CN112759582B - 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请属于有机发光材料领域，具体涉及一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置，该含氮化合物具有如化学式1所示的结构。本申请的含氮化合物用于有机电致发光器件时，可以有效提升器件的性能。
Figure DDA0002877931100000011

Description

一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
技术领域
本申请属于有机发光材料技术领域，具体提供一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置。
背景技术
随着电子技术的发展和材料科学的进步，用于实现电致发光或者光电转化的电子元器件的应用范围越来越广泛。该类电子元器件通常包括相对设置的阴极和阳极，以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成，且一般包括能量转化层、位于能量转化层与阳极之间的空穴传输层、位于能量转化层与阴极之间的电子传输层。
以有机电致发光器件为例，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的电致发光层、电子传输层和阴极。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向电致发光层移动，阳极侧的空穴也向发光层移动，电子和空穴在电致发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得电致发光层对外发光。为了提高实现电致发光或者光电转化的电子元器件的性能，在能量转化层和空穴传输层之间还可以设置有电子阻挡层。
在实现电致发光或者光电转化的电子元器件中，位于阳极和能量转化层之间的膜层的空穴传输性能，对电子元器件的性能具有重要的影响。如KR1020130106255A、KR1020180137315A、CN108137500A等公开了可以在有机电致发光器件中制备空穴传输层的材料。
目前，有机电致发光器件仍存在性能有待进一步提高的问题，尤其是如何在保证低的驱动电压下，进一步提高器件的寿命或效率，仍是亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请的目的在于提供一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置，该含氮化合物可用于有机电致发光器件中，提高器件的性能。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种含氮化合物，该含氮化合物具有如化学式1所示的结构：
Figure BDA0002877931080000011
其中，Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为2-30的取代或未取代的杂芳基；Ar1、Ar2中的取代基以及R1、R2、R3、R4和R5分别独立地选自：氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-20的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为6-18的芳氧基、碳原子数为6-18的芳硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为18-24的三芳基硅基；在Ar1、Ar2中，任选地，任意两个相邻的取代基形成环；n1为R1的数量，n1选自0、1、2或3；n2为R2的数量，n2选自0、1、2或3；n3为R3的数量，n3选自0、1、2、3、4或5；n4为R4的数量，n4选自0、1、2、3或4；n5为R5的数量，n5选自0、1、2或3。
本申请第二方面提供一种电子元件，所述电子元件含有本申请第一方面所述的含氮化合物。
本申请第三方面提供一种电子装置，所述电子装置包括本申请第二方面所述的电子元件。
本申请的含氮化合物的结构中，金刚烷-芴基团具有刚性平面结构，螺合于芴基上的金刚烷基具有大的空间体积和较强的刚性，可有效提升材料的玻璃化转变温度，具有高的发光量子效率。除此之外，本申请在金刚烷-芴基团母核的一侧苯环上连接的N-苯基咔唑基，具有较大的共轭体系，能够提高分子的热稳定性，在另一侧苯环上通过引入具有强给电子能力的芳胺基团，可有效降低整个分子间的π-π堆叠，提高材料的热稳定性和降低分子团聚，使材料作为空穴传输材料应用在有机电致发光器件中具有低电压、高效率和长寿命的优势。
附图说明
图1是本申请一种实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请一种实施方式的电子装置的结构示意图。
图3是本申请一种实施方式的光电转化器件的结构示意图。
图4是本申请另一种实施方式的电子装置的结构示意图。
附图标记说明
100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；320、空穴传输层；321、第一空穴传输层；322、第二空穴传输层；330、有机发光层；340、电子传输层；350、电子注入层；360、光电转化层；400、第一电子装置；500、第二电子装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解地是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
第一方面，本申请提供一种含氮化合物，该含氮化合物具有化学式1所示的结构：
Figure BDA0002877931080000021
其中，Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为2-30的取代或未取代的杂芳基；Ar1、Ar2中的取代基以及R1、R2、R3、R4和R5分别独立地选自：氘、氚、卤素基团、氰基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-20的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为6-18的芳氧基、碳原子数为6-18的芳硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为18-24的三芳基硅基；在Ar1、Ar2中，任选地，任意两个相邻的取代基形成环；n1为R1的数量，n1选自0、1、2或3；n2为R2的数量，n2选自0、1、2或3；n3为R3的数量，n3选自0、1、2、3、4或5；n4为R4的数量，n4选自0、1、2、3或4；n5为R5的数量，n5选自0、1、2或3。
本申请中，当n1不小于2时，任意两个R1可以相同或不同；当n2不小于2时，任意两个R2可以相同或不同；当n3不小于2时，任意两个R3可以相同或不同；当n4不小于2时，任意两个R4可以相同或不同；当n5不小于2时，任意两个R5可以相同或不同。
按照一种实施方式，n3、n4和n5均为0，即，该含氮化合物具有如化学式1-1所示的结构：
