CN114746423A - 杂环化合物以及包括其的有机发光组件 - Google Patents

杂环化合物以及包括其的有机发光组件 Download PDF

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Abstract

本说明书涉及一种由化学式1表示的杂环化合物以及包括其的有机发光组件。

Description

杂环化合物以及包括其的有机发光组件
技术领域
本说明书是关于杂环化合物以及包括其的有机发光组件。
本说明书主张2019年12月2日向韩国知识产权局申请的韩国专利申请案第10-2019-0158383号的优先权及权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
电致发光组件是一种类型的自发光显示组件，且具有优势，所述优势为具有广视角及较快响应速度以及具有极佳对比度。
有机发光组件具有在两个电极之间安置有机薄膜的结构。当将电压施加至具有此结构的有机发光组件时，自两个电极注入的电子及空穴在有机薄膜中结合且配对，且在所述电子及空穴湮灭时发光。视需要，有机薄膜可以单层或多层的形式形成。
视需要，有机薄膜的材料可具有发光功能。举例而言，可单独使用能够形成发光层本身的化合物作为有机薄膜的材料，或亦可使用能够起到主体-掺质剂类(host-dopant-based)发光层的主体或掺质剂作用的化合物作为有机薄膜的材料。另外，亦可使用能够起到空穴注入、空穴传输、电子阻挡、空穴阻挡、电子传输、电子注入以及类似作用的化合物作为有机薄膜的材料。
有机薄膜材料的发展不断要求增强有机发光组件的效能、使用寿命或效率。
发明内容
技术问题
本说明书是关于提供一种杂环化合物以及包括其的有机发光组件。
技术解决方案
本说明书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 BDA0003675447760000011
在化学式1中，
R1至R5各自独立地为氢；氘；卤素基团；氰基；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，
L为直接键；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的伸芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的伸杂芳基，以及
Z为具有10至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基，或由以下化学式2表示，
[化学式2]
Figure BDA0003675447760000021
在化学式2中，
X1至X3各自为CR或N，且其中至少一个为N，
R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，
X1至X3、R21以及R22当中的相邻基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的环，
r为0至3的整数，
a及b各自为1至5的整数，以及
当r、a以及b各自为2或大于2时，括号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组件，包括：第一电极；第二电极，与第一电极相对设置；以及有机材料层，设置于第一电极与第二电极之间，其中有机材料层包括一或多种类型的由化学式1表示的杂环化合物。
有利作用
本说明书中所描述的杂环化合物可用作有机发光组件的有机材料层的材料。杂环化合物能够在有机发光组件中起到空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料或其类似材料的作用。特定言之，杂环化合物可用作有机发光组件的电子传输层材料、空穴阻挡层材料或电荷产生层材料。
化学式1具有吡唑并[5,1-a]异喹啉作为核心结构，具有经取代基取代的苯环，所述取代基包括吡啶；嘧啶；三嗪；啡啉；或蒽，且在吡啶环或吡唑环中具有取代基，且因此通过改善电子流的吖嗪官能基的优异拉电子特性来增强电子传输层的电子传输能力。另外，通过具有强化空穴特性的取代基及彼此键结的吖嗪部分，可通过增加吖嗪衍生物的平面度及玻璃转化温度来增强化合物的热稳定性。电子传输能力及空穴阻挡能力可经由调节三重态下的带隙值及能阶值来增强。
另外，当使用化学式1的杂环化合物作为有机发光组件的电子传输层或空穴阻挡层的材料时，可降低组件的驱动电压，可增强光效率以及可增强组件的使用寿命特性。
附图说明
图1至图5为各自示出根据本说明书的一个实施例的有机发光组件的层压结构的图。
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
在下文中，将更详细地描述本说明书。
在本说明书中，某一部分“包括(including)”某些成分意谓能够更包括其他成分，且除非另有相反的特定陈述，否则不排除其他成分。
