CN114072383A - 杂环化合物以及包括其的有机发光元件 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及一种由化学式1表示的杂环化合物及一种包括其的有机发光元件。

Description

杂环化合物以及包括其的有机发光元件
技术领域
本申请案主张于2019年10月25日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请案第10-2019-0133975号的优先权及权利，所述韩国专利申请案的全部内容并入本案供参考。
本说明书涉及一种杂环化合物以及一种包括其的有机发光元件。
背景技术
有机电致发光元件为一种自发光显示元件，且具有视角宽、及反应速度快以及对比度优异的优点。
有机发光元件具有在两个电极之间设置有机薄膜的结构。当向具有此种结构的有机发光元件施加电压时，自所述两个电极注入的电子及空穴在有机薄膜中结合成对，且当该些电子及空穴湮灭时发光。有机薄膜可根据需要形成单层或多层。
有机薄膜的材料可根据需要具有发光功能。例如，作为有机薄膜的材料，可使用能够自身单独形成发光层的化合物，或者亦可使用能够发挥基于主体-掺质剂的发光层的主体或掺质剂的作用的化合物。除此之外，能够发挥空穴注入、空穴传输、电子阻挡、空穴阻挡、电子传输、电子注入等作用的化合物亦可用作有机薄膜的材料。
为增强有机发光元件的效能、寿命或效率，一直需要开发有机薄膜材料。
<现有技术文献>
(专利文献1)美国专利第4,356,429号
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种杂环化合物以及一种包括其的有机发光元件。
技术解决方案
本申请案的一个实施例提供一种由以下化学式1表示的杂环化合物。
[化学式1]
Figure BDA0003444295050000021
在化学式1中，
R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基，或者彼此相邻的基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环，
L1为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基，
X1至X3彼此相同或彼此不同，且各自独立地为N；或CRa，且其至少一者为N，
Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环，
R3至R11彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；氘；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环，
R、R'及R”彼此相同或不同，且各自独立地为氢；经取代或未经取代的C1至C40烷基；或者经取代或未经取代的C6至C40芳基，且
m为1至6的整数，且当m为2或大于2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
本申请案的另一实施例提供一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；第二电极，设置成与所述第一电极相对；以及一或多个有机材料层，设置于所述第一电极与所述第二电极之间，其中所述有机材料层中的一或多个层包含所述由化学式1表示的杂环化合物。
有利效果
本说明书中所述的化合物可用作有机发光元件的有机材料层的材料。在有机发光元件中，所述化合物能够发挥空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料、电荷产生材料等的作用。特别地，所述化合物可用作有机发光元件的电子传输层材料或空穴阻挡层材料。
当在有机材料层中使用由化学式1表示的化合物时，可降低元件的驱动电压，可提高光效率，并且可通过化合物的热稳定性来增强所述元件的寿命性质。
换言之，由化学式1表示的化合物在具有芴基的骨架上的特定位置处具有拥有优异电子传输性质的吖嗪系取代基，且当包含在有机发光元件中时，通过增强吸电子(electron withdrawing)性质来调整带隙(band gap)及T1值，以获得优异的效率及驱动。
特别地，当使用吖嗪衍生物作为电子传输层时，吖嗪官能基的优异吸电子性质会改善电子流动，进而增强电子传输层的电子传输能力，并且通过将吖嗪部分与具有增强的空穴(hole)性质的取代基组合，吖嗪衍生物的平面性及玻璃转变温度增加，此会增加所述化合物的热稳定性。
此外，可通过调整带隙(band gap)及T1值来增强电子传输能力及空穴阻挡能力，且分子稳定性亦会增加，并且结果，所述元件可具有降低的驱动电压、增强的光效率，且由于所述化合物的热稳定性，可增强所述元件的寿命性质。
附图说明
图1至图4是分别示意性地示出根据本申请案的一个实施例的有机发光元件的叠层结构的图。
<符号说明>
100:基板
200:阳极
300:有机材料层
301:空穴注入层
302:空穴传输层
303:发光层
304:空穴阻挡层
305:电子传输层
306:电子注入层
400:阴极
具体实施方式
以下，将详细阐述本申请案。
在本说明书中，“化学式或化合物结构中未指明取代基的情况”意谓氢原子键结至碳原子。然而，由于氘(2H，Deuterium)是氢的同位素，因此一些氢原子可能是氘。
在本申请案的一个实施例中，“在化学式或化合物结构中未指明取代基的情况”可意谓可作为取代基的位置可全部是氢或氘。换言之，由于氘是氢的同位素，因此一些氢原子可为作为同位素的氘，且本文中，氘的含量可为0％至100％。
在本申请案的一个实施例中，在“化学式或化合物结构中未指明取代基的情况”下，当氘未被明确排除时，氢及氘可在化合物中混合，例如氘含量为0％，或者氢含量为100％。换言之，“取代基X是氢”的表达不排除氘，例如氢含量为100％或氘含量为0％，且因此，可意谓其中氢与氘混合的状态。
在本申请案的一个实施例中，氘是氢的同位素(isotope)中的一者，是具有由一个质子(proton)及一个中子(neutron)形成的氘(deuteron)作为核(nucleus)的元素，且可被表达为氢-2，并且元素符号亦可写成D或2H。
在本申请案的一个实施例中，同位素意谓具有相同原子序数(atomic number,Z)但具有不同质量数(mass number,A)的原子，且亦可被解释为具有相同质子(proton)数但具有不同中子(neutron)数的元素。
在本申请案的一个实施例中，当基础化合物可具有的取代基的总数被定义为T1，且其中特定取代基的数目被定义为T2时，特定取代基的含量T％的含义可被定义为T2/T1×100＝T％。
换言之，在一个实例中，在由
Figure BDA0003444295050000041
表示的苯基中具有20％的氘含量意谓苯基可具有的取代基的总数是5(式中的T1)，且其中氘的数目是1(式中的T2)。换言之，苯基中具有20％的氘含量可由以下结构式表示。
Figure BDA0003444295050000042
此外，在本申请案的一个实施例中，“氘含量为0％的苯基”可意指不包含氘原子的苯基，即具有5个氢原子的苯基。
在本说明书中，用语“取代”意指键结至化合物的碳原子的氢原子变为另一取代基，且取代的位置不受限制，只要其为氢原子被取代的位置，亦即，取代基可进行取代的位置即可，且当二或更多个取代基进行取代时，所述二或更多个取代基可彼此相同或彼此不同。
在本说明书中，“经取代或未经取代的”意指经选自由C1至C60直链或支链烷基；C2至C60直链或支链烯基；C2至C60直链或支链炔基；C3至C60单环或多环环烷基；C2至C60单环或多环杂环烷基；C6至C60单环或多环芳基；C2至C60单环或多环杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；C1至C20烷基胺；C6至C60单环或多环芳基胺；及C2至C60单环或多环杂芳基胺组成的群组中的一或多个取代基取代，或者未被取代，或经连接选自上述取代基中的二或更多个取代基的取代基取代，或者未被取代。
在本说明书中，卤素可为氟、氯、溴或碘。
