CN112867723B - 化合物及包含其的有机发光二极管 - Google Patents

化合物及包含其的有机发光二极管 Download PDF

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Abstract

本说明书涉及化学式1的化合物及包含其的有机发光器件。

Description

化合物及包含其的有机发光二极管
技术领域
本说明书涉及化合物及包含其的有机发光器件。
本申请主张于2019年1月23日向韩国专利局提交的韩国专利申请第10-2019-0008585号的优先权,其全部内容包含在本说明书中。
背景技术
通常情况下,有机发光现象是指利用有机物质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和阴极以及位于它们之间的有机物层的结构。在这里,为了提高有机发光器件的效率和稳定性,有机物层大多情况下由分别利用不同的物质构成的多层结构形成,例如,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。对于这样的有机发光器件的结构而言,如果在两电极之间施加电压,则空穴从阳极注入有机物层,电子从阴极注入有机物层,当所注入的空穴和电子相遇时会形成激子(exciton),并且当该激子重新跃迁至基态时就会发出光。
持续要求开发用于如上所述的有机发光器件的新的材料。其中,就蓝色有机发光器件而言,高色纯度和长寿命特性是必需的,但因为由蓝色物质的高能量导致的不稳定性,所以缺乏同时实现它们的技术。最近,新开发了具有包含硼的核结构的热活化延迟荧光物质,并以高的效率和色纯度受到关注,但存在三重态能量高且反向系间窜越速度慢而寿命短的缺点。因此,要求开发同时实现高色纯度和长寿命特性的蓝色有机发光体。
发明内容
技术课题
本说明书提供化合物及包含其的有机发光器件。
课题的解决方法
本发明提供由下述化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在上述化学式1中,
A为B或P,
Y1和Y2彼此相同或不同,各自独立地为NR、O或S,
L为直接键合、取代或未取代的2价的并四苯基、取代或未取代的2价的芘基、取代或未取代的2价的苯并蒽基、或者取代或未取代的2价的苝基,
X为氢、苯基、并四苯基、芘基、苯并蒽基、苝基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基胺基、取代或未取代的杂芳基,或者由下述化学式2表示,
L为直接键合时,X为并四苯基、芘基、苯并蒽基或苝基,
[化学式2]
在上述化学式2中,
表示与化学式1的L结合的位置,
A'为B或P,
Y1'和Y2'彼此相同或不同,各自独立地为NR'、O或S,R、R'、R1至R3和R1'至R3'彼此相同或不同,各自独立地为氢、腈基、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基,
或者可以与相邻的基团彼此结合而形成取代或未取代的环,
a、a'、b和b'各自为0至4的整数,
c和c'各自为0至2的整数,
上述a、a'、b和b'各自为2以上时,上述括号内的取代基彼此相同或不同,
上述c和c'各自为2时,上述括号内的取代基彼此相同或不同。
另外,本发明提供一种有机发光器件,其中,包括:第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与第二电极之间的1层或2层以上的有机物层,上述有机物层中的1层以上包含上述化合物。
发明效果
根据本说明书的一实施方式的化合物可以用作有机发光器件的有机物层的材料,通过使用此化合物,从而在有机发光器件中能够实现高色纯度和/或寿命特性的提高。因包含硼的固定的核结构而能够实现高色纯度,三重态能量低的多环通过单键与硼发光体连接,从而阻挡反向系间窜越。因此,可以实现长寿命特性和高色纯度。此外,因固定的核结构而导致作为吸收和发光波长之差的斯托克斯位移(stoke's shift)少,从而易于选择主体,与其它蓝色发光体相比,使用具有少的三重态能量的主体,因此可以有助于提高寿命。
附图说明
图1和2图示了根据本说明书的一实施方式的有机发光器件。
[符号说明]
1:基板
2:第一电极
3:有机物层
4:第二电极
5:空穴注入层
6:第一空穴传输层
7:第二空穴传输层
8:发光层
9:同时进行电子注入和传输的层
具体实施方式
下面,对本说明书更详细地进行说明。
本说明书提供由上述化学式1表示的化合物。
具有窄的半宽度的硼发光体具有高效率、高纯度的优点,但三重态能量高、反向系间窜越速度慢,因此实际适用于器件时存在限制。
但是,本发明的化学式1的化合物是将三重态能量低的多环通过单键与硼发光体连接,从而降低整个化合物的三重态能量,由于包含硼的核结构的高平面性和被固定的(rigid)结构,与现有的荧光体相比,具有高的EQE和高色纯度。此外,与此同时显示了因稳定的化合物结构而延长的寿命特性。
决定发光能量的HOMO和LUMO均形成在包含硼的多环上,从而能够实现硼热活化延迟荧光物质所具有的小的斯托克斯变化、窄的半宽度、高的色纯度、高平面性带来的高的EQE特性。
另外,将三重态能量低的多环通过单键与硼核连接,从而使得不发生对寿命造成不良影响的反向系间窜越,因此能够延长寿命。这时,作为三重态能量低的多环,可以为并四苯、芘、苯并蒽、或苝基,并且三重态能量高的三亚苯基引发反向系间窜越而对寿命造成不良影响,因此被排除。