Figure BDA0002877931080000031
在该实施方式中，该含氮化合物的结构具体可以如下化学式1-1-1至化学式4-4-4之一所示；
Figure BDA0002877931080000032
Figure BDA0002877931080000041
Figure BDA0002877931080000051
Figure BDA0002877931080000061
在本申请中，所采用的描述方式“各……独立地为”与“……分别独立地为”和“……独立地选自”可以互换，均应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。例如，“
Figure BDA0002877931080000071
其中，各q独立地为0、1、2或3，各R”独立地选自氢、氘、氟、氯”，其含义是：式Q-1表示苯环上有q个取代基R”，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响；式Q-2表示联苯的每一个苯环上有q个取代基R”，两个苯环上的R”取代基的个数q可以相同或不同，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响。
在本申请中，“取代或未取代的”这样的术语是指，在该术语后面记载的官能团可以具有或不具有取代基(下文为了便于描述，将取代基统称为Rc)。例如，“取代或未取代的芳基”是指具有取代基Rc的芳基或者非取代的芳基。其中上述的取代基，即Rc例如可以为氘、氚、卤素基团、氰基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-18的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为6-18的芳氧基、碳原子数为6-18的芳硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为18-24的三芳基硅基。另外，“相邻的两个取代基”包括以下两种情况：同一个原子上连接两个取代基Rc的情况，以及相邻的两个原子上分别连接有一个取代基Rc的情况。当同一个原子上连接有两个取代基Rc时，这两个取代基Rc可以独立地存在或者相互连接以与所述原子形成环；当官能团上存在两个相邻的原子分别连接有一个取代基Rc时，这两个相邻的取代基Rc可以独立地存在或者与其所连接的官能团稠合成环。
在本申请中，取代或未取代的官能团的碳原子数，指的是所有碳原子数。举例而言，若Ar1选自碳原子数为12的取代的芳基，则芳基及其上的取代基的所有碳原子数为12。
在本申请中，芳基指的是衍生自芳香碳环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基(例如苯基)或多环芳基，换言之，芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个稠环芳基。即，除非另有说明，通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个芳香基团也可以视为本申请的芳基。其中，稠环芳基例如可以包括双环稠合芳基(例如萘基)、三环稠合芳基(例如菲基、芴基、蒽基)等。芳基中不含有B、N、O、S、P、Se和Si等杂原子。需要说明地是，联苯基、三联苯基、9,9-二甲基芴基等均可视为本申请的芳基。芳基的实例可以包括但不限于，苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、五联苯基、苯并[9,10]菲基、苯并荧蒽基、
Figure BDA0002877931080000074
基等。
在本申请中，取代的芳基可以是芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。应当理解地是，取代的芳基的碳原子数，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数，例如碳原子数为18的取代的芳基，指的是芳基和取代基的总碳原子数为18。本申请中，芴基可以被取代，取代的芴基可以为：
Figure BDA0002877931080000072
还可以为
Figure BDA0002877931080000073
等。
在本申请中，杂芳基是指环中包含至少一个杂原子的一价芳香环或其衍生物，杂原子可以是B、O、N、P、Si、Se和S中的至少一种。杂芳基可以是单环杂芳基或多环杂芳基，换言之，杂芳基可以是单个芳香环体系，也可以是通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系，且任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环。示例地，杂芳基可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、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、苯并噁唑基、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、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、硅芴基、二苯并呋喃基以及N-芳基咔唑基(如N-苯基咔唑基)、N-杂芳基咔唑基(如N-吡啶基咔唑基)、N-烷基咔唑基(如N-甲基咔唑基)等，而不限于此。其中，噻吩基、呋喃基、菲咯啉基等为单个芳香环体系类型的杂芳基，N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基为通过碳碳键共轭连接的多环体系类型的杂芳基。
在本申请中，取代的杂芳基可以是杂芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘、卤素基团、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。应当理解地是，取代的杂芳基的碳原子数，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数。
在本申请中，“任意两个相邻的取代基形成环”中，“任意两个相邻”可以包括同一个原子上具有两个取代基，还可以包括两个相邻的原子上分别具有一个取代基；其中，当同一个原子上具有两个取代基时，两个取代基可以与其共同连接的该原子形成饱和或不饱和的环，例如形成3～18元的饱和或不饱和环；当两个相邻的原子上分别具有一个取代基，这两个取代基可以稠合成环。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0002877931080000081
其表示该连接键的一端可以连接该键所贯穿的环体系中的任意位置，另一端连接化合物分子其余部分。举例而言，如下式(f)中所示地，式(f)所表示的萘基通过两个贯穿双环的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(f-1)～式(f-10)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002877931080000082