术语“取代”意谓与化合物的碳原子键结的氢原子变为另一取代基，且只要取代位置为氢原子经取代的位置，亦即取代基可取代的位置，则取代位置不受限制，且在两个或大于两个取代基取代时，所述两个或大于两个取代基可彼此相同或不同。
在本说明书中，
Figure BDA0003675447760000031
意谓经取代的位置。
在本说明书中，“经取代或未经取代”意谓经一或多个由下列所构成的族群中选出的取代基取代：氘；卤素基团；氰基；C1至C60直链或分支链烷基；C2至C60直链或分支链烯基；C2至C60直链或分支链炔基；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；硅基；氧化膦基；以及胺基，或经连接两个或大于两个由上文示出的取代基中选出的取代基的取代基取代，或未经取代。
在本说明书中，“化学式或化合物结构中未指示取代基的情况”意谓氢原子键结至碳原子。然而，由于氘(2H)为氢的同位素，因此一些氢原子可为氘。
在本申请案的一个实施例中，“化学式或化合物结构中未指示取代基的情况”可意谓可出现取代基的位置可全部为氢或氘。换言之，由于氘为氢的同位素，因此一些氢原子可为作为同位素的氘，且在本文中，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示取代基的情况”下，当未明确地排除氘时，诸如氘含量为0％、氢含量为100％或取代基全部为氢时，氢及氘可混合在化合物中。
在本申请案的一个实施例中，氘为氢的同位素中的一者，为具有由一个质子及一个中子形成的氘核作为原子核的元素，且可表示为氢-2，且元素符号亦可写作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数(Z)但具有不同质量数(A)的原子，且亦可解译为具有相同质子数但具有不同中子数的元素。
在本申请案的一个实施例中，当将基础化合物可具有的取代基的总数定义为T1且将此等取代基中的特定取代基的数目定义为T2时，可将特定取代基的含量T％的含义定义为T2/T1×100＝T％。
换言之，在一个实例中，在由
Figure BDA0003675447760000032
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为5(式中的T1)，且此等取代基中的氘的数目为1(式中的T2)。换言之，在苯基中具有20％的氘含量可由以下结构式表示。
Figure BDA0003675447760000041
另外，在本申请案的一个实施例中，“具有0％的氘含量的苯基”可意谓不包括氘原子的苯基，亦即具有5个氢原子的苯基。
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个碳原子的直链或分支链，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，具体言之1至40，且更具体言之1至20。烷基的特定实例可包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、三级丁基、二级丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、三级戊基、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、三级辛基、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-甲基己基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，烯基包括具有2至60个碳原子的直链或分支链，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，具体言之2至40，且更具体言之2至20。烯基的特定实例可包括乙烯基、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、芪基(stilbenyl group)、苯乙烯基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，炔基包括具有2至60个碳原子的直链或分支链，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，具体言之2至40，且更具体言之2至20。
