CN113544133A - 新型化合物及利用其的有机发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供新型化合物及包含其的有机发光器件。
Description
技术领域
与相关申请的相互引用
本申请主张基于2019年8月20日的韩国专利申请第10-2019-0101898号和2020年8月7日的韩国专利申请第10-2020-0099129号的优先权，包含该韩国专利申请的文献中公开的全部内容作为本说明书的一部分。
本发明涉及新型化合物及包含其的有机发光器件。
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具有宽视角、优异的对比度、快速响应时间，亮度、驱动电压和响应速度特性优异，因此正在进行大量的研究。
有机发光器件通常具有包括阳极和阴极以及位于上述阳极与阴极之间的有机物层的结构。为了提高有机发光器件的效率和稳定性，上述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)，该激子重新跃迁至基态时就会发出光。
对用于如上所述的有机发光器件的有机物，持续要求开发新的材料。
因此，在本发明中提供可以用于有机发光器件且同时能够用于溶液工序的新型有机发光器件的原材料。
现有技术文献
专利文献
(专利文献1)韩国专利公开号第10-2000-0051826号
发明内容
技术课题
本发明涉及新型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，
X为O或S，
L为单键；取代或未取代的C6-60亚芳基；取代或未取代的包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60亚杂芳基，
R1、R2、R3和R4各自独立地为氢；氘；卤素；氰基；取代或未取代的C1-60烷基；取代或未取代的C1-60烷氧基；取代或未取代的C2-60烯基；取代或未取代的C2-60炔基；取代或未取代的C3-60环烷基；取代或未取代的C6-60芳基；取代或未取代的包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基；取代或未取代的三(C1-60烷基)甲硅烷基；或者取代或未取代的三(C6-60芳基)甲硅烷基，或者相邻的两个取代基结合而形成C6-60芳香族环，
n1为0至2的整数，
n2至n4各自独立地为0至3的整数，
Ar1由下述化学式2表示，
[化学式2]
在上述化学式2中，
Ar2为取代或未取代的C6-60芳基；或者包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基，
V1至V4各自独立地为CRa或N，
W1和W2各自独立地为单键、CRb、O或S，
Ra和Rb各自独立地为氢；氘；取代或未取代的C1-60烷基；取代或未取代的C6-60芳基；或者包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基，或者相邻的两个Ra或相邻的两个Rb彼此结合而形成C6-60芳香族环，
p为0或1的整数。
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上述第二电极之间的1层以上的有机物层，上述有机物层中的1层以上包含由上述化学式1表示的化合物。
发明效果
由上述化学式1表示的化合物可以用作有机发光器件的有机物层的材料，在有机发光器件中可以实现效率的提高、低的驱动电压和/或寿命特性的提高。
附图说明
图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4构成的有机发光器件的例子。
图2图示了由基板1、阳极2、空穴注入层5、空穴传输层6、发光层7、电子注入和传输层8、以及阴极4构成的有机发光器件的例子。
具体实施方式
下面，为了帮助理解本发明而更详细地进行说明。
在本说明书中，
表示与其它取代基连接的键。
在本说明书中，“取代或未取代的”这一用语是指被选自氘；卤素基团；氰基；硝基；羟基；羰基；酯基；酰亚胺基；氨基；氧化膦基；烷氧基；芳氧基；烷基硫基(
alkyl thioxy)；芳基硫基(
aryl thioxy)；烷基磺酰基(
alkyl sulfoxy)；芳基磺酰基(
aryl sulfoxy)；甲硅烷基；硼基；烷基；环烷基；烯基；芳基；芳烷基；芳烯基；烷基芳基；烷基胺基；芳烷基胺基；杂芳基胺基；芳基胺基；芳基膦基；或者包含N、O和S原子中的1个以上的杂芳基中的1个以上的取代基取代或未取代，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未取代。例如，“2个以上的取代基连接而成的取代基”可以为联苯基。即，联苯基可以为芳基，也可以被解释为2个苯基连接而成的取代基。
在本说明书中，羰基的碳原子数没有特别限定，但优选碳原子数为1至40。具体而言，可以为如下结构的化合物，但并不限定于此。
在本说明书中，酯基中，酯基的氧可以被碳原子数1至25的直链、支链或环状的烷基、或者碳原子数6至25的芳基取代。具体而言，可以为下述结构式的化合物，但并不限定于此。
在本说明书中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限定，但优选碳原子数为1至25。具体而言，可以为如下结构的化合物，但并不限定于此。
在本说明书中，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，硼基具体有三甲基硼基、三乙基硼基、叔丁基二甲基硼基、三苯基硼基、苯基硼基等，但并不限定于此。
