CN114728913A - 有机发光化合物和利用其的有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型有机化合物和利用其的有机电致发光元件，更详细而言，提供耐热性、载流子传输能力、发光能力、电子注入和传输能力、电化学稳定性等优异的有机化合物以及通过将其添加于一层以上的有机物层从而发光效率、驱动电压、寿命等特性得到提高的有机电致发光元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型有机化合物和利用其的有机电致发光元件，更详细而言，涉及耐热性、载流子传输能力、发光能力、电子注入和传输能力、电化学稳定性等优异的有机化合物以及通过将其添加于一层以上的有机物层从而发光效率、驱动电压、寿命等特性得到提高的有机电致发光元件。
背景技术
关于有机电致发光元件(以下，称为“有机EL元件”)，如果在两个电极之间施加电压，则空穴会从阳极注入至有机物层，电子会从阴极注入至有机物层。当所注入的空穴和电子相遇时，会形成激子(exciton)，当该激子跃迁至基态时，会发出光。此时，用于有机物层的物质根据其功能可以分为发光物质、空穴注入物质、空穴传输物质、电子传输物质、电子注入物质等。
发光物质根据发光颜色可以分为蓝色、绿色、红色发光物质以及用于呈现更加自然的颜色的黄色和橙色发光物质。此外，为了通过色纯度的增加和能量转移而增加发光效率，作为发光物质，可以使用主体/掺杂剂体系。
掺杂剂物质可以分为使用有机物质的荧光掺杂剂和使用包含Ir、Pt等重原子(heavy atoms)的金属配位化合物的磷光掺杂剂。此时，由于磷光材料的开发与荧光相比理论上能够提高高达4倍的发光效率，因此不仅是磷光掺杂剂，对于磷光主体材料也进行着大量研究。
迄今为止，作为空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层材料，NPB、BCP、Alq3等广为熟知，作为发光层材料，报告有蒽衍生物。特别是，发光层材料中在效率提高方面具有优势的Firpic、Ir(ppy)3、(acac)Ir(btp)2等之类的包含Ir的金属配位化合物已被用作蓝色(blue)、绿色(green)、红色(red)磷光掺杂剂材料，4,4-二咔唑联苯(4,4-dicarbazolybiphenyl，CBP)已作为磷光主体材料来使用。
然而，以往的有机物层材料虽然在发光特性方面具有优势，但玻璃化转变温度低，热稳定性非常差，因此在有机电致发光元件的寿命方面无法达到令人满意的水平。因此，需要开发性能优异的有机物层材料。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于，提供耐热性、载流子传输能力、发光能力、电化学稳定性等全部优异而能够用作有机电致发光元件的有机物层材料、具体用作电子传输层材料的新型有机化合物。
此外，本发明的另一目的在于，提供包含上述新型有机化合物而表现出低驱动电压和高发光效率且寿命得到提高的有机电致发光元件。
解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明提供以下化学式1或2所表示的有机化合物：
[化学式1]
[化学式2]
上述化学式1和2中，
X1和X2彼此不同，为CR3或N，此时，X1和X2中的任一个为N，另一个为CR3；
R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自由C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基所组成的组；
Ar1为以下化学式F1～F6中的任一个所表示的取代基；
R3选自由氢、氘、卤素、氰基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基所组成的组；
上述R1和R2的烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基、以及R3的烷基、芳基、杂芳基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40个的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基所组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，在上述取代基为多个的情况下，它们彼此相同或不同)。
此外，本发明提供一种有机电致发光元件，其包含阳极、阴极以及介于上述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层，上述一层以上的有机物层中的至少一层包含上述有机化合物。
发明效果
本发明的化合物由于耐热性、载流子传输能力、发光能力、电化学稳定性等优异，因此能够用作有机电致发光元件的有机物层材料。特别是，在将本发明的化合物作为电子传输层材料和电子传输辅助层材料中的至少一种材料来使用的情况下，能够制造与以往材料相比具有优异的发光性能、低驱动电压、高效率和长寿命特性的有机电致发光元件，进而也能够制造性能和寿命得到提高的全彩色显示器面板。
附图说明
图1是概略性示出本发明的第一实施方式的有机电致发光元件的截面图。
图2是概略性示出本发明的第二实施方式的有机电致发光元件的截面图。
图3是概略性示出本发明的第三实施方式的有机电致发光元件的截面图。
符号说明
100：阳极， 200：阴极，
300：有机物层， 310：空穴注入层，
320：空穴传输层， 330：发光层，
340：电子传输层， 350：电子注入层，
360：电子传输辅助层。
具体实施方式
以下，对本发明进行说明。
<有机化合物>
本发明提供耐热性、载流子传输能力、发光能力、电化学稳定性等优异而能够用作高效率电子传输层材料的化合物。