再举例而言，如下式(X')中所示地，式(X')所表示的菲基通过一个从一侧苯环中间伸出的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(X'-1)～式(X'-4)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002877931080000083
本申请中的不定位取代基，指的是通过一个从环体系中央伸出的单键连接的取代基，其表示该取代基可以连接在该环体系中的任何可能位置。例如，如下式(Y)中所示地，式(Y)所表示的取代基R'通过一个不定位连接键与喹啉环连接，其所表示的含义，包括如式(Y-1)～式(Y-7)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002877931080000091
在本申请中，碳原子数为1-10的烷基可以包括碳原子数1-10的直链烷基和碳原子数为3-10的支链烷基，碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。碳原子数为1-10的烷基的具体实例包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、正己基、庚基、正辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基等。
在本申请中，卤素基团可以包括氟、碘、溴、氯等。优选地，卤素基团为氟。
在本申请中，作为Ar1和Ar2中的取代基的芳基，其碳原子数为6-20，碳原子数还可以例如为6、10、12、14、15、16、18等；作为取代基的芳基的具体实例包括但不限于，苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、9,9-二甲基芴基等。
在本申请中，作为取代基的杂芳基的碳原子数为3-18，碳原子数例如为3、4、5、7、8、9、12、15、18等。作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、N-苯基咔唑基等。
在本申请中，碳原子数为3-12的三烷基硅基的具体实例包括但不限于，三甲基硅基、三乙基硅基等。
在本申请中，碳原子数为3-10的环烷基的具体实例包括但不限于，环戊基、环己基、金刚烷基等。
在本申请中，碳原子数为1-10的卤代烷基的碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，具体实例包括但不限于，三氟代甲基等。
在本申请中，碳原子数为18-24的三芳基硅基的具体实例包括但不限于，三苯基硅基。
可选地，所述Ar1和Ar2分别独立地选自碳原子数为6-25的取代或未取代的芳基、碳原子数为3-20的取代或未取代的杂芳基。具体地，所述Ar1和Ar2可以分别独立地选自碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25的取代或未取代的芳基，或者选自碳原子数为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的杂芳基。
在一种实施方式中，Ar1、Ar2中的取代基以及R1、R2、R3、R4和R5分别独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-12的杂芳基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为6-12的芳氧基、碳原子数为6-12的芳硫基、三苯基硅基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。
可选地，Ar1、Ar2中的取代基分别独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-12的杂芳基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。
进一步可选地，Ar1、Ar2中的取代基分别独立地选自：氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、三甲基硅基、三氟甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、菲基、9,9-二甲基芴基、吡啶基、甲氧基、乙氧基、甲硫基、乙硫基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。
按照一种实施方式，在Ar1、Ar2中，相邻的两个取代基形成环戊环、环己环或苯环。例如，在Ar1、Ar2中的一个选自取代的芴基时，选自该取代的芴基的基团例如可以为
Figure BDA0002877931080000101
Figure BDA0002877931080000102
可选地，R1、R2分别独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-12的芳基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、三苯基硅基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。
可选地，R1和R2分别独立地选自：氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基、碳原子数为6-12的芳基(例如苯基、萘基、联苯基)。
进一步可选地，R1、R2分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、三氟甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、联苯基。
在一些实施方式中，所述Ar1和Ar2分别独立地选自化学式i-1至化学式i-15所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002877931080000103
Figure BDA0002877931080000111
其中，
Figure BDA0002877931080000112
表示化学键，M1选自单键或者
Figure BDA0002877931080000113
G1～G5各自独立地选自N或者C(F1)，且G1～G5中至少一个选自N；当G1～G5中的两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
G6～G13各自独立地选自N或者C(F2)，且G6～G13中至少一个选自N；当G6～G13中的两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
G14～G23各自独立地选自N或者C(F3)，且G14～G23中至少一个选自N；当G14～G23中的两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
G24～G33各自独立地选自N或者C(F4)，且G24～G33中至少一个选自N；当G24～G33中的两个以上选自C(F4)时，任意两个F4相同或者不相同；