在本说明书中，作为卤素基团的例子，有氟、氯、溴或碘。
在本说明书中，上述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40。根据一实施方式，上述烷基的碳原子数为1至20。根据另一实施方式，上述烷基的碳原子数为1至10。根据另一实施方式，上述烷基的碳原子数为1至6。作为烷基的具体例，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，上述烯基可以为直链或支链，碳原子数没有特别限定，但优选为2至40。根据一实施方式，上述烯基的碳原子数为2至20。根据另一实施方式，上述烯基的碳原子数为2至10。根据另一实施方式，上述烯基的碳原子数为2至6。作为具体例，有乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯-1-基、2-苯基乙烯-1-基、2,2-二苯基乙烯-1-基、2-苯基-2-(萘-1-基)乙烯-1-基、2,2-双(二苯-1-基)乙烯-1-基、茋基、苯乙烯基等，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60的环烷基，根据一实施方式，上述环烷基的碳原子数为3至30。根据另一实施方式，上述环烷基的碳原子数为3至20。根据另一实施方式，上述环烷基的碳原子数为3至6。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，芳基没有特别限定，但优选为碳原子数6至60的芳基，可以为单环芳基或多环芳基。根据一实施方式，上述芳基的碳原子数为6至30。根据一实施方式，上述芳基的碳原子数为6至20。关于上述芳基，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。作为上述多环芳基，可以为萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、
基、芴基等，但并不限定于此。
在本说明书中，芴基可以被取代，2个取代基可以彼此结合而形成螺结构。 在上述芴基被取代的情况下， 可以成为
等。但并不限定于此。
在本说明书中，杂芳基是包含O、N、Si和S中的1个以上作为杂元素的杂芳基，碳原子数没有特别限定，但优选碳原子数为2至60。作为杂芳基的例子，有呫吨(xanthene)、噻吨(thioxanthen)、噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
唑基、
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、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，但不仅限于此。
在本说明书中，芳烷基、芳烯基、烷基芳基、芳基胺基、芳基甲硅烷基中的芳基与上述芳基的例示相同。在本说明书中，芳烷基、烷基芳基、烷基胺基中的烷基与上述烷基的例示相同。在本说明书中，杂芳基胺基中的杂芳基可以适用上述的关于杂芳基的说明。在本说明书中，芳烯基中的烯基与上述烯基的例示相同。在本说明书中，亚芳基为2价基团，除此以外，可以适用上述的关于芳基的说明。在本说明书中，亚杂芳基为2价基团，除此以外，可以适用上述的关于杂芳基的说明。在本说明书中，烃环不是1价基团，而是2个取代基结合而成，除此以外，可以适用上述的关于芳基或环烷基的说明。在本说明书中，杂环不是1价基团，而是2个取代基结合而成，除此以外，可以适用上述的关于杂芳基的说明。
本发明提供由上述化学式1表示的化合物。
在上述化学式1中，优选地，L为单键。
优选地，R1、R2、R3和R4为氢。这时，优选地，n1至n4为0。
优选地，R1、R2、R3和R4中的一个为苯基或吡啶基，其余为氢。这时，优选地，n1至n4中的一个为1，其余为0。
优选地，相邻的两个R1、相邻的两个R2、相邻的两个R3、或者相邻的两个R4彼此结合而形成苯环，其余的R1至R4为氢。
另外，在上述化学式1中，Ar1优选为选自下述化学式2-1至2-3中的任一个：
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
在上述化学式2-1至2-3中，
Ar2与上述化学式1中的定义相同，
Ra1、Ra2和Ra3各自独立地为氢或氘，或者相邻的两个Ra1、相邻的两个Ra2、或者相邻的两个Ra3彼此结合而形成苯环，其余为氢，
Rb1各自独立地为氢或氘，
W3和W4各自独立地为O或S，
p为0或1的整数。
更优选地，上述Ar1为选自下述基团中的任一个：
在上述化学式中，
Ar2与上述化学式1中的定义相同，
W3和W4各自独立地为O或S。
优选地，上述Ar2为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑-9-基或9-苯基-咔唑基，上述Ar2未被取代，或者被一个以上的氘取代。
由上述化学式1表示的化合物的代表性的例子如下所示。
另一方面，作为一个例子，本发明提供如下述反应式1所示的由上述化学式1表示的化合物的制造方法：
[反应式1]
在上述反应式1中，X、L和Ar2与化学式1中的定义相同，Y1和Y2各自独立地为氯或溴等卤素基团，Z为硼酸基、硼酸酯基或硼酸频哪醇酯(boronic acid pinacol ester)基等含硼有机基团，Ar1′为具有下述结构的取代基，
在上述结构中，V1至V4、W1和W2与化学式1中的定义相同。
具体而言，上述化学式1的化合物(1)可以通过包括如下步骤的制造方法来制造：使具有母核结构的化合物(i)和结合在上述母核结构上的包含电子受体取代基的化合物(ii)进行钯催化的偶联反应而制造化合物(iii)的步骤；以及使上述化合物(iii)与上述的包含含硼有机基团的化合物(iv)在碱和钯催化剂的存在下进行铃木偶联反应的步骤。