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，且可进一步经其他取代基取代。在本文中，多环意谓其中环烷基直接连接至其他环状基团或与其他环状基团稠合的基团。在本文中，其他环状基团可为环烷基，但亦可为不同类型的环状基团，诸如杂环烷基、芳基以及杂芳基。环烷基的碳基团的数目可为3至60，具体言之3至40，且更具体言之5至20。环烷基的特定实例可包括环丙基、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、4-三级丁基环己基、环庚基、环辛基以及类似基团，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，且可进一步经其他取代基取代。在本文中，多环意谓其中杂环烷基直接连接至其他环状基团或与其他环状基团稠合的基团。在本文中，其他环状基团可为杂环烷基，但亦可为不同类型的环状基团，诸如环烷基、芳基以及杂芳基。杂环烷基的碳原子数可为2至60，具体言之2至40，且更具体言之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，且可进一步经其他取代基取代。在本文中，多环意谓其中芳基直接连接至其他环状基团或与其他环状基团稠合的基团。在本文中，其他环状基团可为芳基，但亦可为不同类型的环状基团，诸如环烷基、杂环烷基以及杂芳基。芳基包括螺环基团。芳基的碳原子数可为6至60，具体言之6至40，且更具体言之6至25。芳基的特定实例可包括苯基、联苯基、三苯基(联三苯基)、萘基(naphthylgroup)、蒽基(anthryl group)、屈基(chrysenyl group)、菲基(phenanthrenyl group)、苝基(perylenyl)、芴蒽基(fluoranthenyl group)、联伸三苯基、萉基(phenalenyl group)、芘基(pyrenyl group)、稠四苯基、稠五苯基、芴(fluorenyl group)、茚基(indenylgroup)、苊基(acenaphthylenyl group)、苯并芴、螺联芴、2,3-二氢-1H-茚基、其稠环以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，联三苯基可由以下结构式中选出。
Figure BDA0003675447760000051
在本说明书中，芴基可经取代，且相邻取代基可彼此键结以形成环。
当芴基经取代时，可包括
Figure BDA0003675447760000052
Figure BDA0003675447760000053
以及类似基团，然而，结构不限于此。
在本说明书中，杂芳基包括O、S、SO2、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，且可进一步经其他取代基取代。在本文中，多环意谓其中杂芳基直接连接至其他环状基团或与其他环状基团稠合的基团。在本文中，另一环状基团可为杂芳基，但亦可为不同类型的环状基团，诸如环烷基、杂环烷基以及芳基。杂芳基的碳原子数可为2至60，具体言之2至40，且更具体言之3至25。杂芳基的特定实例可包括吡啶基、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(furazanyl group)、恶二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、哌喃基、硫代哌喃基、二嗪基、恶嗪基、噻嗪基、二氧炔基、三嗪基、四嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、异喹唑啉基、喹嗪啉基、萘啶基、吖啶基、啡啶基、咪唑并吡啶基、二吖萘基、三吖茚基、吲哚基、吲哚嗪基、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、吩嗪基(phenazinyl group)、二苯并噻咯基、螺二(二苯并噻咯)、二氢啡嗪基、啡恶嗪基、菲啶基(phenanthridyl)、咪唑并吡啶基、噻吩基、吲哚[2,3-a]咔唑基、吲哚[2,3-b]咔唑基、二氢吲哚基、10,11-二氢-二苯并[b,f]氮呯基、9,10-二氢吖啶基、啡嗪基(phenanthrazinyl group)、啡噻嗪基、呔嗪基、萘吲啶基(naphthylidinyl group)、啡啉基(phenanthrolinyl group)、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、苯并呋喃并[2,3-d]嘧啶基、苯并噻吩并[2,3-d]嘧啶基、苯并呋喃并[2,3-a]咔唑基、苯并噻吩并[2,3-a]咔唑基、1,3-二氢吲哚[2,3-a]咔唑基、苯并呋喃并[3,2-a]咔唑基、苯并噻吩并[3,2-a]咔唑基、1,3-二氢吲哚[3,2-a]咔唑基、苯并呋喃并[2,3-b]咔唑基、苯并噻吩并[2,3-b]咔唑基、1,3-二氢吲哚[2,3-b]咔唑基、苯并呋喃并[3,2-b]咔唑基、苯并噻吩并[3,2-b]咔唑基、1,3-二氢吲哚[3,2-b]咔唑基、苯并呋喃并[2,3-c]咔唑基、苯并噻吩并[2,3-c]咔唑基、1,3-二氢吲哚[2,3-c]咔唑基、苯并呋喃并[3,2-c]咔唑基、苯并噻吩并[3,2-c]咔唑基、1,3-二氢吲哚[3,2-c]咔唑基、1,3-二氢茚并[2,1-b]咔唑基、5,11-二氢茚并[1,2-b]咔唑基、5,12-二氢茚并[1,2-c]咔唑基、5,8-二氢茚并[2,1-c]咔唑基、7,12-二氢茚并[1,2-a]咔唑基、11,12-二氢茚并[2,1-a]咔唑基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，经咔唑基取代包括键结至取代位置的咔唑的碳及咔唑的N两者。