在本说明书中，烷基包括具有1至60个碳原子的直链或支链烷基，且可进一步经其他取代基取代。烷基的碳原子数可为1至60、具体而言为1至40且更具体而言为1至20。其具体实例可包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、第三丁基、第二丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、第三戊基、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、第三辛基、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，烯基包括具有2至60个碳原子的直链或支链烯基，且可进一步经其他取代基取代。烯基的碳原子数可为2至60、具体而言为2至40且更具体而言为2至20。其具体实例可包括乙烯基、1-丙稀基、异丙稀基、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-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、二苯乙烯基(stilbenyl group)、苯乙烯基等，但不限于此。
在本说明书中，炔基包括具有2至60个碳原子的直链或支链炔基，且可进一步经其他取代基取代。炔基的碳原子数可为2至60、具体而言为2至40且更具体而言为2至20。
在本说明书中，烷氧基可为直链的、支链的或环状的。烷氧基的碳原子数不受特别限制，但较佳为1至20。其具体实例可包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、异丙基氧基、正丁氧基、异丁氧基、第三丁氧基、第二丁氧基、正戊基氧基、新戊基氧基、异戊基氧基、正己基氧基、3,3-二甲基丁基氧基、2-乙基丁基氧基、正辛基氧基、正壬基氧基、正癸基氧基、苯甲氧基、对甲基苯甲氧基等，但不限于此。
在本说明书中，环烷基包括具有3至60个碳原子的单环或多环环烷基，且可进一步经其他取代基取代。本文中，多环意指环烷基与其他环状基直接连接或稠合的基团。本文中，其他环状基可为环烷基，但亦可为不同类型的环状基，例如杂环烷基、芳基及杂芳基。环烷基的碳基团数可为3至60、具体而言为3至40且更具体而言为5至20。其具体实例可包括环丙基、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-第三丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。
在本说明书中，杂环烷基包括O、S、Se、N或Si作为杂原子，包括具有2至60个碳原子的单环或多环杂环烷基，且可进一步经其他取代基取代。本文中，多环意指其中杂环烷基与其他环状基直接连接或稠合的基团。本文中，其他环状基可为杂环烷基，但亦可为不同类型的环状基，例如环烷基、芳基及杂芳基。杂环烷基的碳原子数可为2至60、具体而言为2至40且更具体而言为3至20。
在本说明书中，芳基包括具有6至60个碳原子的单环或多环芳基，且可进一步经其他取代基取代。本文中，多环意指其中芳基与其他环状基直接连接或稠合的基团。本文中，其他环状基可为芳基，但亦可为不同类型的环状基，例如环烷基、杂环烷基及杂芳基。芳基包括螺环基。芳基的碳原子数可为6至60、具体而言为6至40且更具体而言为6至25。芳基的具体实例可包括苯基、联苯基、三苯基、萘基、蒽基，
Figure BDA0003444295050000062
基、菲基、苝基、萤蒽基、联三亚苯基、萉基、芘基、稠四苯基、稠五苯基、芴基、茚基、苊基、苯并芴基、螺环二芴基、2,3-二氢-1H-茚基、其稠环等，但不限于此。
在本说明书中，氧化膦基由-P(＝O)R101R102表示，且R101及R102彼此相同或不同，并且可各自独立地为由氢；氘；卤素基；烷基；烯基；烷氧基；环烷基；芳基；及杂环基中的至少一者形成的取代基。氧化膦的具体实例可包括二苯基氧化膦基、二萘基氧化膦基等，但不限于此。
在本说明书中，硅烷基是包含Si、直接连接有Si原子作为自由基的取代基，并且由-SiR104R105R106表示。R104至R106彼此相同或不同，并且可各自独立地为由氢；氘；卤素基；烷基；烯基；烷氧基；环烷基；芳基；及杂环基中的至少一者形成的取代基。所述硅烷基的具体实例可包括三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、第三丁基二甲基硅烷基、乙烯基二甲基硅烷基、丙基二甲基硅烷基、三苯基硅烷基、二苯基硅烷基、苯基硅烷基等，但不限于此。
在本说明书中，芴基可被取代，且相邻的取代基可彼此键结以形成环。
当芴基被取代时，可包括以下结构中的任一者，然而，所述结构不限于此。
Figure BDA0003444295050000061
在本说明书中，杂芳基包括S、O、Se、N或Si作为杂原子，包括具有2至60个碳原子的单环或多环杂芳基，且可进一步经其他取代基取代。本文中，多环意指其中杂芳基与其他环状基直接连接或稠合的基团。本文中，其他环状基可为杂芳基，但亦可为不同类型的环状基，例如环烷基、杂环烷基及芳基。杂芳基的碳原子数可为2至60、具体而言为2至40且更具体而言为3至25。杂芳基的具体实例可包括吡啶基、吡咯基、嘧啶基、哒嗪基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、恶唑基、异恶唑基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、呋呫基、恶二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、吡喃基、噻喃基、二嗪基、恶嗪基、噻嗪基、二恶英基、三嗪基、四嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、异喹唑啉基、喹唑啉基、萘啶基、吖啶基、菲啶基、咪唑并吡啶基、二氮杂萘基、三氮杂茚基、吲哚基、中氮茚基、苯并噻唑基、苯并恶唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、啡嗪基、二苯并硅杂环戊二烯基(dibenzosilole group)、螺环二(二苯并硅杂环戊二烯基)、二氢啡嗪基、啡恶嗪基、菲啶基、咪唑并吡啶基、噻吩基、吲哚并[2,3-a]咔唑基、吲哚并[2,3-b]咔唑基、吲哚啉基、10,11-二氢-二苯并[b,f]氮环庚烯基、9,10-二氢吖啶基、酚嗪基、啡噻嗪基、酞嗪基、萘啶基、啡啉基、苯并[c][1,2,5]噻二唑基、5,10-二氢苯并[b,e][1,4]氮杂硅啉基、吡唑并[1,5-c]喹唑啉基、吡啶并[1,2-b]吲唑基、吡啶并[1,2-a]咪唑并[1,2-e]二氢吲哚基、5,11-二氢茚并[1,2-b]咔唑基等，但不限于此。
在本说明书中，胺基可选自由单烷基胺基；单芳基胺基；单杂芳基胺基；-NH2；二烷基胺基；二芳基胺基；二杂芳基胺基；烷基芳基胺基；烷基杂芳基胺基；及芳基杂芳基胺基组成的群组，且尽管不特别受限于此，但碳原子数较佳为1至30。胺基的具体实例可包括甲基胺基、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、二联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、苯基甲苯基胺基、三苯基胺基、联苯基萘基胺基、苯基联苯基胺基、联苯基芴基胺基、苯基联三亚苯基胺基、联苯基联三亚苯基胺基等，但不限于此。
在本说明书中，亚芳基意指具有两个键结位点的芳基，即二价基。除分别为二价基者以外，可对其应用以上提供的对芳基的说明。此外，亚杂芳基意指具有两个键结位点的杂芳基，即二价基。除分别为二价基者以外，可对其应用以上提供的对杂芳基的说明。
在本说明书中，“相邻的”基团可意指取代与由对应的取代基取代的原子直接连接的原子的取代基、在空间上最靠近地定位至对应的取代基的取代基或取代由对应的取代基取代的原子的另一取代基。举例而言，可将在苯环中取代邻位的两个取代基、及在脂族环中取代同一个碳的两个取代基理解为彼此“相邻的”基团。