特别是,在L或X为芘基时,在作为现有蓝色荧光物质的核结构的硼核结构中未使用的激子在芘核中用于发光的可能性提高,因此发光效率增加。
本发明的发光体的斯托克斯变化小,从而与一般的蓝色荧光物质相比,能够选择三重态能量比较低的稳定的主体,这就引起有机发光器件的寿命的延长。
在本说明书中,取代基的例示在下文中进行说明,但并不限定于此。
上述“取代”这一用语的意思是指结合在化合物的碳原子上的氢原子被替换成其它取代基,被取代的位置只要是氢原子可以被取代的位置、即取代基可以取代的位置就没有限定,当取代2个以上时,2个以上的取代基可以彼此相同或不同。
在本说明书中,“取代或未取代的”这一用语是指被选自氘、腈基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基胺基、取代或未取代的芳基、以及取代或未取代的杂环基中的1个或2个以上的取代基取代,或者被上述例示的取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代基取代,或者不具有任何取代基。例如,“2个以上的取代基连接而成的取代基”可以为被芳基取代的芳基、被杂芳基取代的芳基、被芳基取代的杂环基、被烷基取代的芳基等。
在本说明书中,烷基可以为直链或支链,碳原子数没有特别限定,但优选为1至30。具体而言,优选碳原子数为1至20。更具体而言,优选碳原子数为1至10。作为具体例,有甲基、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,但并不限定于此。
在本说明书中,环烷基没有特别限定,但优选为碳原子数3至30的环烷基,更优选为碳原子数3至20的环烷基。具体而言,有环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等,但并不限定于此。
在本说明书中,烷氧基可以为直链、支链或环状。烷氧基的碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为1至30。具体而言,优选碳原子数为1至20。更具体而言,优选碳原子数为1至10。具体而言,可以为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、异丙基氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等,但并不限定于此。
在本说明书中,胺基可以选自-NH2、烷基胺基、N-烷基芳基胺基、芳基胺基、N-芳基杂芳基胺基、N-烷基杂芳基胺基和杂芳基胺基,碳原子数没有特别限定,但优选为1至30。作为胺基的具体例,有甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基蒽基胺基、二苯基胺基、N-苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、N-苯基甲苯基胺基、三苯基胺基、N-苯基联苯基胺基、N-苯基萘基胺基、N-联苯基萘基胺基、N-萘基芴基胺基、N-苯基菲基胺基、N-联苯基菲基胺基、N-苯基芴基胺基、N-苯基三联苯基胺基、N-菲基芴基胺基、N-联苯基芴基胺基等,但并不限定于此。
在本说明书中,甲硅烷基可以由-SiRjRkRl的化学式表示,上述Rj、Rk和Rl彼此相同或不同,可以各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。上述甲硅烷基具体有三甲基甲硅烷基、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,但并不限定于此。
在本说明书中,芳基没有特别限定,但优选为碳原子数6至30的芳基,更优选为碳原子数6至20的芳基。上述芳基可以为单环或多环。在上述芳基为单环芳基的情况下,碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为6至30。更具体而言,优选碳原子数为6至20。具体而言,作为单环芳基,可以为苯基、联苯基、三联苯基等,但并不限定于此。在上述芳基为多环芳基的情况下,碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为10至30,更具体而言,优选碳原子数为10至20。具体而言,作为多环芳基,可以为萘基、蒽基、菲基、三苯基、芘基、萉基、苝基、基、芴基等,但并不限定于此。
在本说明书中,“相邻的”基团可以是指在与该取代基取代的原子直接连接的原子上取代的取代基、与该取代基在立体结构上最接近的取代基、或者在该取代基取代的原子上取代的其它取代基。例如,在苯环中以邻(ortho)位被取代的2个取代基和脂肪族环中同一碳上取代的2个取代基可以解释为彼此“相邻的”基团。
在本说明书中,取代基中“与相邻的基团彼此结合而形成环”的意思是指与相邻的基团彼此结合而形成取代或未取代的烃环、或者取代或未取代的杂环。
在本说明书中,环是指取代或未取代的烃环、或者取代或未取代的杂环。
在本说明书中,烃环可以为芳香族、脂肪族、或者芳香族与脂肪族的稠环,除了不是上述1价以外,可以选自上述环烷基或芳基的例示,可以为环烷基与芳基的稠环。
在本说明书中,芳香族环可以为单环或多环,除了不是1价以外,可以选自上述芳基的例示。
在本说明书中,杂环包含1个以上的非碳原子、即杂原子,具体而言,上述杂原子可以包含1个以上的选自O、N、Se和S等中的原子。上述杂环可以为单环或多环,可以为芳香族、脂肪族、或者芳香族与脂肪族的稠环,除了不是1价以外,可以选自下述杂芳基的例示。