Z1选自氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；
Z2～Z9、Z21各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；
Z10～Z20、F1～F4各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；
h1～h21以hk表示，Z1～Z21以Zk表示，k为变量，表示1～21的任意整数，hk表示取代基Hk的个数；其中，当k选自5或者17时，hk选自1、2或者3；当k选自2、7、8、12、15、16、18或者21时，hk选自1、2、3或者4；当k选自1、3、4、6、9或者14时，hk选自1、2、3、4或者5；当k为13时，hk选自1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者19时，hk选自1、2、3、4、5、6或者7；当k为20时，hk选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，hk选自1、2、3、4、5、6、7、8或9；且当hk大于1时，任意两个Zk相同或者不相同；任选地，任意两个相邻的Zk形成环；
K1选自O、S、N(Z22)、C(Z23Z24)、Si(Z23Z24)；其中，Z22、Z23、Z24各自独立地选自：氢、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为3～10的环烷基，或者上述Z23和Z24相互连接以与它们共同连接的原子形成碳原子数为5-18的饱和或不饱和的环；
K2选自单键、O、S、N(Z25)、C(Z26Z27)、Si(Z26Z27)；其中，Z25、Z26、Z27各自独立地选自：氢、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基或碳原子数为3～10的环烷基，或者上述Z26和Z27相互连接以与它们共同连接的原子形成碳原子数为5-18的饱和或不饱和的环。
化学式i-13至化学式i-15中，F2至F4可以以Fi表示，其中的i为变量，表示2、3或4。举例来讲，当i为2时，Fi是指F2。应当理解地是，当不定位连接键连接到C(Fi)上时，C(Fi)中的Fi不存在。例如，在化学式i-13中，当
Figure BDA0002877931080000121
连接到G12时，G12只能表示C原子，即化学式i-13的结构具体为：
Figure BDA0002877931080000122
在本申请中，上述Z23与Z24、上述Z26与Z27两组中，每组中的两个基团相互连接所形成的环可以是饱和或不饱和的，例如可以形成饱和或不饱和的3至13元环。举例来讲，化学式i-10中，当K2和M1均为单键，Z19为氢，且K1为C(Z23Z24)时，Z23与Z24相互连接以与它们共同连接的原子形成5元环时，化学式i-10即为
Figure BDA0002877931080000123
同样地，化学式i-10也可以代表
Figure BDA0002877931080000124
即H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子形成部分不饱和的13元环。
可选地，所述Ar1和Ar2分别独立地为取代或未取代的基团V1，未取代的基团V1选自以下基团所组成的组：
Figure BDA0002877931080000125
Figure BDA0002877931080000131
取代的基团V1具有一个或两个以上取代基，基团V1的取代基独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基、碳原子数为1-4的烷硫基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基。当取代基的数量为两个以上时，任意两个取代基相同或者不相同。
可选地，取代的基团V1中，基团V1的取代基独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、环戊基、环己基、三甲基硅基。
进一步可选地，所述Ar1和Ar2分别独立地选自以下基团所组成的组：
Figure BDA0002877931080000141
Figure BDA0002877931080000151
可选地，所述含氮化合物选自以下化合物所组成的组：
Figure BDA0002877931080000152
Figure BDA0002877931080000161
Figure BDA0002877931080000171
Figure BDA0002877931080000181
Figure BDA0002877931080000191
Figure BDA0002877931080000201
Figure BDA0002877931080000211
Figure BDA0002877931080000221
Figure BDA0002877931080000231
Figure BDA0002877931080000241
Figure BDA0002877931080000251
Figure BDA0002877931080000261
Figure BDA0002877931080000271
Figure BDA0002877931080000281
Figure BDA0002877931080000291
Figure BDA0002877931080000301
Figure BDA0002877931080000311
本申请对提供的含氮化合物的合成方法没有特别限定，本领域技术人员可以根据本申请的含氮化合物结合合成例部分提供的制备方法确定合适的合成方法。换言之，本发明的合成例部分示例性地提供了含氮化合物的制备方法，所采用的原料可通过商购获得或本领域熟知的方法获得。本领域技术人员可以根据这些示例性的制备方法得到本申请提供的所有含氮化合物，在此不再详述制备该含氮化合物的所有具体制备方法，本领域技术人员不应理解为对本申请的限制。
本申请第二方面提供一种电子元件，包括阳极、阴极、以及设置在所述阳极与所述阴极之间的功能层，其中，所述功能层可以含有本申请第一方面所述的含氮化合物。本申请所提供的含氮化合物可以用于形成功能层中的至少一个有机膜层，以改善电子元件的效率特性和寿命特性。
可选地，功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含本申请所提供的含氮化合物。其中，空穴传输层既可以由本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。所述空穴传输层可以为一层或两层以上。
可选地，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件。
可选地，所述有机电致发光器件为红光器件。
按照一种示例性的实施方式，所述空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层(也称为“电子阻挡层”)，所述第一空穴传输层相对于第二空穴传输层更靠近所述阳极，所述第二空穴传输层包含所述含氮化合物。