作为能够用于上述钯催化的偶联反应和铃木偶联反应的钯系催化剂，可以举出双(三叔丁基膦)钯(bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)，Pd(P-tBu3)2)、四(三苯基膦)钯(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)，Pd(PPh3)4)、三(二亚苄基丙酮)二钯(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium，Pd2(dba)3))、双(三苯基膦)氯化钯(Bis(triphenylphosphine)palladium chloride，Pd(PPh3)2Cl2)、双(乙腈)氯化钯(Ⅱ)(Bis(acetonitrile)palladium(Ⅱ)chloride，Pd(CH3CN)2Cl2)、醋酸钯(Ⅱ)(Palladium(Ⅱ)acetate，Pd(OAc)2)、乙酰丙酮钯(Ⅱ)(Palladium(Ⅱ)acetylacetonate，Pd(acac)2)、氯化烯丙基钯(Ⅱ)二聚物(Allylpalladium(Ⅱ)chloride dimer，[Pd(allyl)Cl]2)、钯碳(Palladium on carbon，Pd/C)、或氯化钯(Ⅱ)(Palladium(Ⅱ)chloride，PdCl2)等，可以使用它们中的任一种或者两种以上的混合物。
另外，上述钯催化的偶联反应和铃木偶联反应可以在碱的存在下进行，这时，作为碱(base)，可以举出叔丁醇钠(sodium tert-butoxide)、叔丁醇钾(potassium tert-butoxide)、叔戊醇钠(sodium tert-pentoxide)、乙醇钠(sodium ethoxide)、碳酸钠(sodium carbonate)、碳酸钾(potassium carbonate)、碳酸铯(cesium carbonate)、氢化钠(sodium hydride)、氢化锂(lithium hydride)或氢化钾(potassium hydride)等无机碱；四乙基氢氧化铵(Et4NOH)、双(四乙基)碳酸铵、三乙胺等有机碱；氟化铯等无机盐，可以使用它们中的任一种或者两种以上的混合物。
上述钯催化的偶联反应可以在有机溶剂中进行，上述铃木偶联反应可以在作为溶剂的水中进行。
作为上述有机溶剂，可以举出乙醚、四氢呋喃、1,4-二
烷、乙二醇二乙醚、二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、二乙二醇二乙醚、四氢呋喃或苯甲醚之类的醚溶剂；苯、甲苯或二甲苯之类的芳香烃系溶剂；氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基咪唑烷酮或乙腈之类的卤代芳香族溶剂；或者二甲基亚砜(DMSO)之类的亚砜系溶剂等，可以使用它们中的任一种或者两种以上的混合物。
另外，用于上述化学式1的化合物(1)的制造的反应物质可以利用通常的有机反应来制造，或者也可以通过商业购买来使用。
作为一个例子，具有上述母核结构的化合物(i)可以通过如下述反应式2所示的方法制造。下述反应式2只是用于说明本发明的一个例子，本发明并不限定于此。
[反应式2]
在上述反应式2中，X为O或S，Y为溴之类的卤素基团。
上述化学式1的化合物的制造方法的具体例在下面的制造例中更具体地进行提示。
另外，本发明提供包含由上述化学式1表示的化合物的有机发光器件。
作为一个例子，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上述第二电极之间的1层以上的有机物层，上述有机物层中的1层以上包含根据本发明的化合物。
另外，根据本发明的有机发光器件可以是在基板上依次层叠有阳极、1层以上的有机物层和阴极的结构(正常型(normal type))的有机发光器件。此外，根据本发明的有机发光器件可以是在基板上依次层叠有阴极、1层以上的有机物层和阳极的逆向结构(倒置型(inverted type))的有机发光器件。例如，根据本发明的一实施例的有机发光器件的结构例示于图1和图2。
图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4构成的有机发光器件的例子。在如上所述的结构中，由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述发光层中。
图2图示了由基板1、阳极2、空穴注入层5、空穴传输层6、发光层7、电子注入和传输层8、以及阴极4构成的有机发光器件的例子。在如上所述的结构中，由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述空穴注入层、空穴传输层或发光层中。此外，在上述结构中，在空穴传输层与发光层之间还可以包括电子阻挡层(未图示)，并且在上述发光层与电子注入和传输层之间还可以包括空穴阻挡层(未图示)。
根据本发明的有机发光器件除了使用根据本发明的化合物以外，可以利用本技术领域中已知的材料和方法进行制造。
例如，根据本发明的有机发光器件可以通过在基板上依次层叠阳极、有机物层和阴极而制造。这时，可以如下制造：利用溅射法(sputtering)或电子束蒸发法(e-beamevaporation)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、以及电子注入和传输层的有机物层，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，还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(WO 2003/012890)。但是，制造方法并不限定于此。