在本说明书中,作为芳基胺基的例子,有取代或未取代的单芳基胺基、取代或未取代的二芳基胺基、或者取代或未取代的三芳基胺基。上述芳基胺基中的芳基可以为单环芳基,可以为多环芳基。包含2个以上的上述芳基的芳基胺基可以包含单环芳基、多环芳基,或者可以同时包含单环芳基和多环芳基。例如,上述芳基胺基中的芳基可以选自上述的芳基的例示。
在本说明书中,杂芳基包含1个以上的非碳原子、即杂原子,具体而言,上述杂原子可以包含1个以上的选自O、N、Se和S等中的原子。碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为2至30,更优选碳原子数为2至20,上述杂芳基可以为单环或多环。作为杂芳基的例子,有噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、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(phenanthroline)、异唑基、噻二唑基、吩噻嗪基和二苯并呋喃基等,但并不限定于此。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式1由下述化学式1-1至1-6中的任一个表示。
[化学式1-1]
[化学式1-2]
[化学式1-3]
[化学式1-4]
[化学式1-5]
[化学式1-6]
在上述化学式1-1至1-6中,上述L、X、R、R1至R3、以及a至c与上述化学式1中的定义相同。
在本说明书的一实施方式中,上述R1和R2为氢。
在本说明书的一实施方式中,上述2个以上的R1、以及2个以上的R2中的1个以上可以各自独立地与相邻的基团结合而形成取代或未取代的环。
在本说明书的一实施方式中,上述2个以上的R1、以及2个以上的R2中的1个以上可以各自独立地与相邻的基团结合而形成取代或未取代的烃环。
在本说明书的一实施方式中,上述2个以上的R1、以及2个以上的R2中的1个以上可以各自独立地与相邻的基团结合而形成烃环。
在本说明书的一实施方式中,上述2个以上的R1、以及2个以上的R2中的1个以上可以各自独立地与相邻的基团结合而形成苯环、或者环己烷环。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式1由下述化学式3至5中的任一个表示。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
在上述化学式3至5中,A、Y1、Y2、R3、c、L和X与化学式1中的定义相同。
在本说明书的一实施方式中,上述A为B。
在本说明书的一实施方式中,上述A为P。
在本说明书的一实施方式中,上述Y1和Y2彼此相同或不同,各自独立地为NR、O或S。
在本说明书的一实施方式中,上述Y1和Y2为NR。
在本说明书的一实施方式中,上述Y1和Y2为O。
在本说明书的一实施方式中,上述Y1和Y2为S。
在本说明书的一实施方式中,上述L为直接键合、2价的并四苯基、2价的芘基、2价的苯并蒽基、或者2价的苝基。
在本说明书的一实施方式中,上述L为选自下述取代基中的任一个。
上述虚线是指与核连接的部分。
上述Rb至Rh彼此相同或不同,各自独立地为氢、氘、腈基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基胺基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。
bb为0至10的整数,
cc和dd各自为0至4的整数,
ee和ff各自为0至5的整数,
gg为0至2的整数,
hh为0至7的整数,
cc+dd≤8,
ee+ff≤10,
gg+hh≤9。
在本说明书的一实施方式中,上述Rb至Rh彼此相同或不同,各自独立地为氢或氘。
在本说明书的一实施方式中,上述Rb至Rh为氢。
在本说明书的一实施方式中,上述L为2价的芘基。具体而言,在L为2价的芘基时,在化学式1的包含B或P的核结构中未使用的激子在芘中用于发光,因此具有发光效率增加的效果。
在本说明书的一实施方式中,上述L为
在本说明书的一实施方式中,上述X为氢、苯基、并四苯基、芘基、苯并蒽基、苝基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基胺基、取代或未取代的杂芳基、或者上述化学式2。
在本说明书的一实施方式中,上述X为氢、苯基、取代或未取代的碳原子数1至10的烷基、碳原子数6至30的芳基胺基、取代或未取代的碳原子数3至30的杂芳基、或者上述化学式2。
在本说明书的一实施方式中,上述X为氢;苯基;甲基;乙基;丙基;异丙基;丁基;叔丁基;被苯基、联苯基、三联苯基、蒽基、菲基或芘基取代的胺基;二苯并呋喃基;二苯并噻吩基;苯并萘并呋喃基;苯并萘并噻吩基;三嗪基;嘧啶基;吡啶基;被烷基或芳基取代或未取代的咔唑基;或者上述化学式2。
在本说明书的一实施方式中,上述X为氢、甲基、叔丁基、苯基、被苯基取代的胺基、苯并萘并呋喃基、苯并萘并噻吩基、被叔丁基取代的咔唑基、或者被苯基取代的咔唑基、或者上述化学式2。
在本说明书的一实施方式中,上述X为选自下述取代基中的任一个,或者由上述化学式2表示。
上述虚线为与L结合的部分。