按照一种实施方式，所述电子元件为有机电致发光器件。如图1所示，有机电致发光器件可以包括依次层叠设置的阳极100、第一空穴传输层321、第二空穴传输层322、作为能量转化层的有机发光层330、电子传输层340和阴极200。其中，第一空穴传输层321和第二空穴传输层322构成空穴传输层320。
可选地，阳极100包括以下阳极材料，其优选地是有助于空穴注入至功能层中的具有大逸出功(功函数，work function)材料。阳极材料具体实例包括：金属如镍、铂、钒、铬、铜、锌和金或它们的合金；金属氧化物如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；组合的金属和氧化物如ZnO:Al或SnO2:Sb；或导电聚合物如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺，但不限于此。优选包括包含氧化铟锡(铟锡氧化物，indium tin oide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，第一空穴传输层321可以包括一种或者多种空穴传输材料，空穴传输材料可以选自咔唑多聚体、咔唑连接三芳胺类化合物或者其他类型的化合物，本申请对此不做特殊的限定。例如，第一空穴传输层321可以由化合物NPB组成。
可选地，有机发光层330可以由单一发光材料组成，也可以包括主体材料和客体材料。可选地，有机发光层330由主体材料和客体材料组成，注入有机发光层330的空穴和注入有机发光层330的电子可以在有机发光层330复合而形成激子，激子将能量传递给主体材料，主体材料将能量传递给客体材料，进而使得客体材料能够发光。
有机发光层330的主体材料例如可以为金属螯合类化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。
有机发光层330的客体材料例如可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。
电子传输层340可以为单层结构，也可以为多层结构，其可以包括一种或者多种电子传输材料，电子传输材料可以选自但不限于，苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料。在本申请的一种实施方式中，电子传输层340可以由TPBi和LiQ组成。
本申请中，阴极200可以包括阴极材料，其是有助于电子注入至功能层中的具有小逸出功的材料。阴极材料的具体实例包括但不限于，金属如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅或它们的合金；或多层材料如LiF/Al、Liq/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al和BaF2/Ca。优选包括包含镁和银的金属电极作为阴极。
可选地，如图1所示，在阳极100和第一空穴传输层321之间还可以设置有空穴注入层310，以增强向第一空穴传输层321注入空穴的能力。空穴注入层310可以选用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺类化合物、酞菁衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。例如，空穴注入层310可以由HAT-CN组成。
可选地，如图1所示，在阴极200和电子传输层340之间还可以设置有电子注入层350，以增强向电子传输层340注入电子的能力。电子注入层350可以包括有碱金属硫化物、碱金属卤化物等无机材料，或者可以包括碱金属与有机物的络合物。例如，电子注入层350可以包括LiQ。
按照另一种实施方式，电子元件可以为光电转化器件。如图3所示，该光电转化器件可以包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的含氮化合物。
按照一种示例性实施方式，如图3所示，所述功能层300包括空穴传输层320，所述空穴传输层320包含本申请的含氮化合物。其中，空穴传输层320既可以为本申请所提供的含氮化合物组成，也可以由本申请所提供的含氮化合物和其他材料共同组成。
可选地，空穴传输层320还可以包括无机掺杂材料，以提高空穴传输层320的空穴传输性能。
按照一种具体的实施方式，如图3所示，光电转化器件可包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层320、光电转化层360、电子传输层340和阴极200。
可选地，光电转化器件可以为太阳能电池，尤其是可以为有机薄膜太阳能电池。举例而言，在本申请的一种实施方式中，太阳能电池可以包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、光电转化层、电子传输层和阴极，其中，空穴传输层包含有本申请的含氮化合物。
本申请第三方面提供一种电子装置，包含本申请第二方面所述的电子元件。
按照一种实施方式，如图2所示，所述电子装置为第一电子装置400，该第一电子装置400包括上述有机电致发光器件。第一电子装置400例如可以为显示装置、照明装置、光通讯装置或者其他类型的电子装置，例如可以包括但不限于电脑屏幕、手机屏幕、电视机、电子纸、应急照明灯、光模块等。
按照另一种实施方式，如图4所示，所述电子装置为第二电子装置500，第二电子装置500包括上述光电转化器件。第二电子装置500例如可以为太阳能发电设备、光检测器、指纹识别设备、光模块、CCD相机或则其他类型的电子装置。
下面通过下文的实施例部分来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。
合成例用于说明本申请的含氮化合物的合成。
按照本申请的第一优选实施方式，可以通过以下合成路线合成本申请的化合物：
S1：原料1(Substance 1)和原料2(Substance 2)的连接
Figure BDA0002877931080000331
S2：中间体1(Formula A’)的合成
Figure BDA0002877931080000341
S3：中间体结构(Formula A)的合成
Figure BDA0002877931080000342
S4：中间体2(Formula B)的合成
Figure BDA0002877931080000343
S5：中间体3(Formula C)的合成
Figure BDA0002877931080000344
S6：化合物(Formula 1)的合成
Figure BDA0002877931080000345
按照本申请的第二优选实施方式，可以通过以下合成路线合成本申请的化合物：
S1：原料1(Substance 1)和原料2(Substance 2)的连接
Figure BDA0002877931080000351
S2：中间体(Formula A’)的合成
Figure BDA0002877931080000352
S3：中间体1结构(Formula A)的合成
Figure BDA0002877931080000353
S4：中间体2(Formula B)的合成
Figure BDA0002877931080000354
