方法来制造，不同之处在于使用所述杂环化合物形成有机材料层中的一个或更多个层。
掺杂剂材料可以包括芳族杂环化合物、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，芳族杂环化合物为具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳族环衍生物，并且可以包括含芳基氨基的芘、蒽、
Figure BDA0002827665380000312
二茚并芘等。苯乙烯基胺化合物为这样的化合物：其中经取代或经未经取代的芳基胺经至少一个芳基乙烯基取代，并且选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个、两个或更多个取代基可以是经取代或未经取代的。具体地，可以包括苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等，然而，苯乙烯基胺化合物不限于此。作为金属配合物，可以包括铱配合物、铂配合物等，然而，金属配合物不限于此。
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，作为电子传输材料，能够有利地接收来自阴极的电子，使电子移动至发光层，并且具有高电子迁移率的材料是合适的。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；等等，但不限于此。电子传输层可以与如本领域中使用的任何期望的阴极材料一起使用。特别地，合适的阴极材料的实例包括具有小的功函数的常见材料，其中后接铝层或银层。具体地，阴极材料包括铯、钡、钙、镱和钐，并且在每种情况下都后接铝层或银层。
电子注入层是注入来自电极的电子的层，作为电子注入材料，优选这样的化合物：其具有电子传输能力，具有注入来自阴极的电子的效应，对发光层或发光材料具有优异的电子注入效应，并且防止发光层中产生的激子移动至空穴注入层，并且除此之外，具有优异的薄膜形成能力。其具体实例包括芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、
Figure BDA0002827665380000322
唑、
Figure BDA0002827665380000323
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；等等，但不限于此。
金属配合物化合物包括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。
空穴阻挡层是阻挡空穴到达阴极的层，并且通常可以在与空穴注入层相同的条件下形成。其具体实例可以包括
Figure BDA0002827665380000324
二唑衍生物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物、BCP、铝配合物等，但不限于此。
根据所使用的材料，根据本说明书的有机发光器件可以为顶部发射型、底部发射型或双发射型。
发明实施方式
本公开内容的化合物使用作为代表性反应的Buchwald-Hartwig偶联反应、Suzuki偶联反应等来制备。
以下为本说明书的公开内容中代表性结构的制备例，并且通过改变取代基，可以制备本说明书的全部化合物。
制备例1.
Figure BDA0002827665380000321
在将2-硝基萘-1-基三氟甲烷磺酸酯(100.0g，1.0当量)和三亚苯-1-基硼酸(93.17g，1.1当量)溶解在四氢呋喃(THF)(1000ml)中之后，向其中引入溶解在水(300ml)中的K2CO3(86.05g，2.0当量)。向其中引入Pd(t-Bu3P)2(1.59g，0.005当量)，并将所得物在回流下搅拌。当反应完成时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并用无水硫酸镁处理。将所得物再次抽真空以除去溶剂，并对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物A-1(88.28g，产率71％)。[M+H]＝400。
将化学式A-1(88.28g，1.0当量)引入至亚磷酸三乙酯(200mL)中，并将所得物在回流下搅拌。在2小时之后终止反应，并将反应物质倒入乙醇(2L)中以使固体沉淀。将这些固体完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并用无水硫酸镁处理。将溶液真空浓缩并使用柱色谱法纯化以获得化合物A(49.37g，产率61％)。[M+H]＝218
制备例2.
Figure BDA0002827665380000331
以与用于制备化学式A的方法中相同的方式合成化学式B，不同之处在于使用3-硝基萘-2-基三氟甲烷磺酸酯代替制备例1中的2-硝基萘-1-基三氟甲烷磺酸酯。
制备例3.