在本说明书的一实施方式中,上述X为苯基、苯并萘并呋喃基、苯并萘并噻吩基、或者由上述化学式2表示。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式2的结构与化学式1的核结构相同。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式2的A'与化学式1的A相同。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式2的Y1'和Y2'与化学式1的Y1和Y2相同。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式2的R1'至R3'与化学式1的R1至R3相同。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式2的a'至c'与化学式1的a至c相同。
在本说明书的一实施方式中,上述R和R1至R3彼此相同或不同,各自独立地为氢、腈基、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。
在本说明书的一实施方式中,上述R1至R3为氢。
在本说明书的一实施方式中,上述R3为氢。
在本说明书的一实施方式中,上述R为氢、腈基、卤素基团、取代或未取代的碳原子数1至10的烷基、取代或未取代的碳原子数1至10的烷氧基、取代或未取代的碳原子数1至10的甲硅烷基、被碳原子数6至30的芳基取代或未取代的胺基、被碳原子数6至30的芳基取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的碳原子数6至30的芳基、或者取代或未取代的碳原子数3至30的杂芳基。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、取代或未取代的碳原子数1至10的烷基、或者取代或未取代的碳原子数6至30的芳基。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基或菲基,
上述甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基或菲基被碳原子数1至10的烷基、或者碳原子数6至30的芳基取代或未取代。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基或菲基,
上述甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基或菲基被碳原子数1至10的烷基、或者碳原子数6至30的芳基取代或未取代。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、甲基、叔丁基、苯基、联苯基或三联苯基,
上述甲基、叔丁基、苯基、联苯基或三联苯基被碳原子数1至10的烷基、或者碳原子数6至30的芳基取代或未取代。
在本说明书的一实施方式中,上述R、R1和R2彼此相同或不同,各自独立地为氢、甲基、叔丁基、苯基、被苯基取代的苯基、被叔丁基取代的苯基、联苯基或三联苯基。
在本说明书的一实施方式中,上述R和R1、或者R和R2彼此结合而形成包含N、O或S的环。
在本说明书的一实施方式中,上述化学式1为选自下述化合物中的任一个。
在上述结构式中,L和X与上述化学式1的定义相同。
在本说明书中,当指出某一部分“包含/包括”某一构成要素时,只要没有特别相反的记载,则意味着可以进一步包含其它构成要素,而不是将其它构成要素排除。
在本说明书中,当指出某一构件位于另一个构件“上”时,其不仅包括某一构件与另一构件接触的情况,还包括两构件之间存在其它构件的情况。
本发明的有机发光器件包括:第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与第二电极之间的1层或2层以上的有机物层,上述有机物层中的1层以上可以包含上述化合物。
例如,本发明的有机发光器件的结构可以具有如图1和2所示的结构,但不仅限于此。
图1例示了在基板1上依次层叠有第一电极2、有机物层3、以及第二电极4的有机发光器件的结构。
图2例示了依次层叠有基板1、第一电极2、空穴注入层5、第一空穴传输层6、第二空穴传输层7、发光层8、同时进行电子注入和传输的层9、以及第二电极4的有机发光器件的结构。
上述图1和2例示了有机发光器件,并且不限定于此。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层包含上述化学式1的化合物。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层以99:1至90:10的重量比包含主体和掺杂剂。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层以97:3至95:5的重量比包含主体和掺杂剂。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层以95:5的重量比包含主体和掺杂剂。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层包含上述化学式1的化合物作为掺杂剂。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层包含上述化学式1的化合物作为蓝色掺杂剂。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层还包含主体。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括发光层,上述发光层还包含蓝色主体。