除了这种方法以外，还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(WO 2003/012890)。但是，制造方法并不限定于此。
作为一个例子，上述第一电极为阳极，上述第二电极为阴极，或者上述第一电极为阴极，上述第二电极为阳极。
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。作为上述阳极物质的具体例，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](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等导电性化合物等，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。作为上述阴极物质的具体例，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。
上述空穴注入层是注入来自电极的空穴的层，作为空穴注入物质，优选为如下化合物：具有传输空穴的能力，具有注入来自阳极的空穴的效果，具有对于发光层或发光材料的优异的空穴注入效果，防止发光层中生成的激子向电子注入层或电子注入材料迁移，而且薄膜形成能力优异的化合物。优选空穴注入物质的HOMO(最高占有分子轨道，highestoccupied 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(porphyrin)、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系导电性化合物等，但不仅限于此。
上述空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层，空穴传输物质是能够接收来自阳极或空穴注入层的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、导电性化合物、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。
另一方面，根据一实施例的有机发光器件还可以在上述空穴传输层上选择性地包括电子阻挡层。上述电子阻挡层是指如下的层：形成在上述空穴传输层上，优选与发光层相接而具备，通过调节空穴迁移率，防止电子的过度迁移而提高空穴-电子之间的结合几率，从而起到改善有机发光器件的效率的作用的层。上述电子阻挡层包含电子阻挡物质，作为这样的电子阻挡物质的例子，可以使用芳基胺系有机物等，但并不限定于此。
另外，上述发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料有芳香族稠环衍生物或含杂环化合物等。具体而言，作为芳香族稠环衍生物，有蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等，作为含杂环化合物，有咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物
嘧啶衍生物等，但并不限定于此。
作为掺杂剂材料，有芳香族胺衍生物、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，芳香族胺衍生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，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。
另一方面，根据一实施例的有机发光器件还可以在上述发光层上选择性地包括空穴阻挡层。上述空穴阻挡是指如下的层：形成在发光层上，优选与发光层相接而具备，通过调节电子迁移率，防止空穴的过度迁移而提高空穴-电子之间的结合几率，从而起到改善有机发光器件的效率的作用的层。上述空穴阻挡层包含空穴阻挡物质，作为这样的空穴阻挡物质的例子，可以使用包括三嗪的吖嗪类衍生物、三唑衍生物、
二唑衍生物、菲咯啉衍生物、氧化膦衍生物等导入有吸电子基团的化合物，但并不限定于此。
在上述发光层上、或上述空穴阻挡层上形成有电子传输层。上述电子传输层是从阴极或者后述的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接收电子并将其转移至发光层的物质，对于电子的迁移率大的物质是合适的。作为具体例，有吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三唑衍生物、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。
另一方面，上述电子注入层是位于电子传输层与阴极之间，注入来自阴极的电子的层，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LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、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。
作为上述金属配位化合物，有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。