Figure BDA0002827665380000332
以与用于制备化学式A的方法中相同的方式合成化学式C，不同之处在于使用3-1-硝基萘-2-基三氟甲烷磺酸酯代替制备例1中的2-硝基萘-1-基三氟甲烷磺酸酯。
<合成例>
合成例1
[化合物1]
Figure BDA0002827665380000341
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-苯基苯并[h]喹唑啉(8.73g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物1(12.35g，产率73％)。[M+H]＝622
合成例2
[化合物2]
Figure BDA0002827665380000342
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-苯基苯并[4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶(8.88g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物2(10.42g，产率61％)。[M+H]＝628
合成例3
[化合物3]
Figure BDA0002827665380000351
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-([1,1’-联苯]-4-基)-3-氯-9,9-二甲基-9H-茚并[1,2-b]吡嗪(11.46g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物3(13.98g，产率72％)。[M+H]＝714
合成例4
[化合物4]
Figure BDA0002827665380000352
将化合物A(10.0g，1.0当量)、3-氯-1-(二苯并[b,d]呋喃-1-基)苯并[f]喹唑啉(11.40g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物4(13.17g，产率68％)。[M+H]＝712
合成例5
[化合物5]
Figure BDA0002827665380000361
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)-9,9-二甲基-9H-茚并[2,1-d]嘧啶(11.88g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物5(12.87g，产率65％)。[M+H]＝728
合成例6
[化合物6]
Figure BDA0002827665380000362
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(11.58g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物6(13.08g，产率67％)。[M+H]＝718
合成例7
[化合物7]
Figure BDA0002827665380000371
将化合物A(10.0g，1.0当量)、2-氯-3-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡嗪(13.34g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物7(14.58g，产率69％)。[M+H]＝777。
合成例8
[化合物8]
Figure BDA0002827665380000372
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-3-(4-苯基萘-1-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡嗪(12.18g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物8(13.45g，产率67％)。[M+H]＝738
合成例9
[化合物9]
Figure BDA0002827665380000381
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(4-(萘-1-基)苯基)苯并[h]喹唑啉(12.48g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物9(13.63g，产率61％)。[M+H]＝748
合成例10
[化合物10]
Figure BDA0002827665380000382
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-3-(萘-2-基)苯并[f]喹喔啉(26.49g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物10(13.34g，产率74％)。[M+H]＝672
合成例11
[化合物11]
Figure BDA0002827665380000391
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-3-(菲-9-基)苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]吡嗪(11.88g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物11(14.46g，产率71％)。[M+H]＝728
合成例12
[化合物12]
Figure BDA0002827665380000392
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-3-基)苯并[4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶(11.58g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物12(14.45g，产率74％)。[M+H]＝718
合成例13
[化合物13]
Figure BDA0002827665380000401
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]噻吩-3-基)-5,5-二甲基-5H-茚并[1,2-d]嘧啶(12.36g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物13(14.77g，产率73％)。[M+H]＝744
合成例14
[化合物14]
Figure BDA0002827665380000402