本申请案的一个实施例提供一种由化学式1表示的化合物。
在本申请案的一个实施例中，化学式1可由以下化学式2至化学式4中的任一者表示。
[化学式2]
Figure BDA0003444295050000071
[化学式3]
Figure BDA0003444295050000081
[化学式4]
Figure BDA0003444295050000082
在化学式2至4中，
X1至X3、R3至R11、L1、Ar2、Ar4及m具有与化学式1中相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基，或者彼此相邻的基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环。
在另一实施例中，R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为C1至C60烷基；或C6至C60芳基，或者彼此相邻的基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环。
在另一实施例中，R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为C1至C30烷基；或C6至C40芳基，或者彼此相邻的基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C40芳族烃环。
在另一实施例中，R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为直链C1至C10烷基；或C6至C20单环芳基，或者彼此相邻的基团可彼此键结以形成多环C6至C40芳族烃环。
在另一实施例中，R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为甲基；或苯基，或者彼此相邻的基团可彼此键结以形成芴环。
在本申请案的一个实施例中，R3至R11彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；氘；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环，且
R、R'及R”彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；经取代或未经取代的C1至C40烷基；或者经取代或未经取代的C6至C40芳基。
在另一实施例中，R3至R11彼此相同或不同，且可各自独立地选自由氢；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组。
在另一实施例中，R3至R11彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基。
在另一实施例中，R3至R11彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C6至C30芳基；或者经取代或未经取代的C2至C30杂芳基。
在另一实施例中，R3至R11彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氟基(-F)；或-CN。
在本申请案的一个实施例中，L1可为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；或者经取代或未经取代的C6至C60亚芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；或者经取代或未经取代的C6至C40亚芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；或者经取代或未经取代的C6至C30亚芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；或者经取代或未经取代的单环或多环C6至C30亚芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；或者单环或多环C6至C30亚芳基，未经取代或经选自由C1至C10烷基、C6至C20芳基、C2至C20杂芳基、-P(＝O)RR'及-CN组成的群组中的一或多个取代基或所述取代基的组合取代。
在另一实施例中，L1可为直接键；亚苯基；亚联苯基；萘基；经选自由-P(＝O)RR'及-CN组成的群组中的一或多个取代基取代的联苯基；亚苯基，经未经取代或经甲基取代的吡啶基、-CN、咔唑基、二苯并呋喃基及未经取代或经-CN取代的萘基取代。
在另一实施例中，L1可为以下结构式中的任一者。
Figure BDA0003444295050000101
在所述结构式中，
Figure BDA0003444295050000102
意指连接至化学式1的所述取代基的位置，
R12为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-CN；或-P(＝O)R'，且
R及R'具有与化学式1中相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，R12可为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-CN；或-P(＝O)RR'。
在另一实施例中，R11可为经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；或-CN。
在另一实施例中，R12可为经取代或未经取代的C6至C40芳基；经取代或未经取代的C2至C40杂芳基；或-CN。
在另一实施例中，R12可为经取代或未经取代的C6至C30芳基；经取代或未经取代的C2至C30杂芳基；或-CN。
在另一实施例中，R12可为未经取代或经-CN或-P(＝O)RR'取代的C6至C30芳基；未经取代或经C1至C10烷基取代的C2至C30杂芳基；或-CN。
在另一实施例中，R12可为未经取代或经-CN或-P(＝O)RR'取代的苯基；二苯并呋喃基；咔唑基；未经取代或经-CN取代的萘基；未经取代或经甲基取代的吡啶基；或-CN。
在本申请案的一个实施例中，X1至X3彼此相同或不同，且各自独立地为N；或CRa，且其至少一者可为N。
在本申请案的一个实施例中，X1为N，X2为CAr3，且X3为CAr5，且
Ar3及Ar5具有与化学式1的Ra相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，X1为N，X2为N，且X3为CAr5，且
Ar5具有与化学式1的Ra相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，X1为N，X3为N，且X2为CAr3，且
Ar3具有与化学式1的Ra相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，X1至X3为N。
在本申请案的一个实施例中，X2为N，X1为CAr1，且X3为CAr5，且
Ar1及Ar5具有与化学式1的Ra相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环。
在另一实施例中，Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C6至C60芳基；及经取代或未经取代的C2至C60杂芳基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环。
在另一实施例中，Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C6至C40芳基；及经取代或未经取代的C2至C40杂芳基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的C2至C40杂环。