另一方面，上述的电子传输层和电子注入层也可以设置成将接收的电子传输至发光层的同时起到电子传输层和电子注入层的作用的电子注入和传输层的形态。
根据所使用的材料，根据本发明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。
另外，根据本发明的化合物除了包含在有机发光器件中以外，还可以包含在有机太阳能电池或有机晶体管中。
由上述化学式1表示的化合物及包含其的有机发光器件的制造在下面的实施例中具体地说明。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A：中间体A的合成
步骤1)中间体A-1的合成
将二苯并[b,d]呋喃-1-基硼酸(Dibenzo[b,d]furan-1-ylboronic acid)(25.0g，117.9mmol)和1-溴-2-硝基萘(1-bromo-2-nitronaphthalene)(32.7g，129.7mmol)溶解于255ml的四氢呋喃(Tetrahydrofuran)(THF)中，向得到的混合溶液中添加将碳酸钾(65.2g，471.7mmol)溶解于125ml的H2O而得到的溶液。向其中加入四(三苯基膦)钯(0)(Pd(PPh3)4，6.8g，5.9mmol)，在氩气氛回流条件下搅拌8小时。反应结束时，冷却至常温后，将反应液移至分液漏斗，用乙酸乙酯(ethyl acetat)萃取。将萃取液用MgSO4干燥后，过滤及浓缩后，将试样用硅胶柱层析进行纯化，从而获得了28.8g的中间体A-1。(收率72％，MS[M+H]+＝339)
步骤2)中间体A-2的合成
将上述步骤1中制造的中间体A-1(25.0g，73.7mmol)、三苯基膦(triphenylphosphine)(PPh3，15.3g，110.5mmol)、以及250ml的邻二氯苯(o-dichlorobenzene)(o-DCB)加入到反应器中，在回流条件下搅拌24小时。反应结束时，冷却至常温后，减压蒸馏而去除溶剂，用CH2Cl2萃取。将萃取液用MgSO4干燥，过滤及浓缩后，将试样用硅胶柱层析进行纯化，从而获得了15.4g的中间体A-2。(收率68％，MS[M+H]+＝307)
步骤3)中间体A的合成
加入上述步骤2中制造的中间体A-2(15.0g，48.8mmol)、氯化钠(sodiumchloride)(48.5g，829.7mmol)、氯化铝(aluminum chloride)(AlCl3，247.3g，1854.6mmol)和450ml的苯(benzene)，在0℃搅拌16小时。反应结束时，用水和NaHCO3水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤及浓缩后，将试样用硅胶柱层析进行纯化，从而获得了5.4g的中间体A。(收率36％，MS[M+H]+＝305)
合成例B：中间体B的合成
在合成例A中，将二苯并[b,d]呋喃-1-基硼酸变更为二苯并[b,d]噻吩-1-基硼酸(dibenzo[b,d]thiophen-1-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与中间体A的制造方法相同的制造方法制造了中间体B。
(MS[M+H]+＝382)
合成例C：中间体C的合成
在合成例A中，将1-溴-2-硝基萘变更为1-溴-2-硝基-6-苯基萘(1-bromo-2-nitro-6-phenylnaphthalene)而使用，除此以外，通过与中间体A的制造方法相同的制造方法制造了中间体C。(MS[M+H]+＝381)
合成例D：中间体D的合成
在合成例A中，将二苯并[b,d]呋喃-1-基硼酸变更为萘并[1,2-b]苯并呋喃-7-基硼酸(naphtho[1,2-b]benzofuran-7-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与中间体A的制造方法相同的制造方法制造了中间体D。(MS[M+H]+＝355)
合成例1：化合物1的合成
步骤1)化合物1-1的合成
将中间体A(10.0g，32.8mmol)、2,3-二氯喹喔啉(2,3-dichloroquinoxaline)(7.2g，36.0mmol)溶解于300ml的甲苯(toluene)中，加入叔丁醇钠(NaOtBu，4.7g，49.1mmol)、双(三叔丁基膦)钯(0)(Pd(P-tBu3)2，0.3g，0.7mmol)后，在氩气氛回流条件下搅拌6小时。反应结束时，冷却至常温后，加入H2O，将反应液移至分液漏斗而进行萃取。将萃取液用MgSO4干燥、浓缩，将试样用硅胶柱层析进行纯化，从而获得了11.5g的化合物1-1。(收率75％，MS[M+H]+＝467)
步骤2)化合物1的合成
将化合物1-1(10.0g，21.4mmol)、苯硼酸(phenylboronic acid)(2.9g，23.5mmol)溶解于150ml的THF中，将碳酸钾(11.8g，85.5mmol)溶解于50ml的H2O而加入。向其中加入四(三苯基膦)钯(0)(1.2g，1.1mmol)，在氩气氛回流条件下，搅拌8小时。反应结束时，冷却至常温后，将反应液移至分液漏斗，用乙酸乙酯萃取。将萃取液用MgSO4干燥后，过滤及浓缩后，将试样用硅胶柱层析进行纯化后，通过升华纯化而获得了3.5g的化合物1。(收率32％，MS[M+H]+＝509)
合成例2：化合物2的合成
在合成例1中，将苯硼酸变更为萘-2-基硼酸(naphthalen-2-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物2。(MS[M+H]+＝559)
合成例3：化合物3的合成