S5：中间体3(Formula C)的合成
Figure BDA0002877931080000361
S6：化合物(Formula 1)的合成
Figure BDA0002877931080000362
按照本申请的第三优选实施方式，可以通过以下合成路线合成本申请的化合物：
S1：原料1(Substance 1)和原料2(Substance 2)的连接
Figure BDA0002877931080000363
S2：中间体(Formula A’)的合成
Figure BDA0002877931080000364
S3：中间体1结构(Formula A)的合成
Figure BDA0002877931080000371
S4：中间体2(Formula B)的合成
Figure BDA0002877931080000372
S5：中间体3(Formula C)的合成
Figure BDA0002877931080000373
S6：化合物(Formula 1)的合成
Figure BDA0002877931080000374
为说明各个化合物的具体合成实施方法，以下是对本发明所述化合物中部分化合物的具体合成方法举例：
1、中间体1的合成(中间体1-A-1至1-A-10)
(1)中间体1-A-1的合成
S1、原料1(Substance 1)和原料2(Substance 2)的连接物(Formula A”)
Figure BDA0002877931080000381
将2-溴-3-氯-1-碘苯(190.4g，600mmol)、间氨基苯硼酸(90.38g，660mmol)、四(三苯基膦钯)(3.467g，3mmol)、碳酸钾(165.852g，1200mmol)、四丁基溴化铵(3.87g，12mmol)、甲苯(1140mL)、乙醇(380mL)和去离子水(380mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，搅拌6小时；将反应液冷却至室温，加入甲苯(1100mL)进行萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂；所得粗品使用正庚烷为流动相进行硅胶柱色谱提纯，之后用二氯甲烷/乙酸乙酯体系进行重结晶提纯，得到白色固体中间体1-a-1(105.12g，收率62％)，即连接物(Formula A”)。
S2、中间体(Formula A’)的合成
Figure BDA0002877931080000382
将中间体1-a-1(56.514g，200mmol)和THF(452mL)置于氮气保护下干燥的圆底烧瓶中，在-80℃至-90℃下溶解至澄清后，缓慢滴加n-BuLi的正己烷溶液(96mL，240mmol)至反应体系中，在-80℃至-90℃下反应1h，然后将金刚烷酮(24.035g，160mmol)用THF(100mL)溶解后逐滴缓慢滴加至反应体系中，在-80℃至-90℃下反应1h后自然升至室温，搅拌6小时；向反应液加入5wt％盐酸至pH<7，充分搅拌后，加入二氯甲烷(DCM)进行萃取，合并有机相，水洗至中性，用无水硫酸镁进行干燥，过滤后减压除去溶剂，将所得油状物，加入至有正庚烷的烧瓶内，加热回流至澄清溶液，置于-20℃下重结晶，得到白色中间体l-a-2(37.48g，收率66.2％)，即中间体(Formula A’)。
S3、中间体1-A-1(Formula A)的合成
Figure BDA0002877931080000383
在氮气的保护下，称取中间体l-a-2(35.39g，100mmol)，并量取冰乙酸(280mL)，在50℃-60℃下搅拌，待反应液完全澄清后，滴入浓硫酸(0.54mL，98wt％)，继续升温至70℃-80℃，搅拌30min后，带反应液自然降温至室温，倒入去离子水(500mL)，充分搅拌后过滤，将滤饼用去离子水淋洗至中性，放入真空干燥箱内烘料1h，用DCM(二氯甲烷)将其溶解，加入无水硫酸钠干燥30min，过滤后减压除去溶剂，加入正庚烷，蒸出DCM，将粗产物置于-20℃重结晶，过滤后于真空干燥箱内烘料，得中间体l-A-1(30.16g，90.0％)，即中间体Formula A。
(2)中间体1-A-2至1-A-10的制备：
参照中间体1-A-1的步骤制备表1中的中间体1，不同的是，以原料1代替2-溴-3-氯-1-碘苯，原料2代替间氨基苯硼酸。所采用的主要原料、合成的结构(Formula A)及其总收率如表1所示。
表1
Figure BDA0002877931080000391
S4、中间体2的合成(中间体1-B-1至1-B-18)：
(1)中间体1-B-1的合成
Figure BDA0002877931080000401
将中间体1-A-1(30g，89.3mmol)、1-硼酸频那醇酯-9-苯基咔唑(32.98g，89.3mmol)、四(三苯基膦钯)(1.032g，0.89mmol)、碳酸钾(24.65g，178.63mmol)、四丁基溴化铵(0.593g，1.78mmol)、DMF(240mL)和去离子水(60mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下升温回流，搅拌4小时；将反应液冷却至室温，加入去离子水(500mL)，充分搅拌过滤得粗品固体，加入二氯甲烷溶清后水洗，分液，使用无水硫酸镁进行干燥，过滤，减压除去溶剂；所得粗品二氯甲烷/乙酸乙酯体系进行重结晶提纯，得到白色固体中间体1-B-1(32.96g，收率68％)，即中间体2(Formula B)。
(2)中间体1-B-2至1-B-18的制备：
按照中间体1-B-1的方法制备表2中的中间体2，不同的是，以原料3代替1-硼酸频那醇酯-9-苯基咔唑，中间体1代替中间体1-A-1。所采用的主要原料、合成的中间体2的结构(Formula B)及其总收率如表2所示。
表2
Figure BDA0002877931080000402
Figure BDA0002877931080000411
Figure BDA0002877931080000421
合成例1
S5、中间体3(Formula C)的合成
中间体1-C-1的合成
Figure BDA0002877931080000422
将中间体1-B-1(32.96g，60.73mmol)、溴苯(9.53g，60.73mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.556g，0.607mmol)、2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.579g，1.21mmol)以及叔丁醇钠(8.75g，91.09mmol)加入甲苯(330mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到类白色固体中间体1-c-1(31.56g，收率84％)。
S6、化合物(Formula 1)的合成
Figure BDA0002877931080000431