在另一实施例中，Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地为氢；或者未经取代或经选自由C6至C40芳基及C2至C40杂芳基组成的群组中的一或多个取代基取代的C6至C40芳基，或者彼此相邻的二或更多个基团可彼此键结以形成未经取代或经C6至C40芳基取代的C2至C40杂环。
在另一实施例中，Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地为氢；未经取代或经选自由苯基及咔唑基组成的群组中的一或多个取代基取代的苯基；联苯基；或三联苯基，或者彼此相邻的二或更多个基团可彼此键结以形成未经取代或经苯基取代的喹啉环。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的
Figure BDA0003444295050000111
可由以下化学式1-1至化学式1-5中的任一者表示。
[化学式1-1]
Figure BDA0003444295050000112
[化学式1-2]
Figure BDA0003444295050000121
[化学式1-3]
Figure BDA0003444295050000122
[化学式1-4]
Figure BDA0003444295050000123
[化学式1-5]
Figure BDA0003444295050000124
在化学式1-1至1-5中，
Figure BDA0003444295050000125
意指连接至化学式1的L1的位置，
Ar11至Ar15彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，且
R、R'及R”具有与化学式1中相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的
Figure BDA0003444295050000131
可由以下化学式1-6或1-7表示。
[化学式1-6]
Figure BDA0003444295050000132
[化学式1-7]
Figure BDA0003444295050000133
在化学式1-6及1-7中，
Figure BDA0003444295050000134
意指连接至化学式1的L1的位置，且
R21为氢；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar11及Ar15彼此相同或不同，且可各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组。
在另一实施例中，Ar11及Ar15彼此相同或不同，且可各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C6至C40芳基；及经取代或未经取代的C2至C40杂芳基组成的群组。
在另一实施例中，Ar11及Ar15彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；或者未经取代或经选自由C6至C40芳基及C2至C40杂芳基组成的群组中的一或多个取代基取代的C6至C40芳基。
在另一实施例中，Ar11及Ar15彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；未经取代或经选自由苯基及咔唑基组成的群组中的一或多个取代基取代的苯基；联苯基；或三联苯基。
在本申请案的一个实施例中，R21为氢；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基。
在另一实施例中，R21为氢；或者经取代或未经取代的C6至C60芳基。
在另一实施例中，R21为氢；或者经取代或未经取代的C6至C40芳基。
在另一实施例中，R21为氢；或者单环或多环C6至C40芳基。
在另一实施例中，R21为氢；或单环C6至C20芳基。
在另一实施例中，R21为氢；或苯基。
在本申请案的一个实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000141
表示，且Ar14为经取代或未经取代的C6至C60芳基，
L2为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基，
Z2为经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基，且
a及b彼此相同或不同，且分别为1至6的整数，且当a及b为2或大于2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
在本申请案的一个实施例中，Ar12具有与化学式1的Ar2相同的定义，且Ar14具有与化学式1的Ar4相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000142
表示，且Ar14为经取代或未经取代的C6至C60芳基，
L2为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基，
Z2为经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基，且
a及b彼此相同或不同，且分别为1至6的整数，且当a及b为2或大于2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
在本申请案的一个实施例中，Ar12具有与化学式1的Ar2相同的定义，且Ar14具有与化学式1的Ar4相同的定义。
在本申请案的一个实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000143
表示，且Ar14可为经取代或未经取代的C6至C60芳基。
在另一实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000144
表示，且Ar14可为经取代或未经取代的C6至C40芳基。
在另一实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000145
表示，且Ar14可为C6至C40芳基。
在另一实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000151
表示，且Ar14可为C6至C20芳基。
在另一实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000152
表示，且Ar14可为单环或多环C6至C20芳基。
在另一实施例中，Ar12由
Figure BDA0003444295050000153
表示，且Ar14可为苯基或联苯基。
在本申请案的一个实施例中，L2可为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基。
在另一实施例中，L2可为直接键；或者经取代或未经取代的C6至C60亚芳基。
在另一实施例中，L2可为直接键；或者经取代或未经取代的C6至C40亚芳基。
在另一实施例中，L2可为直接键；或C6至C40亚芳基。
在另一实施例中，L2可为直接键；或者单环或多环C6至C20亚芳基。
在另一实施例中，L2可为直接键；亚苯基；或者亚联苯基。
在本申请案的一个实施例中，Z2可为经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基。
在另一实施例中，Z2可为经取代或未经取代的C6至C40芳基；或者经取代或未经取代的C2至C40杂芳基。
在另一实施例中，Z2可为C6至C40芳基；或者C2至C40杂芳基。
在另一实施例中，Z2可为C6至C20芳基；或者C2至C20杂芳基。
在另一实施例中，Z2可为C6至C20芳基；或者包含N的C2至C20杂芳基。
在另一实施例中，Z2可为苯基；联苯基；或者咔唑基。
在本申请案的一个实施例中，R、R'及R”彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；经取代或未经取代的C1至C40烷基；或者经取代或未经取代的C6至C40芳基。
在另一实施例中，R、R'及R”彼此相同或不同，且可各自独立地为经取代或未经取代的C1至C20烷基；或者经取代或未经取代的C6至C20芳基。