在本发明的一实施方式中,上述发光层还包含主体化合物,上述主体化合物为蒽系化合物。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层可以包括空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、发光层、或者同时进行电子注入和传输的层。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层,上述空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层可以包含上述化学式1的化合物。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括电子注入层、电子传输层、或者同时进行电子注入和传输的层,上述电子注入层、电子传输层、或者同时进行电子注入和传输的层可以包含上述化学式1的化合物。
在本发明的一实施方式中,上述有机物层包括电子阻挡层或空穴阻挡层,上述电子阻挡层或空穴阻挡层可以包含上述化学式1的化合物。
例如,根据本发明的有机发光器件可以如下制造:利用溅射(sputtering)或电子束蒸发(e-beam evaporation)之类的PVD(physical vapor deposition:物理气相沉积)方法,在基板上蒸镀金属或具有导电性的金属氧化物或它们的合金而形成阳极,然后在该阳极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层的有机物层和包含上述化学式1的化合物的有机物层,之后在该有机物层上蒸镀可用作阴极的物质而制造。除了这种方法以外,也可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光器件。
作为上述阳极物质,通常为了使空穴能够顺利地向有机物层注入,优选为功函数大的物质。作为本发明中可以使用的阳极物质的具体例,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)等金属氧化物;ZnO:Al或SnO2:Sb等金属与氧化物的组合;聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺等导电性高分子等,但不仅限于此。
作为上述阴极物质,通常为了使电子容易地向有机物层注入,优选为功函数小的物质。作为阴极物质的具体例,有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅等金属或它们的合金;LiF/Al或LiO2/Al等多层结构物质等,但不仅限于此。
上述空穴注入物质是可以在低电压下从阳极良好地注入空穴的物质,优选为空穴注入物质的HOMO(最高占有分子轨道,highest occupied molecular orbital)介于阳极物质的功函数与周围有机物层的HOMO之间。作为空穴注入物质的具体例,有金属卟啉(porphyrine)、低聚噻吩、芳基胺系有机物、六腈六氮杂苯并菲系有机物、喹吖啶酮(quinacridone)系有机物、苝(perylene)系有机物、蒽醌及聚苯胺和聚噻吩的导电性高分子等,但不仅限于此。
上述空穴传输物质是能够从阳极或空穴注入层接收空穴并将其转移至发光层的物质,对空穴的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有芳基胺系有机物、导电性高分子、以及同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但不仅限于此。
上述发光物质是能够从空穴传输层和电子传输层分别接收空穴和电子并使它们结合而发出可见光区域的光的物质,优选为对于荧光或磷光的量子效率高的物质。作为具体例,有8-羟基喹啉铝配合物(Alq3);咔唑系化合物;二聚苯乙烯基(dimerized styryl)化合物;BAlq;10-羟基苯并喹啉-金属化合物;苯并唑、苯并噻唑及苯并咪唑系化合物;聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)系高分子;螺环(spiro)化合物;聚芴、红荧烯等,但不仅限于此。
本发明的包含化学式1的化合物的层为发光层时,上述发光物质包含在包含化学式1的化合物的发光层中,或者可以包含在除了上述包含化学式1的化合物的发光层以外的发光层中。
上述有机发光器件包括复数个有机物层时,上述有机物层可以由相同的物质或不同的物质形成。
本说明书的有机发光器件除了有机物层中的1层以上利用上述化合物而形成以外,可以利用该技术领域中已知的材料和方法进行制造。
本说明书还提供利用上述化合物而形成的有机发光器件的制造方法。
作为掺杂剂材料,有芳香族化合物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体而言,作为芳香族化合物,是具有取代或未取代的芳基氨基的芳香族稠环衍生物,有具有芳基氨基的芘、蒽、、二茚并芘等,作为苯乙烯基胺化合物,是在取代或未取代的芳基胺上取代有至少1个芳基乙烯基的化合物,被选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的1个或2个以上的取代基取代或未取代。具体而言,有苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等,但并不限定于此。此外,作为金属配合物,有铱配合物、铂配合物等,但并不限定于此。