具体而言，本发明的化合物中嘧啶部分(moiety)与芴部分或苯并芴部分通过作为连接基团的亚联苯基结合而形成基本骨架，它们按照间-对(meta-para)或对-间(para-meta)位置结合，由化学式1或2表示。因此，本发明的化合物以分子的长轴为基准具有非对称性，并且具有板状结构，因此耐热性、载流子传输能力、发光能力、电化学稳定性等优异。在将这样的化学式1或2的化合物用于有机电致发光元件的情况下，有机电致发光元件具有低驱动电压以及高发光效率和电流效率，并且具备长寿命。
上述化学式1或2中，X1和X2彼此不同，为CR3或N，此时，X1和X2中的任一个为N，另一个为CR3。由此，本发明的化合物含有作为吸电子性大的拉电子基(EWG)的嘧啶部分。
R3选自由氢、氘、卤素、氰基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基所组成的组。
根据一例，X1可以为CR3，X2可以为N。此时，R3可以选自由氢、氘、卤素、氰基和C1～C40的烷基所组成的组，具体可以为氢或氘。
上述化学式1或2中，R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自由C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基所组成的组，具体可以选自由C1～C40的烷基、C6～C60的芳基和原子核数5～60的杂芳基所组成的组。
根据一例，R1和R2彼此不同，各自独立地可以选自由C1～C40的烷基、C6～C60的芳基和原子核数5～60的杂芳基所组成的组。具体而言，R1和R2彼此不同，可以为C6～C60的芳基。
根据另一例，R1和R2彼此不同，R1和R2中的任一个可以为联苯基(biphenyl group)或三联苯基(terphenyl group)，另一个可以为苯基。
上述化学式1或2中，Ar1为以下化学式F1～F6中的任一个所表示的取代基。
这样的化学式F1～F6的取代基是具有供电子性大的供电子基(EDG)特性的取代基，通过作为连接基团的亚联苯基而与作为吸电子性大的拉电子基(EWG)的嘧啶部分结合，由此分子整体具有双极(bipolar)特性，因而空穴与电子的结合力高。
根据一例，Ar1可以为上述化学式F1所表示的取代基。
上述化学式1或2中，上述R1和R2的烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基、以及R3的烷基、芳基、杂芳基各自独立地可以被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40个的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基所组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，具体可以被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40个的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基以及原子核数5～60个的杂芳基所组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代。此时，在上述取代基为多个的情况下，它们可以彼此相同或不同。
本发明的化学式1或2所表示的化合物可以由以下化学式3或4所表示的化合物具体化，但不限定于此：
[化学式3]
[化学式4]
(上述化学式3和4中，
X1和X2分别与上述化学式1和2中的定义相同，
a和b分别为0或1，其中，a+b＝1)。
以上说明的本发明的化学式1或2所表示的化合物可以由以下化合物1～250具体化。但是，本发明的化学式1或2所表示的化合物不受以下例示的化合物的限定。
本发明中，“烷基”的意思是来源于碳原子数1～40的直链或支链的饱和烃的1价的取代基。作为其例子，有甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、己基等，但不限定于此。
本发明中，“烯基(alkenyl)”的意思是来源于具有1个以上的碳-碳双键的碳原子数2～40的直链或支链的不饱和烃的1价的取代基。作为其例子，有乙烯基(vinyl)、烯丙基(allyl)、异丙烯基(isopropenyl)、2-丁烯基(2-butenyl)等，但不限定于此。
本发明中，“炔基(alkynyl)”的意思是来源于具有1个以上的碳-碳三键的碳原子数2～40的直链或支链的不饱和烃的1价的取代基。作为其例子，有乙炔基(ethynyl)、2-丙炔基(2-propynyl)等，但不限定于此。
本发明中，“环烷基”的意思是来源于碳原子数3～40的单环或多环非芳香族烃的1价的取代基。作为这样的环烷基的例子，有环丙基、环戊基、环己基、降冰片基(norbornyl)、金刚烷基(adamantine)等，但不限定于此。
本发明中，“杂环烷基”的意思是来源于原子核数3～40的非芳香族烃的1价的取代基，环中一个以上的碳、优选1至3个碳被N、O、S或Se之类的杂原子取代。作为这样的杂环烷基的例子，有吗啉基、哌嗪基等，但不限定于此。
本发明中，“芳基”的意思是来源于单环或2个以上的环组合而成的碳原子数6～60的芳香族烃的1价的取代基。此外，也可以包含2个以上的环彼此单纯附着(pendant)或缩合而成的形态。作为这样的芳基的例子，有苯基、萘基、菲基、蒽基等，但不限定于此。