在合成例1中，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯苯并[f]喹喔啉(2,3-dichlorobenzo[f]quinoxaline)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物3。(MS[M+H]+＝559)
合成例4：化合物4的合成
在合成例1中，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯苯并[f]喹喔啉，将苯硼酸变更为2-(二苯并[b,d]呋喃-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧环戊硼烷(2-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物4。(MS[M+H]+＝649)
合成例5：化合物5的合成
在合成例1中，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]吡嗪(2,3-dichlorobenzo[4,5]thieno[2,3-b]pyrazine)，将苯硼酸变更为萘-1-基硼酸(naphthalen-1-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物5。(MS[M+H]+＝615)
合成例6：化合物6的合成
在合成例1中，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]吡嗪(2,3-dichlorobenzo[4,5]thieno[2,3-b]pyrazine)，将苯硼酸变更为2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧环戊硼烷(2-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物6。(MS[M+H]+＝681)
合成例7：化合物7的合成
在合成例1中，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯苯并呋喃并[2,3-b]吡嗪(2,3-dichlorobenzofuro[2,3-b]pyrazine)，将苯硼酸变更为(苯基-d5)硼酸((phenyl-d5)boronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物7。(MS[M+H]+＝554)
合成例8：化合物8的合成
在合成例1中，将中间体A变更为中间体B而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物8。(MS[M+H]+＝525)
合成例9：化合物9的合成
在合成例1中，将中间体A变更为中间体B，将苯硼酸变更为[1,1'-联苯]-3-基硼酸([1,1'-biphenyl]-3-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物9。(MS[M+H]+＝601)
合成例10：化合物10的合成
在合成例1中，将中间体A变更为中间体B，将2,3-二氯喹喔啉变更为2,3-二氯二苯并[f,h]喹喔啉(2,3-dichlorodibenzo[f,h]quinoxaline)，将苯硼酸变更为9-苯基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧环戊硼烷-2-基)-9H-咔唑(9-phenyl-2-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物10。(MS[M+H]+＝790)
合成例11：化合物11的合成
在合成例1中，将中间体A变更为中间体C，将苯硼酸变更为(苯基-d5)硼酸((phenyl-d5)boronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物11。(MS[M+H]+＝591)
合成例12：化合物12的合成
在合成例1中，将中间体A变更为中间体D，将苯硼酸变更为二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(dibenzo[b,d]furan-4-ylboronic acid)而使用，除此以外，通过与化合物1的制造方法相同的制造方法制造了化合物12。(MS[M+H]+＝650)
[器件例]
比较例1
将ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)以
的厚度被蒸镀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(FischerCo.)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HI-A和六腈六氮杂苯并菲(hexaazatriphenylene；HAT-CN)分别以
和
的厚度依次进行热真空蒸镀而形成空穴注入层。在上述空穴注入层上，作为空穴传输层，将下述HT-A以
的厚度进行真空蒸镀，在上述空穴传输层上，作为电子阻挡层，将下述EB-A以
的厚度进行热真空蒸镀。接着，在上述电子阻挡层上，将下述主体RH-A和掺杂剂RD以98:2的重量比混合后，以
的厚度进行真空蒸镀而形成发光层。接着，作为电子传输层，将下述ET-A和Liq以1:1的重量比例混合，并以
的厚度进行热真空蒸镀，在上述电子传输层上，再次将Liq以
的厚度进行真空蒸镀，从而形成电子注入层。
在上述电子注入层上，依次将镁和银以10:1的重量比混合，并以