上述电子传输层是从电子注入层接收电子并将电子传输至发光层的层,电子传输物质是能够从阴极良好地注入电子并将其转移至发光层的物质,对电子的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有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,但不仅限于此。电子传输层可以如现有技术中所使用的那样与任意期望的阴极物质一同使用。特别是,合适的阴极物质的例子是具有低功函数且伴有铝层或银层的通常的物质。具体为铯、钡、钙、镱和钐,在各情况下均伴有铝层或银层。
上述电子注入层是注入来自电极的电子的层,优选为如下化合物:具有传输电子的能力,具有注入来自阴极的电子的效果,具有对于发光层或发光材料的优异的电子注入效果,防止发光层中生成的激子向空穴注入层迁移,而且薄膜形成能力优异的化合物。具体而言,有芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等和它们的衍生物、金属配位化合物、以及含氮五元环衍生物等,但并不限定于此。
作为上述同时进行电子注入和传输的层的物质,可以包含上述电子传输层的物质和电子注入层的物质等。此外,上述同时进行电子注入和传输的层还可以包含金属配体。
作为上述同时进行电子注入和传输的层的物质,可以包含上述电子传输层的物质、或者电子注入层的物质等。此外,上述同时进行电子注入和传输的层还可以包含喹啉锂。
作为上述金属配位化合物,有喹啉锂(Liq)、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)氯化镓、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,但并不限定于此。
上述空穴阻挡层是阻止空穴到达阴极的层,通常可以利用与空穴注入层相同的条件来形成。具体而言,有二唑衍生物或三唑衍生物、菲咯啉衍生物、BCP、铝配合物(aluminum complex)等,但并不限定于此。
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光型、底部发光型或双向发光型。
实施发明的方式
上述化学式1的化合物的制造方法及利用其的有机发光器件的制造在下面的实施例中具体地进行说明。但是,下述实施例用于例示本发明,本发明的范围并不限定于此。
<合成例>
合成例1.化合物1的合成
中间体A-1的合成
在氮气氛下,在室温下,在苯酚(24.6g,0.260mol)、碳酸钾(36.0g,0.260mol)和N-甲基吡咯烷酮(NMP,500mL)中添加2-溴-5-氯-1,3-二氟苯(29.6g,0.130mol),在120℃加热搅拌24小时。然后,将NMP减压蒸馏后,添加甲苯。利用硅胶短路径柱进行过滤,将溶剂减压蒸馏,从而得到了A-1(48.4g)。
中间体A-2的合成
将A-1(8.2g,21.9mmol)溶解于90mL的邻二甲苯(o-xylene)中,在0℃缓慢滴加9.2mL(2.5M)的正丁基锂。在70℃搅拌4小时后,在-40℃加入三溴化硼(borontribromide)(2.6mL,27.5mmol)。通过1小时升温至常温并搅拌后,在0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(N,N-diisopropylethylamine)(9.0mL,45.8mmol),在120℃搅拌5小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,并将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了A-2(3.0g)MS:[M+H]+=305。
化合物1的合成
将装有A-2(3.8g)、(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g)、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物1(3.0g)。MS:[M+H]+=547。
合成例2.化合物2的合成
在化合物1的合成中,使用(6-(萘并[2,3-b]苯并呋喃-3-基)芘-1-基)硼酸(5.0g)代替(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g),除此以外,通过相同的方法进行制造,从而得到了化合物2。MS:[M+H]+=687。
合成例3.化合物3的合成
中间体B-1的合成
在氮气氛下,在室温下,在4-(叔丁基)苯酚(39.1g,0.260mol)、碳酸钾(36.0g,0.260mol)和N-甲基吡咯烷酮(NMP,500mL)中添加2-溴-5-氯-1,3-二氟苯(29.6g,0.130mol),在120℃加热搅拌24小时。然后,将NMP减压蒸馏后,添加甲苯。利用硅胶短路径柱进行过滤,将溶剂减压蒸馏,从而得到了B-1(49.6g)。
中间体B-2的合成
在中间体A-2的合成方法中,使用B-1代替A-1,除此以外,通过相同的方法制造了B-2。
化合物3的合成
将装有B-2(4.4g)、(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g)、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物3(3.0g)。MS:[M+H]+=659。
合成例4.化合物4的合成