本发明中，“杂芳基”的意思是来源于原子核数5～60的单杂环或多杂环芳香族烃的1价的取代基。此时，环中一个以上的碳、优选1至3个碳被N、O、S或Se之类的杂原子取代。此外，也可以包含2个以上的环彼此单纯附着(pendant)或缩合而成的形态，进而还可以包含与芳基缩合而成的形态。作为这样的杂芳基的例子，有吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基之类的6元单环；吩噻嗯基(phenoxathienyl)、吲哚嗪基(indolizinyl)、吲哚基(indolyl)、嘌呤基(purinyl)、喹啉基(quinolyl)、苯并噻唑基(benzothiazole)、咔唑基(carbazolyl)之类的多环；以及2-呋喃基、N-咪唑基、2-异
唑基、2-吡啶基、2-嘧啶基等，但不限定于此。
本发明中，“烷氧基”的意思是R’O-所表示的1价的取代基，上述R’为碳原子数1～40的烷基，可以包含直链(linear)、支链(branched)或环(cyclic)结构。作为烷氧基的例子，有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-丙氧基、叔丁氧基、正丁氧基、戊氧基等，但不限定于此。
本发明中，“芳氧基”的意思是RO-所表示的1价的取代基，上述R为碳原子数5～40的芳基。作为这样的芳氧基的例子，有苯氧基、萘氧基、二苯氧基等，但不限定于此。
本发明中，“烷基甲硅烷基”的意思是被碳原子数1～40的烷基取代的甲硅烷基，不仅包括单烷基甲硅烷基，还包括二烷基甲硅烷基、三烷基甲硅烷基。此外，“芳基甲硅烷基”的意思是被碳原子数5～60的芳基取代的甲硅烷基，不仅包括单芳基甲硅烷基，还包括二芳基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基等多芳基甲硅烷基。
本发明中，“烷基硼基”的意思是被碳原子数1～40的烷基取代的硼基，“芳基硼基”的意思是被碳原子数6～60的芳基取代的硼基。
本发明中，“烷基膦基”的意思是被碳原子数1～40的烷基取代的膦基，不仅包括单烷基膦基，还包括二烷基膦基。此外，本发明中，“芳基膦基”的意思是被碳原子数6～60的单芳基或二芳基取代的膦基，不仅包括单芳基膦基，还包括二芳基膦基。
本发明中，“芳基胺基”的意思是被碳原子数6～40的芳基取代的胺基，不仅包括单芳基胺基，还包括二芳基胺基。
本发明中，“缩合环”的意思是缩合脂肪族环、缩合芳香族环、缩合脂肪族杂环、缩合芳香族杂环或它们的组合后的形态。
<有机电致发光元件>
另外，本发明的另一方面涉及包含上述化学式1或2所表示的化合物的有机电致发光元件(以下，“有机EL元件”)。
具体而言，本发明的有机电致发光元件包含阳极(anode)、阴极(cathode)以及介于上述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层，上述一层以上的有机物层中的至少一层包含上述化学式1或2所表示的化合物。此时，上述化合物可以单独使用或者两种以上混合使用。
上述一层以上的有机物层可以包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输辅助层、电子传输层和电子注入层中的任一层以上，其中，至少一层的有机物层包含上述化学式1或2所表示的化合物。具体而言，包含上述化学式1或2的化合物的有机物层可以为选自由电子传输层和电子传输辅助层所组成的组中的层。
根据一例，上述一层以上的有机物层包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，上述电子传输层包含上述化学式1或2所表示的化合物。此时，上述化学式1或2所表示的化合物作为电子传输层物质而包含在有机电致发光元件中。这样的有机电致发光元件中，电子由于上述化学式1或2的化合物而能够容易地从阴极或电子注入层注入至电子传输层，而且从电子传输层快速移动至发光层，因此发光层中的空穴与电子的结合力高。因此，本发明的有机电致发光元件的发光效率、功率效率、亮度等优异。进一步，上述化学式1或2的化合物的热稳定性、电化学稳定性优异而能够提高有机电致发光元件的性能。
这种化学式1或2的化合物可以单独使用或者与本领域公知的电子传输层材料混用。
本发明中，能够与上述化学式1或2的化合物混用的电子传输层材料包括本领域通常已知的电子传输物质。作为可使用的电子传输物质的非限制性例子，有
唑系化合物、异
唑系化合物、三唑系化合物、异噻唑(isothiazole)系化合物、
二唑系化合物、噻二唑(thiadiazole)系化合物、苝(perylene)系化合物、铝络合物(例如：Alq3、(三(8-羟基喹啉)-铝(tris(8-quinolinolato)-aluminium))、镓络合物(例如：Gaq'2OPiv、Gaq'2OAc、2(Gaq'2))等。它们可以单独使用或两种以上混用。
本发明中，在将上述化学式1或2的化合物和电子传输层材料混用的情况下，它们的混合比率没有特别限制，可以在本领域公知的范围内适宜调节。
根据另一例，上述一层以上的有机物层包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输辅助层、电子传输层和电子注入层，上述电子传输辅助层包含上述化学式1或2所表示的化合物。此时，上述化学式1或2所表示的化合物作为电子传输辅助层物质而包含在有机电致发光元件中。此时，上述化学式1或2的化合物具有高三重态能量。因此，在包含上述化学式1或2的化合物作为电子传输辅助层物质的情况下，能够由于三重态-三重态融合(triplet-triplet fusion，TTF)效应而提高有机电致发光元件的效率。此外，上述化学式1或2的化合物能够防止发光层中生成的激子向与发光层相邻的电子传输层扩散。因此，发光层中有助于发光的激子的数量增加而能够改善元件的发光效率，且能够提高元件的耐久性和稳定性而有效提高元件的寿命。
上述本发明的有机电致发光元件的结构没有特别限定，比如，可以在基板上依次层叠阳极100、一层以上的有机物层300以及阴极200(参照图1～图3)。不仅如此，虽未图示，但可以是在电极和有机物层界面插入有绝缘层或粘接层的结构。