将中间体1-c-1(31.56g，51mmol)、4-溴联苯(11.89g，51mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.467g，0.51mmol)、2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.42g，1.02mmol)以及叔丁醇钠(7.35g，76.5mmol)加入甲苯(320mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯体系对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体化合物1(24.38g，收率62.0％)，即化合物(Formula 1)。质谱：m/z＝771.4[M+H]+。
合成例2-22
参照合成例1的方法制备表3所示的化合物，不同的是，以表3中的中间体2代替中间体1-B-1，以原料4(Substance 4)代替溴苯，原料5(Substance 5)代替4-溴联苯。所采用的原料及相应合成的化合物、最后一步的产率、化合物质谱表征结如表3所示：
表3
Figure BDA0002877931080000432
Figure BDA0002877931080000441
Figure BDA0002877931080000451
Figure BDA0002877931080000461
Figure BDA0002877931080000471
化合物213的核磁：1H NMR(400Hz,CDCl3):8.62(d,1H),8.59(d,1H),8.23-8.20(d,2H),8.12(d,1H)，8.07-8.02(m,4H),7.95-7.78(m,17H),7.70-7.60(m,5H),7.45-7.35(m,4H),7.12(d,1H),2.90(d,2H),2.56(d,2H),2.16(s,1H),1.94-1.93(m,3H),1.76(d,2H),1.67(d,2H),1.56(s,2H)。
化合物354的核磁：1H NMR(400Hz,CDCl3):8.56(d,1H),8.20(d,1H)，8.12(s,1H)，8.07-8.02(m,4H),7.85-7.68(m,16H),7.65-7.53(m,9H),7.45-7.35(m,4H),2.90(d,2H),2.56(d,2H),2.16(s,1H),1.94-1.93(m,3H),1.76(d,2H),1.67(d,2H),1.56(s,2H)。
使用以下方法进行有机发光电致器件的制作：
实施例1
通过以下过程制备有机电致发光器件：将镀有Ag合金光反射层的阳极ITO基板
Figure BDA00028779310800004711
切割成40mm×40mm×0.7mm的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极、阳极以及绝缘层图案的实验基板，利用紫外臭氧以及O2:N2等离子进行表面处理，以增加阳极(实验基板)的功函数的和清除浮渣。
在实验基板(阳极)上真空蒸镀化合物HAT-CN，以形成厚度为
Figure BDA0002877931080000472
的空穴注入层；
在空穴注入层上真空蒸镀化合物NPB，以形成厚度为
Figure BDA0002877931080000473
的第一空穴传输层；在第一空穴传输层上蒸镀化合物1，以形成厚度为
Figure BDA0002877931080000474
的第二空穴传输层。
将化合物CBP作为主体并掺杂膜厚比为3％的Ir(piq)2(acac)共蒸镀在第二空穴传输层上，以形成厚度为
Figure BDA0002877931080000475
的有机发光层。将按1∶1的膜厚比掺杂的TPBi和LiQ蒸镀在有机发光层上，以形成厚度为
Figure BDA0002877931080000476
的电子传输层。
在电子传输层上蒸镀
Figure BDA0002877931080000477
的化合物Yb作为电子注入层。
将按8∶2的膜厚比掺杂的银(Ag)和镁(Mg)蒸镀在电子注入层上，形成厚度为
Figure BDA0002877931080000478
的阴极。
在阴极上蒸镀化合物CP-1，作为有机覆盖层(CPL)，厚度为
Figure BDA0002877931080000479
蒸镀完成的器件在氮气手套箱中用紫外线硬化树脂封装。其中。制备有机电致发光器件时，所使用的主要材料的结构如下：
Figure BDA00028779310800004710
Figure BDA0002877931080000481
实施例2-22
除了在形成第二空穴传输层时各自使用表4中列举的化合物替代实施例1的化合物1以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。举例来讲，实施例2采用化合物8制作有机电致发光器件，实施例3采用化合物47制作有机电致发光器件，按此顺序依次制备实施例2-22的器件。
比较例1-5
除了在形成第二空穴传输层时分别以化合物A、化合物B、化合物C、化合物D、化合物E分别替代实施例1的化合物1以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。举例来讲，比较例1中使用化合物A制作有机电致发光器件，比较例2中使用化合物B制作有机电致发光器件。其中，化合物A至化合物E的结构分别如下所示：
Figure BDA0002877931080000482
对上述实施例和比较例制备所得的有机电致发光器件进行性能测试，结果如表4所示，其中，驱动电压、效率、色坐标是在恒定电流密度10mA/cm2下进行测试，T95器件寿命在恒定电流密度20mA/cm2下进行测试，结果如表4所示。
表4
Figure BDA0002877931080000491
Figure BDA0002877931080000501
结合表4的结果，将实施例1-22与比较例1-5的有机电致发光器件相比可知，在色坐标CIEx相当的情况下，实施例1-22制备得到的有机电致发光器件普遍具有高效率、长寿命及低驱动电压的特性。具体而言，实施例1-22的有机电致发光器件相较于比较例1-5的驱动电压至少降低了0.5V，实施例1-22的有机电致发光器件的电流效率相较于比较例1-5器件的至少提高了10.3％；实施例1-22的有机电致发光器件的T95器件寿命相较于比较例1-5的寿命至少提高了9.8％。可见，本申请的含氮化合物作为第二空穴传输层材料，能有效改善有机电致发光器件的性能。
以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种含氮化合物，其特征在于，该含氮化合物具有如化学式1所示的结构：
Figure FDA0003974011800000011
其中，Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地为取代或未取代的基团V1，未取代的基团V1选自以下基团所组成的组：
Figure FDA0003974011800000012
取代的基团V1具有一个或两个以上取代基，取代基独立地选自氘、氚、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的烷氧基；