在化合物3的合成中,使用(6-(萘并[2,3-b]苯并呋喃-3-基)芘-1-基)硼酸(5.0g)代替(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g),除此以外,通过相同的方法进行制造,从而得到了化合物4。MS:[M+H]+=687。
合成例5.化合物5的合成
将装有A-2(3.8g)、芘-1,6-二基硼酸(pyrene-1,6-diyldiboronic acid)(1.8g)、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物5(3.2g)。MS:[M+H]+=739。
合成例6.化合物6的合成
中间体C-1的合成
在氮气氛下,在室温下,在1-萘酚(37.5g,0.260mol)、碳酸钾(36.0g,0.260mol)和N-甲基吡咯烷酮(NMP,500mL)中,添加2-溴-5-氯-1,3-二氟苯(29.6g,0.130mol),在120℃加热搅拌24小时。然后,将NMP减压蒸馏后,添加甲苯。利用短路径硅胶柱进行过滤,将溶剂减压蒸馏,从而得到了C-1(39.6g)。
中间体C-2的合成
将C-1(10.4g,21.9mmol)溶解于90mL的邻二甲苯中,在0℃缓慢滴加9.2mL(2.5M)的正丁基锂。在70℃搅拌4小时后,在-40℃加入三溴化硼(2.6mL,27.5mmol)。通过1小时升温至常温并搅拌后,在0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(9.0mL,45.8mmol),在120℃搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了C-2(3.8g)。MS:[M+H]+=405。
化合物6的合成
将装有C-2(5.0g)、(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g)、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物6(3.4g)。MS:[M+H]+=647。
合成例7.化合物7的合成
中间体D-1的合成
在中间体A-1的合成中,使用5,6,7,8-四氢萘-1-醇(5,6,7,8-tetrahydronaphthalen-1-ol)代替苯酚,除此以外,通过相同的方法得到了D-1(47.5g)。
中间体D-2的合成
将D-1(10.6g,21.9mmol)溶解于90mL的邻二甲苯中,在0℃缓慢滴加9.2mL(2.5M)的正丁基锂。在70℃搅拌4小时后,在-40℃加入三溴化硼(2.6mL,27.5mmol)。通过1小时升温至常温并搅拌后,在0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(9.0mL,45.8mmol),在120℃搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,并将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了D-2(4.0g)。MS:[M+H]+=413。
化合物7的合成
将装有D-2(5.0g)、(6-苯基芘-1-基)硼酸(3.5g)、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物7(3.8g)。MS:[M+H]+=655。
合成例8.化合物8的合成
中间体E-1的合成
在氮气氛下,在室温下,在苯硫醇(28.7g,0.260mol)、碳酸钾(36.0g,0.260mol)和N-甲基吡咯烷酮(NMP,500mL)中添加2-溴-5-氯-1,3-二氟苯(29.6g,0.130mol),在120℃加热搅拌24小时。然后,将NMP减压蒸馏后,添加甲苯。利用硅胶短路径柱进行过滤,将溶剂减压蒸馏,从而得到了E-1(44.8g)。
中间体E-2的合成
将E-1(8.9g,21.9mmol)溶解于90mL的邻二甲苯中,在0℃缓慢滴加9.2mL(2.5M)的正丁基锂。在70℃搅拌4小时后,在-40℃加入三溴化硼(2.6mL,27.5mmol)。通过1小时升温至常温并搅拌后,在0℃滴加N,N-二异丙基乙胺(9.0mL,45.8mmol),在120℃搅拌5小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了E-2(3.2g)。MS:[M+H]+=337。
化合物8的合成
将装有E-2(3.4g)、芘-1,6-二基硼酸、醋酸钯(0.066g)、磷酸钾(3.1g)、二环己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-联苯]-2-基)膦(0.24g)、环戊基甲基醚(30mL)和水(6mL)的烧瓶进行回流,搅拌6小时。用二氯甲烷萃取后,将有机层用硫酸镁干燥,过滤,并将溶剂减压蒸馏。然后,用己烷:乙酸乙酯为1:1的展开液实施柱层析,从而得到了化合物8(1.0g)。MS:[M+H]+=803。
<实验例1>
实施例1
将ITO(氧化铟锡,indium tin oxide)以的厚度被涂布成薄膜的玻璃基板放入溶解有洗涤剂的蒸馏水中,利用超声波进行洗涤。这时,洗涤剂使用菲希尔公司(Fischer Co.)制品,蒸馏水使用了利用密理博公司(Millipore Co.)制造的过滤器(Filter)过滤两次的蒸馏水。将ITO洗涤30分钟后,用蒸馏水重复两次而进行10分钟超声波洗涤。在蒸馏水洗涤结束后,用异丙醇、丙酮、甲醇的溶剂进行超声波洗涤并干燥后,输送至等离子体清洗机。此外,利用氧等离子体,将上述基板清洗5分钟后,将基板输送至真空蒸镀机。