根据一例，有机电致发光元件如图1所图示的那样可以具有在基板上依次层叠阳极100、空穴注入层310、空穴传输层320、发光层330、电子传输层340以及阴极200的结构。可选地，如图2所图示的那样，电子注入层350可以位于上述电子传输层340和阴极200之间。此外，电子传输辅助层360可以位于上述发光层330和电子传输层340之间(参照图3)。
本发明的有机电致发光元件除了上述有机物层300中的至少一层[比如，电子传输层340、电子传输辅助层360]包含上述化学式1或2所表示的化合物以外可以通过本技术领域已知的材料和方法来形成并制造有机物层和电极。
上述有机物层可以通过真空蒸镀法或溶液涂布法来形成。作为上述溶液涂布法的例子，有旋涂、浸涂、刮涂、喷墨打印或热转印法等，但不限定于此。
本发明中可使用的基板没有特别限定，作为非限制性例子，有硅片、石英、玻璃板、金属板、塑料膜和片等。
此外，作为阳极物质的例子，有钒、铬、铜、锌、金之类的金属或它们的合金；氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)之类的金属氧化物；ZnO:Al或SnO2:Sb之类的金属与氧化物的组合；聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯或聚苯胺之类的导电性高分子；以及炭黑等，但不限定于此。
此外，作为阴极物质的例子，有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡或铅之类的金属或它们的合金；以及LiF/Al或LiO2/Al之类的多层结构物质等，但不限定于此。
以下，通过实施例来详细说明本发明，具体如下。但是，以下实施例仅是例示本发明，本发明不受以下实施例的限定。
[准备例1]Py-1的合成
将2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶15.0g、(3-氯苯基)硼酸6.0g、四苯基膦钯(0)0.9g和K2CO3 7.0g加入甲苯350ml、乙醇60ml、水60ml中，进行2小时加热回流搅拌。反应结束后用足量的水灭活，然后将溶液移至分液漏斗，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用硫酸镁干燥后浓缩，利用柱色谱精制而得到Py-1(10.8g，收率55％)。
1H-NMR:8.23(s,1H),7.95-7.93(m,7H),7.55-7.40(m,9H),7.25(d,2H)
质量(Mass)：[(M+H)+]:419
[准备例2]Py-2的合成
使用4-(4-溴苯基)-2,6-二苯基嘧啶来代替上述准备例1中使用的2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例1相同的方法来制造Py-2(8.5g，收率58％)。
1H-NMR:8.35(d,2H),8.30(d,2H),7.97-7.94(m,3H),7.85(d,2H),7.55-7.48(m,9H)
质量：[(M+H)+]:419
[准备例3]Py-3的合成
使用4-([1,1’-联苯]-3-基)-2-(4-溴苯基)-6-苯基嘧啶来代替上述准备例1中使用的2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例1相同的方法来制造Py-3(9.8g，收率56％)。
1H-NMR:8.23(s,1H),8.00-7.94(m,7H),7.75-7.72(m,3H),7.55-7.38(m,11H),7.25(d,2H)
质量：[(M+H)+]:464
[准备例4]Py-4的合成
使用4-([1,1’-联苯]-4-基)-6-(4-溴苯基)-2-苯基嘧啶来代替上述准备例1中使用的2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例1相同的方法来制造Py-4(9.2g，收率55％)。
1H-NMR:8.35-8.30(m,6H),7.97(s,1H),7.85(d,4H),7.75(d,2H),7.50-7.38(m,9H)
质量：[(M+H)+]:464
[准备例5]Py-5的合成
将2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶15.0g、(4-氯苯基)硼酸6.0g、四苯基膦钯(0)0.9g和K2CO3 7.0g加入甲苯350ml、乙醇60ml、水60ml中，进行2小时加热回流搅拌。反应结束后用足量的水灭活，然后将溶液移至分液漏斗，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用硫酸镁干燥后浓缩，利用柱色谱精制而得到Py-5(10.1g，收率54％)。
1H-NMR:8.38(d,1H),8.23(s,1H),8.10(d,2H),7.94-7.90(m,3H),7.73(t,1H),7.62-7.45(m,9H)
质量：[(M+H)+]:419
[准备例6]Py-6的合成
使用4-(3-溴苯基)-2,6-二苯基嘧啶来代替上述准备例5中使用的2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例5相同的方法来制造Py-6(9.6g，收率53％)。
1H-NMR:8.35(d,2H),8.23(s,1H),8.10(d,2H),7.95(d,4H),7.73(s,1H),7.50-7.38(m,9H)
质量：[(M+H)+]:419
[准备例7]Py-7的合成
使用4-([1,1’-联苯]-3-基)-2-(3-溴苯基)-6-苯基嘧啶来代替上述准备例5中使用的2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例5相同的方法来制造Py-7(9.8g，收率53％)。