将化合物B(10.0g，1.0当量)、3-氯-2-(二苯并[b,d]噻吩-2-基)-9,9-二甲基-9H-茚并[1,2-b]吡嗪(12.36g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物14(14.17g，产率70％)。[M+H]＝744
合成例15
[化合物15]
Figure BDA0002827665380000411
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(11.58g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物15(14.26g，产率73％)。[M+H]＝718
合成例16
[化合物16]
Figure BDA0002827665380000412
将化合物B(10.0g，1.0当量)、2-氯-5,5-二甲基-4-(三亚苯-2-基)-5H-茚并[1,2-d]嘧啶(13.67g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物16(15.65g，产率73％)。[M+H]＝788
合成例17
[化合物17]
Figure BDA0002827665380000421
将化合物C(10.0g，1.0当量)、4-([1,1’:4’,1”-三联苯]-4-基)-2-氯-9,9-二甲基-9H-茚并[2,1-d]嘧啶(13.74g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物17(15.26g，产率71％)。[M+H]＝790
合成例18
[化合物18]
Figure BDA0002827665380000422
将化合物C(10.0g，1.0当量)、2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯并[4,5]噻吩并[2,3-d]嘧啶(11.58g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物18(12.11g，产率62％)。[M+H]＝718
合成例19
[化合物19]
Figure BDA0002827665380000431
将化合物C(10.0g，1.0当量)、4-([1,1’:3’,1”-三联苯]-5’-基)-2-氯苯并呋喃并[2,3-d]嘧啶(12.95g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物19(15.17g，产率73％)。[M+H]＝764
合成例20
[化合物20]
Figure BDA0002827665380000432
将化合物C(10.0g，1.0当量)、3-氯-1-(9-苯基-9H-咔唑-4-基)苯并[f]喹唑啉(13.64g，1.1当量)、Pd(t-Bu3P)2(0.13g，0.01当量)和K3PO4(11.55g，2.0当量)引入至二甲苯(250ml)中，并将所得物在回流下搅拌。当在2小时之后终止反应时，将所得物抽真空以除去溶剂。之后，将所得物完全溶解在CHCl3中，用水洗涤，并再次抽真空以除去约50％的溶剂。再次在回流下，向其中添加乙酸乙酯的同时使晶体滴下，冷却然后过滤。对所得物进行柱色谱法分析以获得化合物20(14.99g，产率70％)。[M+H]＝787
<实验例>
比较例1
将其上涂覆有厚度为
Figure BDA00028276653800004413
的氧化铟锡(ITO)作为薄膜的玻璃基底放置在溶解有清洁剂的蒸馏水中并进行超声清洗。在本文中，使用Fischer Co.的产品作为清洁剂，并且使用用由Millipore Co.制造的过滤器过滤两次的蒸馏水作为蒸馏水。在清洗ITO 30分钟之后，使用蒸馏水重复两次超声清洗10分钟。在用蒸馏水清洗完成之后，用溶剂异丙醇、丙酮和甲醇对基底进行超声清洗，然后干燥，然后将其转移至等离子体清洗机。此外，使用氧等离子体将基底清洗5分钟，然后将其转移至真空沉积器。
在如上准备的透明ITO电极上，将以下HI-1化合物形成为空穴注入层至
Figure BDA0002827665380000441
的厚度，并向其中以1.5％的浓度p型掺杂以下A-1化合物。在空穴注入层上，通过真空沉积以下HT-1化合物来形成膜厚度为
Figure BDA0002827665380000442
的空穴传输层。随后，通过真空沉积以下EB-1化合物来在空穴传输层上形成膜厚度为
Figure BDA0002827665380000443
的电子阻挡层。然后，通过以98:2的重量比真空沉积以下RH-1化合物和以下Dp-7化合物来在EB-1沉积膜上形成厚度为
Figure BDA0002827665380000444
的红色发光层。在发光层上，通过真空沉积以下HB-1化合物来形成膜厚度为
Figure BDA0002827665380000445
的空穴阻挡层。随后，通过以2:1的重量比真空沉积以下ET-1化合物和以下LiQ化合物来在空穴阻挡层上形成厚度为
Figure BDA0002827665380000446
的电子注入和传输层。在电子注入和传输层上，通过顺序沉积厚度为
Figure BDA0002827665380000447
的氟化锂(LiF)和厚度为
Figure BDA0002827665380000448
的铝来形成阴极。
在上述过程中，将有机材料的沉积速率保持在
Figure BDA0002827665380000449
/秒至
Figure BDA00028276653800004410
/秒，将阴极的氟化锂和铝的沉积速率分别保持在
Figure BDA00028276653800004411
/秒和
Figure BDA00028276653800004412
/秒，并将沉积期间的真空度保持在2×10-7托至5×10-6托来制造有机发光器件。
Figure BDA0002827665380000451
比较例化合物
Figure BDA0002827665380000461
实施例1至实施例20
以与比较例1中相同的方式制造有机发光器件，不同之处在于使用下表1中描述的化合物代替比较例1的有机发光器件中的RH-1。
比较例2至比较例16
以与比较例1中相同的方式制造有机发光器件，不同之处在于使用下表1中描述的化合物代替比较例1的有机发光器件中的RH-1。
当向实施例1至实施例20和比较例1至比较例16中制造的各有机发光器件施加电流时，测量电压、效率和寿命，并且结果示于下表1中。T95意指亮度相对于初始亮度(10,000尼特)降低至95％所花费的时间。
[表1]
类别 材料 驱动电压(V) 效率(cd/A) 寿命T95(小时) 发光颜色
比较例1 RH-1 4.48 34.7 174 红色