在这样准备的ITO透明电极上,将下述化合物HAT以的厚度进行热真空蒸镀而形成空穴注入层。在上述空穴注入层上,作为第一空穴传输层,将下述化合物HT-A真空蒸镀接着,作为第二空穴传输层,将下述化合物HT-B蒸镀将作为主体的BH-A和作为掺杂剂的化合物1以95:5的重量比进行真空蒸镀,从而形成厚度的发光层。
然后,作为同时进行电子注入和传输的层,将下述化合物ET-A和下述化合物Liq以1:1的比例(重量比)蒸镀在其上,依次将氟化锂(LiF)以的厚度、将铝以的厚度进行蒸镀而形成阴极,从而制造了有机发光器件。
在上述过程中,有机物的蒸镀速度维持阴极的氟化锂维持的蒸镀速度,铝维持的蒸镀速度,在蒸镀时,真空度维持1×10-7~5×10-8托,从而制作了有机发光器件。
实施例2至8
在上述实施例1中,作为发光层物质,使用下述表1中记载的掺杂剂化合物代替化合物1,除此以外,通过与实施例1相同的方法制造了有机发光器件。
比较例1至3
在上述实施例1中,作为发光层物质,使用下述表1中记载的掺杂剂化合物代替化合物1,除此以外,通过与实施例1相同的方法制造了有机发光器件。
利用吉时利2635B系统源表(Keithley 2635B system source meter)和PR670探测器(detector),在10mA/cm2的电流密度下,对通过上述实施例1至8和比较例1至3而制作的有机发光器件测定了EL光谱的最大峰值位置、半峰全宽(FWHM)、发光效率,将其结果示于下述表1。
[表1]
如上述表1所示的那样,使用了具有化学式1的结构的化合物的实施例1至8的器件与比较例1至3的器件相比,具有较高的效率、小的半峰全宽(FWHM),具有深蓝色的特性。
具体而言,确认了比较例1和2是本发明的-L-X分别为氢或苯基化合物,与本发明的L或X具有并四苯、芘、苯并蒽、苝的化合物相比,发光效率显著减少。
另外,本发明的实施例1至8的L为芘的化合物与比较例3的L为蒽基的化合物相比,EL光谱的最大峰值在低波长处出现,且半峰全宽窄,因此与比较例3相比,具有高效率和高纯度的优点。

Claims (6)

1.一种由下述化学式1表示的化合物:
化学式1
其中在所述化学式1中,
A为B,
Y1和Y2彼此相同或不同,并且各自独立地为O或S,
L为选自以下取代基中的任一个:
其中虚线是指与核连接的部分,
Rc和Rd彼此相同或不同,各自独立地为氢、氘、腈基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基胺基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基,
cc和dd各自为0至4的整数,
cc+dd≤8,
X为苯基、并四苯基、芘基、苯并蒽基、苝基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯并萘并呋喃基、苯并萘并噻吩基、或者由下述化学式2表示,
化学式2
在所述化学式2中,
表示与化学式1的L结合的位置,
A′为B,
Y1′和Y2′彼此相同或不同,并且各自独立地为O或S,以及R1至R3和R1′至R3′彼此相同或不同,并且各自独立地为氢、腈基、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基,或者与相邻的基团彼此结合而形成取代或未取代的环,
a、a′、b和b′各自为0至4的整数,
c和c′各自为0的整数,
其中“取代或未取代的”是指被选自氘、腈基、烷基、环烷基、甲硅烷基、烷氧基、芳基胺基、芳基、以及杂环基中的1个或2个以上的取代基取代,或者被所述取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代基取代,或者不具有任何取代基。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中,所述化学式1由下述化学式1-2和1-3中的任一个表示:
化学式1-2
化学式1-3
在所述化学式1-2和1-3中,所述L、X、R1至R3、以及a至c与所述化学式1中的定义相同。
3.根据权利要求1所述的化合物,其中,所述R1和R2彼此相同或不同,并且各自独立地为氢、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基,
其中“取代或未取代的”是指被选自氘、腈基、烷基、环烷基、甲硅烷基、烷氧基、芳基胺基、芳基、以及杂环基中的1个或2个以上的取代基取代,或者被所述取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代基取代,或者不具有任何取代基。
4.根据权利要求1所述的化合物,其中,所述化学式1为选自下述化合物中的任一个:
在上述结构式中,L和X与所述化学式1中的定义相同。
5.一种有机发光器件,其中,包括:第一电极、与所述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在所述第一电极与第二电极之间的1层或2层以上的有机物层,其中所述有机物层中的1层以上包含权利要求1至4中任一项所述的化合物。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件,其中,所述有机物层包括发光层,并且所述发光层包含所述化合物。
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