1H-NMR:8.38(d,1H),8.23(s,1H),8.10(d,2H),7.96-7.94(m,5H),7.75-7.73(m,4H),7.62-7.32(m,10H)
质量：[(M+H)+]:496
[准备例8]Py-8的合成
使用4-([1,1’-联苯]-4-基)-6-(3-溴苯基)-2-苯基嘧啶来代替上述准备例5中的2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，除此以外，通过与准备例5相同的方法来制造Py-8(9.2g，收率52％)。
1H-NMR:8.35(d,2H),8.30(d,2H),8.23(s,1H),8.10(d,2H),7.94(m,2H),7.85(d,2H),7.75-7.73(m,3H),7.62-7.38(m,9H)
质量：[(M+H)+]:496
[合成例1]化合物3的合成
将准备例1中合成的Py-1 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用THF:Hex＝1:3的柱来制造化合物3(2.2g，收率：54％)。
质量：[(M+H)+]:578
[合成例2]化合物12的合成
将准备例3中合成的Py-3 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用MC:Hex＝1:2的柱来制造化合物12(2.5g，收率：55％)。
质量：[(M+H)+]:654
[合成例3]化合物29的合成
将准备例2中合成的Py-2 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用MC:Hex＝1:2的柱来制造化合物29(2.3g，收率：54％)。
质量：[(M+H)+]:654
[合成例4]化合物36的合成
将准备例4中合成的Py-4 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷3.0g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用MC:Hex＝1:2的柱来制造化合物36(2.2g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:654
[合成例5]化合物62的合成
使用2-(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例1中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例1相同的方法来制造化合物62(2.1g，收率：55％)。
质量：[(M+H)+]:578
[合成例6]化合物66的合成
使用2-(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例2中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例2相同的方法来制造化合物66(2.3g，收率：55％)。
质量：[(M+H)+]:778
[合成例7]化合物76的合成
使用2-(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例3中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例3相同的方法来制造化合物76(2.0g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:702
[合成例8]化合物81的合成
使用2-(9,9’-螺双[芴]-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例4中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例4相同的方法来制造化合物81(2.0g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:776
[合成例9]化合物102的合成
使用2-(11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例2中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例2相同的方法来制造化合物102(2.5g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:704
[合成例10]化合物110的合成
使用2-(7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴-11-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例3中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例3相同的方法来制造化合物110(2.2g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:628
[合成例11]化合物111的合成
使用2-(7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴-9-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例4中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例4相同的方法来制造化合物111(2.1g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:704