R1和R2分别独立地选自氘、氟、甲基、乙基、异丙基、叔丁基；R3、R4和R5分别独立地选自：氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-18的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为1-10的烷硫基、碳原子数为6-18的芳氧基、碳原子数为6-18的芳硫基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为18-24的三芳基硅基；
n1为R1的数量，n1选自0或1；n2为R2的数量，n2选自0或1；n3为R3的数量，n3为0；n4为R4的数量，n4为0；n5为R5的数量，n5为0。
2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其中，所述含氮化合物选自由以下化合物所组成的组：
Figure FDA0003974011800000021
Figure FDA0003974011800000031
Figure FDA0003974011800000041
Figure FDA0003974011800000051
Figure FDA0003974011800000061
Figure FDA0003974011800000071
Figure FDA0003974011800000081
Figure FDA0003974011800000091
Figure FDA0003974011800000101
Figure FDA0003974011800000111
Figure FDA0003974011800000121
Figure FDA0003974011800000131
Figure FDA0003974011800000141
Figure FDA0003974011800000151
Figure FDA0003974011800000161
Figure FDA0003974011800000171
3.一种电子元件，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含权利要求1～2任意一项所述的含氮化合物。
4.根据权利要求3所述的电子元件，其中，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含所述含氮化合物。
5.根据权利要求3或4所述的电子元件，其中，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件。
6.一种电子装置，包含权利要求3～5中任意一项所述的电子元件。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110825B (zh) * 2020-04-20 2022-02-11 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种芳胺化合物、使用其的电子元件及电子装置
CN111995533B (zh) * 2020-04-27 2022-01-28 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN115521242A (zh) * 2022-03-29 2022-12-27 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机化合物和电子元件及电子装置
CN114989069B (zh) * 2022-04-28 2023-10-10 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物和电子元件及电子装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107459466A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 株式会社Lg化学 化合物及包含它的有机电子元件
KR20180129397A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 주식회사 동진쎄미켐 캡핑층 형성용 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN108947889A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 东进世美肯株式会社 覆盖层形成用化合物及包含其的有机发光器件
CN110128279A (zh) * 2019-06-14 2019-08-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机电致发光材料及包含该材料的有机电致发光器件
CN111018797A (zh) * 2019-12-26 2020-04-17 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机化合物、包含该有机化合物的电子元件及电子装置
CN111138297A (zh) * 2019-10-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN111138298A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009084268A1 (ja) * 2007-12-28 2009-07-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 芳香族アミン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107459466A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 株式会社Lg化学 化合物及包含它的有机电子元件
CN108947889A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 东进世美肯株式会社 覆盖层形成用化合物及包含其的有机发光器件
KR20180129397A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 주식회사 동진쎄미켐 캡핑층 형성용 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
CN110128279A (zh) * 2019-06-14 2019-08-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机电致发光材料及包含该材料的有机电致发光器件
CN111138297A (zh) * 2019-10-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN111018797A (zh) * 2019-12-26 2020-04-17 陕西莱特光电材料股份有限公司 有机化合物、包含该有机化合物的电子元件及电子装置
CN111138298A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置

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