在另一实施例中，R、R'及R”彼此相同或不同，且可各自独立地为C1至C20烷基；或者C6至C20芳基。
在另一实施例中，R、R'及R”彼此相同或不同，且可各自独立地为C1至C20直链烷基；或者C6至C20单环芳基。
在另一实施例中，R、R'及R”可为甲基；或苯基。
在另一实施例中，R、R'及R”可为甲基。
在本申请案的一个实施例中提供的杂环化合物中，化学式1是由以下化合物中的任一者表示。
Figure BDA0003444295050000161
Figure BDA0003444295050000171
Figure BDA0003444295050000181
Figure BDA0003444295050000191
Figure BDA0003444295050000201
Figure BDA0003444295050000211
Figure BDA0003444295050000221
Figure BDA0003444295050000231
Figure BDA0003444295050000241
Figure BDA0003444295050000251
Figure BDA0003444295050000261
Figure BDA0003444295050000271
Figure BDA0003444295050000281
Figure BDA0003444295050000291
Figure BDA0003444295050000301
此外，通过将各种取代基引入至化学式1中的结构，可合成具有所引入取代基的独特性质的化合物。举例而言，通过将通常用作用于制造有机发光元件的空穴注入层材料、空穴传输层材料、发光层材料、电子传输层材料及电荷产生层材料的取代基引入至核心结构中，可合成满足每一有机材料层所需要的条件的材料。
此外，通过将各种取代基引入化学式1的结构中，可精密地控制能带间隙，且同时增强有机材料之间的界面处的性质，且材料应用可变得多样化。
同时，所述化合物具有高玻璃转变温度(Tg)，且因此具有优异的热稳定性。热稳定性的此种增加变成对元件提供驱动稳定性的重要因素。
此外，本申请案的一个实施例提供一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；第二电极，被设置成与所述第一电极相对；以及一或多个有机材料层，设置于所述第一电极与所述第二电极之间，其中所述有机材料层中的一或多个层包含所述由化学式1表示的杂环化合物。
在本申请案的一个实施例中，第一电极可为阳极，而第二电极可为阴极。
在另一实施例中，第一电极可为阴极，而第二电极可为阳极。
关于由化学式1表示的杂环化合物的具体说明与上面提供的说明相同。
在本申请案的一个实施例中，有机发光元件可为蓝色有机发光元件，且根据化学式1的杂环化合物可用作蓝色有机发光元件的材料。
在本申请案的一个实施例中，有机发光元件可为绿色有机发光元件，且根据化学式1的杂环化合物可用作绿色有机发光元件的材料。
在本申请案的一个实施例中，有机发光元件可为红色有机发光元件，且根据化学式1的杂环化合物可用作红色有机发光元件的材料。
除使用上述杂环化合物形成有机材料层中的一或多者以外，本公开的有机发光元件可使用常见有机发光元件制造方法及材料来制造。
当制造有机发光元件时，所述杂环化合物可通过溶液涂布方法以及真空沉积方法而被形成为有机材料层。本文中，所述溶液涂布方法意指旋转涂布、浸涂、喷墨印刷、网版印刷、喷雾方法、辊涂等，但不限于此。
本公开的有机发光元件的有机材料层可被形成为单层结构，但可被形成为其中叠层有二或更多个有机材料层的多层式结构。举例而言，本公开的有机发光元件可具有包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等作为有机材料层的结构。然而，有机发光元件的结构不限于此，而是可包括更小数目的有机材料层。
在本公开的有机发光元件中，有机材料层包括电子注入层或空穴传输层，且所述电子注入层或所述空穴传输层可包含所述杂环化合物。
在本公开的有机发光元件中，有机材料层包括电子传输层，且所述电子传输层可包含所述杂环化合物。
在另一有机发光元件中，有机材料层包括电子阻挡层或空穴阻挡层，且所述电子阻挡层或所述空穴阻挡层可包含所述杂环化合物。
在另一有机发光元件中，有机材料层包括空穴阻挡层，且所述空穴阻挡层可包含所述杂环化合物。
在另一有机发光元件中，有机材料层包括电子阻挡层，且所述电子阻挡层可包含所述杂环化合物。
在本申请案的一个实施例中提供的有机发光元件中，有机材料层包括空穴注入层，且所述空穴注入层可包含所述杂环化合物。
在本申请案的一个实施例中，有机材料层包括空穴传输层，且所述空穴传输层可包含所述杂环化合物。
在另一有机发光元件中，有机材料层包括电子传输层、发光层或空穴阻挡层，且所述电子传输层、所述发光层或所述空穴阻挡层可包含所述杂环化合物。
本公开的有机发光元件可还包括选自由发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、电子阻挡层及空穴阻挡层组成的群组中的一、二或更多个层。
图1至图4示出根据本申请案一个实施例的有机发光元件的电极及有机材料层的叠层顺序。然而，本申请案的范围不限于该些图，且此项技术中已知的有机发光元件的结构亦可用于本申请案。
图1示出其中阳极(200)、有机材料层(300)及阴极(400)连续叠层在基板(100)上的有机发光元件。然而，所述结构不限于此种结构，且如图2所示，亦可获得其中阴极、有机材料层及阳极连续叠层在基板上的有机发光元件。
图3示出有机材料层为多层的情况。根据图3的有机发光元件包括空穴注入层(301)、空穴传输层(302)、发光层(303)、空穴阻挡层(304)、电子传输层(305)及电子注入层(306)。然而，本申请案的范围不限于此种叠层结构，且根据需要，可不包括除发光层之外的层，并且可进一步添加其他需要的功能层。
根据需要，包含化学式1的有机材料层可还包含其他材料。
此外，根据本申请案一个实施例的有机发光元件包括阳极、阴极及设置在阳极与阴极之间的二或更多个堆叠，所述二或更多个堆叠各自独立地包括发光层，在所述二或更多个堆叠之间包括电荷产生层，并且电荷产生层包含由化学式1表示的化合物。
此外，根据本申请案一个实施例的有机发光元件包括阳极、设置在阳极上且包括第一发光层的第一堆叠、设置在第一堆叠上的电荷产生层、设置在电荷产生层上且包括第二发光层的第二堆叠以及设置在第二堆叠上的阴极。本文中，电荷产生层可包含由化学式1表示的杂环化合物。此外，第一堆叠及第二堆叠可各自独立地还包括一或多种类型的上述空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。
作为根据本申请案一个实施例的有机发光元件，在图4中示意性地示出具有2堆叠式串联结构的有机发光元件。
本文中，在一些情况下，可不包括图4中阐述的第一电子阻挡层、第一空穴阻挡层、第二空穴阻挡层等。
在根据本申请案的一个实施例的有机发光元件中，以下示出除了化学式1的化合物之外的材料，然而，该些仅用于说明的目的，而非限制本申请案的范围，且可由此项技术中已知的材料代替。
作为阳极材料，可使用具有相对大的功函数的材料，且可使用透明导电氧化物、金属、导电聚合物等。阳极材料的具体实例包括：金属，例如钒、铬、铜、锌、及金，或其合金；金属氧化物，例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、及氧化铟锌(IZO)；金属与氧化物的组合，例如ZnO:Al或SnO2:Sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(乙烯-1,2-二氧)噻吩](PEDOT)、聚吡咯、及聚苯胺等，但不限于此。
作为阴极材料，可使用具有相对小的功函数的材料，且可使用金属、金属氧化物、导电聚合物等。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、及铅，或其合金；多层式结构材料，例如LiF/Al或LiO2/Al等，但不限于此。