[合成例12]化合物129的合成
将准备例5中合成的Py-5 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用THF:Hex＝1:3的柱来制造化合物129(2.1g，收率：54％)。
质量：[(M+H)+]:578
[合成例13]化合物131的合成
将准备例7中合成的Py-7 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用EA:Hex＝1:5的柱来制造化合物131(1.9g，收率：49％)。
质量：[(M+H)+]:654
[合成例14]化合物153的合成
将准备例6中合成的Py-6 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，向其中添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用EA:Hex＝1:5的柱来制造化合物153(2.1g，收率：51％)。
质量：[(M+H)+]:578
[合成例15]化合物161的合成
将准备例8中合成的Py-8 3.0g、2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷2.8g和Cs2CO3 3.0g混合，添加甲苯60ml、乙醇12ml和水12ml后，加入Pd(OAc)2 55mg和Xphos 250mg，进行4小时加热、搅拌。反应结束后，将温度降至常温后过滤。将滤液倒入水中，用二氯甲烷提取有机层，将上述有机层用MgSO4干燥。使干燥的有机层减压浓缩后，利用MC:Hex＝1:2的柱来制造化合物161(2.2g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:654
[合成例16]化合物187的合成
使用2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例12中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例12相同的方法来制造化合物187(2.3g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:702
[合成例17]化合物191的合成
使用2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例13中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-1-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例13相同的方法来制造化合物191(2.2g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:778
[合成例18]化合物201的合成
使用2-(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例14中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例14相同的方法来制造化合物201(2.4g，收率：55％)。
质量：[(M+H)+]:702
[合成例19]化合物206的合成
使用2-(9,9’-螺双[芴]-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例15中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过相同的方法来制造化合物206(2.3g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:776
[合成例20]化合物227的合成
使用2-(11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例13中的2-(9,9-二甲基-9H-芴-1-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例13相同的方法来制造化合物227(2.2，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:704
[合成例21]化合物233的合成
使用2-(11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例14中使用的2-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例14相同的方法来制造化合物233(2.3g，收率：53％)。
质量：[(M+H)+]:628
[合成例22]化合物236的合成
使用2-(7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴-9-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷来代替上述合成例15中的2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷，除此以外，通过与合成例15相同的方法来制造化合物206(2.3g，收率：52％)。
质量：[(M+H)+]:704
[实施例1]蓝色有机电致发光元件的制作
将合成例中合成的化合物3按照通常已知的方法进行高纯度升华精制后，如下制作蓝色有机电致发光元件。
首先，将以
厚度薄膜涂布有ITO(氧化铟锡)的玻璃基板利用蒸馏水超声波进行洗涤。蒸馏水洗涤结束后，利用异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂进行超声波洗涤并干燥，然后移送至紫外臭氧(UV OZONE)清洗机(Power sonic 405，Hwashintech)，之后利用UV将上述基板清洗5分钟，然后将基板移送至真空蒸镀机。