实施例1 化合物1 3.95 37.5 213 红色
实施例2 化合物2 3.93 43.1 295 红色
实施例3 化合物3 4.23 38.8 191 红色
实施例4 化合物4 4.17 39.7 234 红色
实施例5 化合物5 4.03 37.6 217 红色
实施例6 化合物6 4.05 39.9 203 红色
实施例7 化合物7 3.97 38.5 199 红色
实施例8 化合物8 4.17 42.1 223 红色
实施例9 化合物9 4.10 38.9 221 红色
实施例10 化合物10 4.27 34.3 195 红色
实施例11 化合物11 4.15 38.0 190 红色
实施例12 化合物12 4.01 37.5 214 红色
实施例13 化合物13 3.92 39.4 199 红色
实施例14 化合物14 3.84 37.5 205 红色
实施例15 化合物15 4.13 38.1 239 红色
实施例16 化合物16 3.85 38.5 193 红色
实施例17 化合物17 4.31 37.3 229 红色
实施例18 化合物18 4.21 36.5 231 红色
实施例19 化合物19 3.93 36.7 251 红色
实施例20 化合物20 4.04 37.0 217 红色
比较例2 C-1 4.61 31.7 197 红色
比较例3 C-2 4.23 34.5 79 红色
比较例4 C-3 4.35 33.5 188 红色
比较例5 C-4 4.53 32.8 134 红色
比较例6 C-5 4.50 32.1 142 红色
比较例7 C-6 4.64 33.1 195 红色
比较例8 C-7 4.59 34.7 177 红色
比较例9 C-8 4.69 31.5 181 红色
比较例10 C-9 4.30 33.9 61 红色
比较例11 C-10 4.35 33.5 93 红色
比较例12 C-11 4.55 29.4 47 红色
比较例13 C-12 4.15 31.5 53 红色
比较例14 C-13 4.04 34.5 73 红色
比较例15 C-14 4.37 32.3 67 红色
比较例16 C-15 4.55 23.1 31 红色
当向实施例1至实施例20和比较例1至比较例16中制造的各有机发光器件施加电流时，获得表1的结果。在比较例1的红色有机发光器件中，使用本领域中广泛使用的材料。
在比较例2至比较例16中，使用C-1至C-10而非RH-1来制造有机发光器件。基于表1的结果，与比较例的材料相比，当使用本公开内容的化合物作为红色发光层的主体时，驱动电压降低高至差不多20％，并且效率也提高20％或更大。基于这样的结果，看出能量有利地从主体传输至红色掺杂剂。此外，看出在保持高效率的同时寿命特性显著提高1.5倍或更大。
这可以认为是由于以下事实：与比较例的化合物相比，本公开内容的化合物对电子和空穴具有更高的稳定性，并且在红色OLED器件中电子迁移和空穴迁移得以很好地平衡。总之，确定使用本公开内容的化合物作为红色发光层的主体能够改善有机发光器件的驱动电压、发光效率和寿命特性。

Claims (7)

1.一种由以下化学式1表示的杂环化合物：
[化学式1]
Figure FDA0002827665370000011
其中，在化学式1中，
L为经取代或未经取代的包含选自N、O和S中的两个或更多个杂原子的三环或更多环二价杂环基；
Ar为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；以及
R1至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、腈基、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，或者与相邻基团键合以形成至少一个经取代或未经取代的芳族环。
2.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1由以下化学式1-1至1-3中的任一者表示：
Figure FDA0002827665370000012
在化学式1-1至1-3中，R1至R14、L和Ar具有与化学式1中相同的限定。
3.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中Ar为经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基；或者经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的杂芳基。
4.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1为选自以下化合物中的任一者：
Figure FDA0002827665370000031
Figure FDA0002827665370000041
Figure FDA0002827665370000051
Figure FDA0002827665370000061
Figure FDA0002827665370000071
Figure FDA0002827665370000081
Figure FDA0002827665370000091
Figure FDA0002827665370000101
Figure FDA0002827665370000111
Figure FDA0002827665370000121
Figure FDA0002827665370000131
Figure FDA0002827665370000141
Figure FDA0002827665370000151
Figure FDA0002827665370000161
Figure FDA0002827665370000171
Figure FDA0002827665370000181
5.一种有机发光器件，包括：
第一电极；
设置成与所述第一电极相对的第二电极；以及
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个、两个或更多个有机材料层，
其中所述有机材料层中的一个或更多个层包含根据权利要求1至4中任一项所述的杂环化合物。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件，其中所述有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含所述杂环化合物。
7.根据权利要求5所述的有机发光器件，其中所述有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含所述杂环化合物作为主体。
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