作为空穴注入材料，可使用已知的空穴注入材料，且例如，可使用酞菁化合物，例如美国专利第4,356,429号中公开的铜酞菁；或星形猝发型胺衍生物，例如文献[高级材料(Advanced Material)，6，第677页(1994)]中阐述的三(4-咔唑基-9-基苯基)胺(TCTA)、4,4',4”-三[苯基(间甲苯基)胺基]三苯基胺(m-MTDATA)或1,3,5-三[4-(3-甲基苯基苯胺基)苯基]苯(m-MTDAPB)、作为具有溶解度的导电聚合物的聚苯胺/十二烷基苯磺酸(polyaniline/dodecylbenzene sulfonic acid)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate))、聚苯胺/樟脑磺酸(polyaniline/camphor sulfonic acid)或聚苯胺/聚(4-苯乙烯-磺酸酯)(polyaniline/poly(4-styrene-sulfonate))等。
作为空穴传输材料，可使用吡唑啉衍生物、芳基胺系衍生物、二苯乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物等，且亦可使用低分子或高分子材料。
作为电子传输材料，可使用恶二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、二苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物等的金属错合物，且亦可使用高分子材料以及低分子材料。
作为电子注入材料的实例，此项技术中通常使用LiF，然而，本申请案不限于此。
作为发光材料，可使用红色、绿色或蓝色发光材料，且根据需要，可混合并使用二或更多种发光材料。本文中，可通过沉积为单独的供应源或者通过预混合并沉积为一种供应源来使用二或更多种发光材料。此外，荧光材料亦可用作发光材料，然而，亦可使用磷光材料。作为发光材料，可单独使用通过键结分别自阳极及阴极注入的电子及空穴来发光的材料，然而，亦可使用具有一起参与发光的主体材料及掺质剂材料的材料。
当混合发光材料主体时，可混合相同系列的主体，或者可混合不同系列的主体。例如，可选择n型主体材料或p型主体材料中的任何两种或更多种材料，并将其用作发光层的主体材料。
根据所使用的材料，根据本申请案的一个实施例的有机发光元件可为顶部发射型、底部发射型、或双发射型。
根据本申请案一个实施例的杂环化合物亦可在有机发光元件中使用的相似原理之下用于有机电子元件中，包括有机太阳电池、有机光导体、有机晶体管等。
实施本发明的方式
在下文中，将参考实例更详细地阐述本说明书，然而该些仅用于说明的目的，且本申请案的范围不限于此。
<制备例>
[制备例1]制备化合物5
Figure BDA0003444295050000331
制备化合物5-2
将1,4-二恶烷(100毫升)引入6-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴(A)(10克，0.03摩尔，1当量)、双(频哪醇基)二硼(11.8克，0.046摩尔，1.5当量)、KOAc(9.1克，0.09摩尔，3当量)及Pd(dppf)Cl2(2.2克，0.003摩尔，0.1当量)，且将所得物在100℃下搅拌了6小时。通过向其中引入水终止反应后，使用二氯甲烷(methylene chloride，MC)及水来萃取所得物。然后，使用MgSO4自其移除了水分。使用硅胶管柱分离了所得物，以得到产率为78％的化合物5-2(9克)。
制备化合物5
将1,4-二恶烷(100毫升)引入2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(B)(10克，0.025摩尔，1当量)、化合物5-2(10克，0.027摩尔，1.05当量)、K3PO4(11克，0.05摩尔，2当量)及Pd(PPh3)4(1.5克，0.001摩尔，0.05当量)，且将所得物在100℃下搅拌了6小时。通过向其中引入水终止反应后，使用二氯甲烷(MC)及水来萃取所得物。然后，使用MgSO4自其移除了水分。使用硅胶管柱分离了所得物，以得到产率为49％的化合物5(7克)。
除了使用下表1的中间物A代替6-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴(A)，且使用下表1的中间物B代替2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(B)之外，以与制备例1相同的方式合成了目标化合物。
[表1]
Figure BDA0003444295050000341
Figure BDA0003444295050000351
Figure BDA0003444295050000361
Figure BDA0003444295050000371
Figure BDA0003444295050000381
除了制备例1及表1中阐述的化合物之外，亦以与上述相同的方式制备了化合物1至416，且合成识别结果示于表2及表3中。表2示出氢谱核磁共振(1H nuclear magneticresonance，1H NMR)的测量值(CDCl3，200Mz)，且表3示出FD-质谱(FD-MS：场解吸质谱(fielddesorption mass spectrometry))的测量值。
[表2]
Figure BDA0003444295050000382
[表3]
化合物 FD-MS 化合物 FD-MS
5 m/z＝551.68(C40H29N3＝551.24) 9 m/z＝551.68(C40H29N3＝551.24)
10 m/z＝550.69(C41H30N2＝550.24) 17 m/z＝627.77(C46H33N3＝627.27)
18 m/z＝626.79(C46H33N3＝626.79) 21 m/z＝627.77(C46H33N3＝627.27)
22 m/z＝626.79(C46H33N3＝626.79) 25 m/z＝627.77(C46H33N3＝627.27)
27 m/z＝626.79(C46H33N3＝626.79) 29 m/z＝551.68(C40H29N3＝551.24)
30 m/z＝550.69(C41H30N2＝550.24) 54 m/z＝639.79(C47H33N3＝639.27)
117 m/z＝675.82(C50H33N3＝675.27) 118 m/z＝674.83(C51H34N2＝674.27)
145 m/z＝675.82(C50H33N3＝675.27) 146 m/z＝674.83(C51H34N2＝674.27)
225 m/z＝597.71(C44H27N3O＝597.22) 227 m/z＝596.72(C45H28N2＝596.23)
337 m/z＝627.77(C46H33N3＝627.27) 338 m/z＝626.79(C46H33N3＝626.79)
[实验例]
<实验例1>
1)制造有机发光元件
使用三氯乙烯、丙酮、乙醇及蒸馏水分别连续将自用于有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)的玻璃(由三星康宁有限公司(Samsung-Corning Co.,Ltd.)制造)获得的透明氧化铟锡(ITO)电极薄膜超音波清洗了5分钟，将其存储在异丙醇中，并使用。接下来，将ITO基板安装在真空沉积设备的基板折叠器中，且将以下4,4',4”-三(N,N-(2-萘基)-苯基胺基)三苯胺(2-TNATA)引入真空沉积设备中的单元中。
Figure BDA0003444295050000391
随后，将腔室抽真空，直至其中的真空度达到10-6托，且然后通过向所述单元施加电流来蒸发2-TNATA，以在氧化铟锡基板上沉积厚度为600埃的空穴注入层。向真空沉积设备中的另一单元引入以下N,N'-双(α-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺(NPB)，并通过向所述单元施加电流来蒸发，以在空穴注入层上沉积厚度为300埃的空穴传输层。
Figure BDA0003444295050000392