在如上准备的ITO透明电极上，按照DS-205((株)斗山电子，80nm)/NPB(15nm)/ADN+5％DS-405((株)斗山电子，30nm)/化合物3(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)的顺序层叠而制作有机电致发光元件。此时使用的NPB和ADN的结构如下。
[实施例2～11]蓝色有机电致发光元件的制作
分别使用以下表1中记载的化合物来代替实施例1中形成电子传输层时用作电子传输层物质的化合物3，除此以外，与实施例1同样地实施来制作实施例2～11的有机电致发光元件。
[比较例1]蓝色有机电致发光元件的制作
使用Alq3来代替实施例1中用作电子传输层物质的化合物3，除此以外，与上述实施例1同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。此时使用的Alq3的结构如下。
[比较例2]蓝色有机电致发光元件的制作
不使用实施例1中用作电子传输层材料的化合物3，除此以外，与上述实施例1同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。
[比较例3]蓝色有机电致发光元件的制作
使用T-1来代替实施例1中用作电子传输层材料的化合物3，除此以外，与上述实施例1同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。此时使用的T-1的结构如下。
[比较例4]蓝色有机电致发光元件的制作
使用T-2来代替实施例1中用作电子传输层材料的化合物3，除此以外，与上述实施例1同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。此时使用的T-2的结构如下。
[评价例1]
对于实施例1～11和比较例1～4中分别制作的蓝色有机电致发光元件，测定电流密度10mA/cm2时的驱动电压、电流效率以及发光波长，将结果示于以下表1中。
[表1]
| 样品 | 电子传输层 | 驱动电压(V) | 发光峰(nm) | 电流效率(cd/A) |
| 实施例1 | 化合物3 | 3.0 | 455 | 7.7 |
| 实施例2 | 化合物29 | 3.2 | 454 | 8.1 |
| 实施例3 | 化合物62 | 3.3 | 455 | 8.2 |
| 实施例4 | 化合物76 | 3.4 | 454 | 8.1 |
| 实施例5 | 化合物102 | 3.5 | 455 | 8.2 |
| 实施例6 | 化合物111 | 3.1 | 453 | 8.1 |
| 实施例7 | 化合物131 | 3.8 | 455 | 9.1 |
| 实施例8 | 化合物161 | 3.7 | 454 | 8.7 |
| 实施例9 | 化合物191 | 3.7 | 455 | 8.6 |
| 实施例10 | 化合物206 | 3.8 | 454 | 8.6 |
| 实施例11 | 化合物233 | 3.5 | 455 | 8.8 |
| 比较例1 | Alq<sub>3</sub> | 4.8 | 457 | 5.6 |
| 比较例2 | - | 4.7 | 459 | 6.1 |
| 比较例3 | T-1 | 4.4 | 459 | 5.9 |
| 比较例4 | T-2 | 3.9 | 456 | 7.2 |
如上述表1所示，可知将本发明的化合物用于电子传输层的实施例1～11的蓝色有机电致发光元件与将以往的Alq3用于电子传输层的比较例1的蓝色有机电致发光元件以及没有电子传输层的比较例2的蓝色有机电致发光元件相比，在驱动电压、发光峰和电流效率方面表现出更加优异的性能。
此外，上述合成例中合成的化合物3、29、62、76、102、111、131、161、191、206、233具有间,对-亚联苯基或对,间-亚联苯基作为连接基团。可知将这样的化合物用于电子传输层的实施例1～11的蓝色有机电致发光元件与将具有对,对-亚联苯基或间,间-亚联苯基作为连接基团的化合物用于电子传输层的比较例3～4的蓝色有机电致发光元件相比，在驱动电压、发光峰和电流效率方面表现出更加优异的性能。
[实施例12]蓝色有机电致发光元件的制作
将合成例中合成的12按照通常已知的方法进行高纯度升华精制后，按照以下的过程制作蓝色有机电致发光元件。
首先，将以
厚度薄膜涂布有ITO(氧化铟锡)的玻璃基板利用蒸馏水超声波进行洗涤。蒸馏水洗涤结束后，利用异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂进行超声波洗涤并干燥，然后移送至紫外臭氧清洗机(Power sonic 405，Hwashintech)，之后利用UV将上述基板清洗5分钟，然后将基板移送至真空蒸镀机。
在如上准备的ITO透明电极上，按照DS-205((株)斗山电子80nm)/NPB(15nm)/ADN+5％DS-405((株)斗山电子，30nm)/化合物12(5nm)/Alq3(25nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)的顺序层叠而制造有机电致发光元件。
[实施例13～22]蓝色有机电致发光元件的制造
分别使用以下表2中记载的化合物来代替实施例12中用作电子传输辅助层物质的化合物12，除此以外，与实施例12同样地实施来制作实施例13～22的有机电致发光元件。
[比较例5]蓝色有机电致发光元件的制造
不使用实施例12中用作电子传输辅助层物质的化合物12，且以30nm而非25nm来蒸镀作为电子传输层物质的Alq3，除此以外，与上述实施例12同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。