的厚度进行蒸镀，在其上，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。
比较例2和3、以及实施例1至12
在上述比较例1中，使用下述表1中记载的化合物代替RH-A，除此以外，利用与上述比较例1相同的方法而分别制作了比较例2和3、以及实施例1至12的有机发光器件。
对上述实施例和比较例中制作的有机发光器件施加电流而测定了驱动电压、电流效率和寿命(LT97)，将其结果示于下述表1。这时，电压和效率是施加10mA/cm2的电流密度而测定的。此外，LT97是指在电流密度20mA/cm2下，初始亮度下降至97％时的时间。
[表1]
比较例2和3中使用的化合物RH-B和RH-C是分别具有下述结构的化合物。
由化学式1表示的化合物以起到电子受体作用的化学式2的结构和起到电子供体作用的母核结构连接而成的形态构成。此外，由于性质完全不同的两个单元直接结合，在分子内部交换电荷，从而具有较小的带隙，其有利于向红色掺杂剂的能量传递，因此适合用作红色发光层的主体。此外，起到电子供体作用的母核结构由于苯并咔唑与苯并呋喃或苯并噻吩均稠合成环，从而显示出高的稳定性。特别是，起到电子受体作用的单元如化学式2的结构那样，两个氮原子以吡嗪形态相面对的结构，与适用于比较例的喹唑啉结构相比，拉电子性质更强，在用作主体时，显示出低电压特性。
从结果来看，将具有化学式1的结构的化合物用作有机电致发光器件的红色发光层主体时，显示出低电压、高效率、长寿命的特性，因此可以得到最佳的器件。
[符号说明]
1：基板2：阳极
3：发光层4：阴极
5：空穴注入层6：空穴传输层
7：发光层8：电子注入和传输层。
Claims (10)
1.一种由下述化学式1表示的化合物：
化学式1
在所述化学式1中，
X为O或S，
L为单键；取代或未取代的C6-60亚芳基；取代或未取代的包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60亚杂芳基，
R1、R2、R3和R4各自独立地为氢；氘；卤素；氰基；取代或未取代的C1-60烷基；取代或未取代的C1-60烷氧基；取代或未取代的C2-60烯基；取代或未取代的C2-60炔基；取代或未取代的C3-60环烷基；取代或未取代的C6-60芳基；取代或未取代的包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基；取代或未取代的三(C1-60烷基)甲硅烷基；或者取代或未取代的三(C6-60芳基)甲硅烷基，或者相邻的两个取代基结合而形成C6-60芳香族环，
n1为0至2的整数，
n2至n4各自独立地为0至3的整数，
Ar1由下述化学式2表示，
化学式2
在所述化学式2中，
Ar2为取代或未取代的C6-60芳基；或者包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基，
V1至V4各自独立地为CRa或N，
W1和W2各自独立地为单键、CRb、O或S，
Ra和Rb各自独立地为氢；氘；取代或未取代的C1-60烷基；取代或未取代的C6-60芳基；或者包含选自N、O和S中的任一个或更多个杂原子的C2-60杂芳基，或者相邻的两个Ra或相邻的两个Rb彼此结合而形成C6-60芳香族环，
p为0或1的整数。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述L为单键。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，R1、R2、R3和R4均为氢。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中，R1、R2、R3和R4中的一个为苯基或吡啶基，其余为氢。
5.根据权利要求1所述的化合物，其中，相邻的两个R1、相邻的两个R2、相邻的两个R3、或者相邻的两个R4彼此结合而形成苯环，其余为氢。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述Ar1为选自下述化学式2-1至2-3中的任一个：
化学式2-1
化学式2-2
化学式2-3
在所述化学式2-1至2-3中，
Ar2与权利要求1中的定义相同，
Ra1、Ra2和Ra3各自独立地为氢或氘，或者相邻的两个Ra1、相邻的两个Ra2、或者相邻的两个Ra3彼此结合而形成苯环，其余为氢，
Rb1各自独立地为氢或氘，
W3和W4各自独立地为O或S，
p为0或1的整数。
7.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述Ar1为选自下述基团中的任一个：
在所述化学式中，
Ar2与权利要求1中的定义相同，
W3和W4各自独立地为O或S。
8.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述Ar2为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑-9-基或9-苯基-咔唑基，
所述Ar2未被取代，或者被一个以上的氘取代。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中，由所述化学式1表示的化合物为选自下述化合物中的任一个：
10.一种有机发光器件，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所述第二电极之间的1层以上的有机物层，所述有机物层中的1层以上包含权利要求1至9中任一项所述的化合物。
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