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，在其上沉积具有如下结构的蓝色发光材料作为发光层。具体而言，在真空沉积设备的一侧单元中，将蓝色发光主体材料H1真空沉积至200埃的厚度，且将蓝色发光掺质剂材料D1在其上真空沉积达主体材料的5％。
Figure BDA0003444295050000393
随后，将以下结构式E1的化合物沉积至300埃的厚度作为电子传输层。
Figure BDA0003444295050000394
作为电子注入层，将氟化锂(LiF)沉积至10埃的厚度，且采用厚度为1,000埃的铝阴极，且结果，制造了OLED。同时，根据在OLED制造中使用的每种材料，制造OLED所需的全部有机化合物在10-8托至10-6托下进行真空升华纯化。
除了使用在下表4中所示的化合物代替形成电子传输层时使用的E1之外，以与实验例1相同的方式制造了有机电致发光元件。根据本公开制造的蓝色有机发光元件的驱动电压、发光效率、色坐标(CIE)及寿命的测量结果如表4所示。
[表4]
化合物 驱动电压(V) 发光效率(cd/A) CIE(x,y) 寿命(T95)
实例1 5 4.90 6.67 (0.134,0.101) 43
实例2 9 4.98 6.71 (0.134,0.102) 40
实例3 10 4.80 6.72 (0.134,0.101) 41
实例4 17 4.94 6.78 (0.134,0.100) 41
实例5 18 4.81 6.77 (0.134,0.100) 48
实例6 21 4.86 6.70 (0.134,0.101) 48
实例7 22 4.90 6.83 (0.134,0.100) 47
实例8 25 4.92 6.74 (0.134,0.101) 40
实例9 27 4.88 6.72 (0.134,0.102) 46
实例10 29 5.02 6.80 (0.134,0.100) 43
实例11 30 4.99 6.72 (0.134,0.100) 49
实例12 54 5.00 6.84 (0.134,0.100) 42
实例13 117 4.98 6.73 (0.134,0.101) 50
实例14 118 4.89 6.83 (0.134,0.102) 45
实例15 145 4.92 6.80 (0.134,0.101) 43
实例16 146 4.90 6.70 (0.134,0.100) 51
实例17 225 4.96 6.83 (0.134,0.100) 46
实例18 227 4.98 6.85 (0.134,0.100) 48
实例19 337 5.09 6.80 (0.134,0.101) 52
实例20 338 4.98 6.88 (0.134,0.101) 50
比较例1 E1 5.60 6.10 (0.134,0.101) 30
比较例2 E2 5.50 6.13 (0.134,0.101) 32
比较例3 E3 5.53 6.22 (0.134,0.100) 31
比较例4 E4 5.57 6.27 (0.134,0.100) 32
比较例5 E5 5.61 6.19 (0.134,0.101) 30
比较例6 E6 5.52 6.20 (0.134,0.101) 33
比较例7 E7 5.50 6.16 (0.134,0.100) 33
比较例8 E8 5.98 5.92 (0.134,0.101) 35
Figure BDA0003444295050000401
自表4的结果看出，相较于比较例1至8而言，使用本公开的蓝色有机发光元件的电子传输层材料的有机发光元件具有较低的驱动电压及显著提高的发光效率及寿命。此种结果被认为是由于当使用具有适当长度及强度以及平坦度的化合物作为电子传输层时，通过在特定条件下接收电子而使化合物处于激发态，且特别是当在所述化合物的杂骨架位点中形成激发态时，在被激发的杂骨架位点经历其他反应之前，被激发的能量将移动至稳定状态，且结果，相对稳定的化合物能够高效地传输电子，而所述化合物不会被分解或破坏。作为参考，当被激发时稳定的化合物被认为是芳基或并苯系化合物或者多环杂化合物。因此，认为通过本公开的化合物增强了增强的电子传输性质或改善的稳定性，在驱动、效率及寿命所有实施例中获得了优异的结果。
实例1至20的化合物在具有芴基的骨架上的特定位置处具有拥有优异电子传输性质的吖嗪系取代基，且识别出通过增强吸电子性质来调整带隙及T1值，当在有机发光元件中包含所述化合物时，获得了优异的效率及驱动。
特别地，当使用吖嗪衍生物作为电子传输层时，识别出吖嗪官能基的优异吸电子性质改善了电子流动，进而增强电子传输层的电子传输能力，并且通过将吖嗪部分与具有增强的空穴性质的取代基组合，增加了吖嗪衍生物的平面性及玻璃转变温度，此增加了化合物的热稳定性。亦识别出，通过调整带隙及T1值增强了电子传输能力及空穴阻挡能力，且亦增加了分子稳定性，并且结果，所述元件降低了驱动电压，增强了光效率，且由于所述化合物的热稳定性而增强了元件的寿命性质。
<实验例2>
1)制造有机发光元件
使用三氯乙烯、丙酮、乙醇及蒸馏水分别连续将自用于OLED的玻璃(由三星康宁有限公司制造)获得的透明氧化铟锡(ITO)电极薄膜超音波清洗了5分钟，将其存储在异丙醇中，并使用。接下来，将ITO基板安装在真空沉积设备的基板折叠器中，且将以下4,4',4”-三(N,N-(2-萘基)-苯基胺基)三苯胺(2-TNATA)引入真空沉积设备中的单元中。
Figure BDA0003444295050000411
随后，将腔室抽真空，直至其中的真空度达到10-6托，且然后通过向所述单元施加电流来蒸发2-TNATA，以在氧化铟锡基板上沉积厚度为600埃的空穴注入层。向真空沉积设备中的另一单元引入以下N,N'-双(α-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺(NPB)，并通过向所述单元施加电流来蒸发，以在空穴注入层上沉积厚度为300埃的空穴传输层。
Figure BDA0003444295050000421
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，在其上沉积具有如下结构的蓝色发光材料作为发光层。具体而言，在真空沉积设备的一侧单元中，将蓝色发光主体材料H1真空沉积至200埃的厚度，且将蓝色发光掺质剂材料D1在其上真空沉积达主体材料的5％。
Figure BDA0003444295050000422
随后，将以下结构式E1的化合物沉积至300埃的厚度作为电子传输层。
Figure BDA0003444295050000423
作为电子注入层，将氟化锂(LiF)沉积至10埃的厚度，且采用厚度为1,000埃的铝阴极，且结果，制造了OLED。同时，根据在OLED制造中使用的每种材料，制造OLED所需的全部有机化合物在10-6托至10-8托下进行真空升华纯化。除了在形成厚度为250埃的电子传输层E1之后，使用下表5中所示的化合物在电子传输层上将空穴阻挡层形成为50埃的厚度之外，以与实验例2相同的方式制造了有机电致发光元件。根据本公开制造的蓝色有机发光元件的驱动电压、发光效率、色坐标(CIE)及寿命的测量结果示于下表5中。
[表5]
Figure BDA0003444295050000424
Figure BDA0003444295050000431
自表5的结果看出，相较于比较例9至16而言，使用本公开的蓝色有机发光元件的空穴阻挡层材料的有机发光元件具有较低的驱动电压及显著提高的发光效率及寿命。此种结果是由于当空穴穿过电子传输层并到达阴极而没有结合在发光层中时，OLED的效率及寿命降低。
当使用具有深HOMO能阶的化合物作为空穴阻挡层以防止此种现象时，试图穿过发光层并到达阴极的空穴被空穴阻挡层的能量障壁阻挡。结果，认为空穴及电子形成激子的可能性增加，且随着光的增加而被发射的可能性增加，并且本公开的化合物在驱动、效率及寿命的所有实施例中皆带来优异效果。

Claims (14)

1.一种杂环化合物，由以下化学式1表示：
[化学式1]
Figure FDA0003444295040000011
其中，在化学式1中，