[比较例6]蓝色有机电致发光元件的制造
使用T-1来代替实施例12中用作电子传输辅助层材料的化合物12，除此以外，与上述实施例12同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。由于此时使用的T-1的结构与比较例3中记载的相同，因此省略。
[比较例7]蓝色有机电致发光元件的制造
使用T-2来代替实施例12中用作电子传输辅助层材料的化合物12，除此以外，与上述实施例12同样地实施来制作蓝色有机电致发光元件。由于此时使用的T-2的结构与比较例4中记载的相同，因此省略。
[评价例2]
对于实施例12～22和比较例5～7中分别制造的有机电致发光元件，测定电流密度10mA/cm2时的驱动电压、发光波长、电流效率，将结果示于以下表2中。
[表2]
| 样品 | 电子传输辅助层 | 驱动电压(V) | 发光峰nm) | 电流效率(cd/A) |
| 实施例12 | 化合物12 | 3.2 | 455 | 8.1 |
| 实施例13 | 化合物36 | 3.1 | 453 | 8.2 |
| 实施例14 | 化合物66 | 3.1 | 454 | 8.3 |
| 实施例15 | 化合物81 | 3.1 | 456 | 8.1 |
| 实施例16 | 化合物110 | 3.2 | 454 | 8.1 |
| 实施例17 | 化合物129 | 3.3 | 455 | 8.2 |
| 实施例18 | 化合物153 | 3.3 | 454 | 9.1 |
| 实施例19 | 化合物187 | 3.2 | 455 | 8.8 |
| 实施例20 | 化合物201 | 3.1 | 456 | 8.7 |
| 实施例21 | 化合物227 | 3.2 | 454 | 8.8 |
| 实施例22 | 化合物236 | 3.3 | 455 | 8.4 |
| 比较例5 | - | 4.7 | 459 | 6.1 |
| 比较例6 | T-1 | 4.3 | 459 | 5.9 |
| 比较例7 | T-2 | 3.6 | 455 | 7.3 |
如上述表2所示，可知将本发明的化合物用于电子传输辅助层的实施例12～22的蓝色有机电致发光元件与没有电子传输辅助层的比较例3的蓝色有机电致发光元件相比，在电流效率、发光峰以及尤其驱动电压方面表现出更加优异的性能。
此外，上述合成例中合成的化合物12、36、66、81、110、129、153、187、201、227、236是具有间,对-亚联苯基或对,间-亚联苯基作为连接基团的化合物。可知将这样的化合物用于电子传输辅助层的实施例12～22的蓝色有机电致发光元件与将具有对,对-亚联苯基或间,间-亚联苯基作为连接基团的化合物用于电子传输辅助层的比较例6～7的蓝色有机电致发光元件相比，在驱动电压、发光峰和电流效率方面表现出更加优异的性能。
Claims (9)
1.一种有机化合物，其由以下化学式1或2表示：
[化学式1]
[化学式2]
所述化学式1和2中，
X1和X2彼此不同，为CR3或N，此时，X1和X2中的任一个为N，另一个为CR3；
R1和R2彼此相同或不同，各自独立地选自C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基中；
Ar1为以下化学式F1～F6中的任一个所表示的取代基；
R3选自由氢、氘、卤素、氰基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60的杂芳基所组成的组；
所述R1和R2的烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基、以及R3的烷基、芳基、杂芳基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3～40个的杂环烷基、C1～C40的烷基、C6～C60的芳基、原子核数5～60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的芳基氧化膦基以及C6～C60的芳基胺基所组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，在所述取代基为多个的情况下，它们彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的化合物，所述R1和R2彼此不同。
3.根据权利要求2所述的化合物，所述R1和R2中的任一个为联苯基或三联苯基，另一个为苯基。
4.根据权利要求1所述的化合物，
所述X1为CR3，X2为N，
R3与权利要求1中的定义相同。
5.根据权利要求1所述的化合物，所述Ar1为所述化学式F1所表示的取代基。
6.根据权利要求1所述的化合物，所述化学式1或2所表示的化合物为以下化学式3或4所表示的化合物：
[化学式3]
[化学式4]
所述化学式3和4中，
X1和X2分别与权利要求1中的定义相同，
a和b分别为0或1，其中，a+b＝1。
7.根据权利要求1所述的化合物，所述化学式1或2所表示的化合物为选自由以下化合物1～化合物250所组成的组中的化合物：
8.一种有机电致发光元件，其包含阳极、阴极以及介于所述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层，
所述一层以上的有机物层中的至少一层包含权利要求1～7中任一项所述的化合物。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，包含所述化合物的有机物层为电子传输层或电子传输辅助层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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