R1及R2彼此相同或不同，且各自独立地为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基，或者彼此相邻的基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环；
L1为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基；
X1至X3彼此相同或不同，且各自独立地为N；或CRa，且其至少一者为N；
Ra、Ar2及Ar4彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二个或更多个基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环；
R3至R11彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；氘；卤素基；-CN；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组，或者彼此相邻的二或更多个基团彼此键结以形成经取代或未经取代的C6至C60芳族烃环或者经取代或未经取代的C2至C60杂环；
R、R'及R”彼此相同或不同，且各自独立地为氢；经取代或未经取代的C1至C40烷基；或者经取代或未经取代的C6至C40芳基；且
m为1至6的整数，且当m为2或大于2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中L1为以下结构式中的任一者：
Figure FDA0003444295040000021
在所述结构式中，
Figure FDA0003444295040000022
意指连接至化学式1的所述取代基的位置；
R12为经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-CN；或-P(＝O)RR'；且
R及R'具有与化学式1中相同的定义。
3.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2至化学式4中的任一者表示：
[化学式2]
Figure FDA0003444295040000023
[化学式3]
Figure FDA0003444295040000031
[化学式4]
Figure FDA0003444295040000032
在化学式2至4中，
X1至X3、R3至R11、L1、Ar2、Ar4及m具有与化学式1中相同的定义。
4.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1的
Figure FDA0003444295040000033
由以下化学式1-1至1-5中的任一者表示：
[化学式1-1]
Figure FDA0003444295040000041
[化学式1-2]
Figure FDA0003444295040000042
[化学式1-3]
Figure FDA0003444295040000043
[化学式1-4]
Figure FDA0003444295040000044
[化学式1-5]
Figure FDA0003444295040000045
在化学式1-1至1-5中，
Figure FDA0003444295040000051
意指连接至化学式1的L1的位置；
Ar11至Ar15彼此相同或不同，且各自独立地选自由氢；经取代或未经取代的C1至C60烷基；经取代或未经取代的C6至C60芳基；经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；-SiRR'R”；-P(＝O)RR'；及被经取代或未经取代的C1至C60烷基、经取代或未经取代的C6至C60芳基或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基取代的胺基或未经取代的胺基组成的群组；且
R、R'及R”具有与化学式1中相同的定义。
5.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1的
Figure FDA0003444295040000052
是由以下化学式1-6或1-7表示：
[化学式1-6]
Figure FDA0003444295040000053
[化学式1-7]
Figure FDA0003444295040000054
在化学式1-6及1-7中，
Figure FDA0003444295040000055
意指连接至化学式1的L1的位置；且
R21为氢；经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基。
6.根据权利要求4所述的杂环化合物，其中Ar12由
Figure FDA0003444295040000061
表示，且Ar14为经取代或未经取代的C6至C60芳基；
L2为直接键；经取代或未经取代的C6至C60亚芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60亚杂芳基；
Z2为经取代或未经取代的C6至C60芳基；或者经取代或未经取代的C2至C60杂芳基；且
a及b彼此相同或不同，且分别为1至6的整数，且当a及b为2或大于2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
7.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1是由以下化合物中的任一者表示：
Figure FDA0003444295040000071
Figure FDA0003444295040000081
Figure FDA0003444295040000091
Figure FDA0003444295040000101
Figure FDA0003444295040000111
Figure FDA0003444295040000121
Figure FDA0003444295040000131
Figure FDA0003444295040000141
Figure FDA0003444295040000151
Figure FDA0003444295040000161
Figure FDA0003444295040000171
Figure FDA0003444295040000181
Figure FDA0003444295040000191
Figure FDA0003444295040000201
Figure FDA0003444295040000211
8.一种有机发光元件，包括：
第一电极；
第二电极，被设置成与所述第一电极相对；以及
一个或多个有机材料层，设置于所述第一电极与所述第二电极之间，
其中所述有机材料层中的一个或多个层包含根据权利要求1至7中任一项所述的杂环化合物。
9.根据权利要求8所述的有机发光元件，其中所述有机材料层包括电子传输层，且所述电子传输层包含所述杂环化合物。
10.根据权利要求8所述的有机发光元件，其中所述有机材料层包括电子注入层或空穴传输层，且所述电子注入层或所述空穴传输层包含所述杂环化合物。
11.根据权利要求8所述的有机发光元件，其中所述有机材料层包括电子阻挡层或空穴阻挡层，且所述电子阻挡层或所述空穴阻挡层包含所述杂环化合物。
12.根据权利要求8所述的有机发光元件，还包括选自由发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、电子阻挡层及空穴阻挡层组成的群组中的一个、二个或更多个层。
13.根据权利要求8所述的有机发光元件，包括：
第一电极
第一堆叠，设置在所述第一电极上且包括第一发光层；
电荷产生层，设置在所述第一堆叠上；
第二堆叠，设置在所述电荷产生层上且包括第二发光层；以及
第二电极，设置在所述第二堆叠上。
14.根据权利要求13所述的有机发光元件，其中所述电荷产生层包含所述杂环化合物。
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