在本说明书中，硅基为包括Si，使Si原子直接连接作为自由基的取代基，且由-Si(R101)(R102)(R103)表示。R101至R103彼此相同或不同，且可各自独立地为由以下中的至少一者形成的取代基：氢；氘；卤素基团；烷基；烯基；烷氧基；环烷基；芳基；以及杂芳基。硅基的特定实例可包括三甲基硅基、三乙基硅基、三级丁基二甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、丙基二甲基硅基、三苯基硅基、二苯基硅基、苯基硅基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，氧化膦基由-P(＝O)(R104)(R105)表示，且R104及R105彼此相同或不同且可各自独立地为由以下中的至少一者形成的取代基：氢；氘；卤素基团；烷基；烯基；烷氧基；环烷基；芳基；以及杂芳基。具体言之，膦氧化物基团可经芳基取代，且作为芳基，上文所描述的实例可适用。氧化膦基的实例可包括氧化二甲基膦基、氧化二苯基膦基、氧化二萘基膦基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，胺基由-N(R106)(R107)表示，且R106及R107彼此相同或不同且可各自独立地为由以下中的至少一者形成的取代基：氢；氘；卤素基团；烷基；烯基；烷氧基；环烷基；芳基；以及杂芳基。胺基可由下列所构成的族群中选出：-NH2；单烷基胺基；单芳基胺基；单杂芳基胺基；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；以及芳基杂芳基胺基，且尽管未特定限制于此，碳原子数较佳为1至30。胺基的特定实例可包括甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、苯胺基、萘胺基、联苯胺基、二联苯胺基、蒽胺基、9-甲基-蒽胺基、二苯胺基、苯基萘胺基、二甲苯胺基、苯基甲苯胺基、三苯胺基、联苯萘胺基、苯基联苯胺基、联苯芴胺基、苯基联伸三苯基胺基、联苯联伸三苯基胺基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，除伸芳基为二价基团以外，上文所描述的芳基的实例可适用于伸芳基。
在本说明书中，除伸杂芳基为二价基团以外，上文所描述的杂芳基的实例可适用于伸杂芳基。
在本说明书中，“相邻”基团可意谓取代直接连接至由对应取代基取代的原子的原子的取代基、空间上位置最接近对应取代基的取代基或取代由对应取代基取代的原子的另一取代基。举例而言，可将取代苯环中的邻位的两个取代基以及取代脂族环中的相同碳的两个取代基解译为彼此“相邻”的基团。
作为相邻基团可形成的脂族烃环、芳族烃环、脂族杂环或芳族杂环，除不为单价基团的彼等基团以外，可使用示出为上文所描述的环烷基、芳基、环杂烷基以及杂芳基的结构。
本说明书的一个实施例提供一种由化学式1表示的杂环化合物。
在本说明书的一个实施例中，L为直接键；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的伸芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的伸杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，L为直接键；具有6至40个碳原子的经取代或未经取代的伸芳基；或具有2至40个碳原子的经取代或未经取代的伸杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，L可为直接键；具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的伸芳基；或具有2至20个碳原子的经取代或未经取代的伸杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，L为直接键；经取代或未经取代的伸苯基；经取代或未经取代的联伸二苯基；经取代或未经取代的伸蒽基；未经取代或经芳基取代的二价吡啶基；未经取代或经芳基取代的二价嘧啶基团；或未经取代或经芳基取代的二价三嗪基团。
在本说明书的一个实施例中，L为直接键；伸苯基；联伸二苯基；伸蒽基；未经取代或经一或多个由苯基及联苯基所构成的族群中选出的取代基取代的二价吡啶基；未经取代或经一或多个由苯基及联苯基所构成的族群中选出的取代基取代的二价嘧啶基团；或未经取代或经一或多个由苯基及联苯基所构成的族群中选出的取代基取代的二价三嗪基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为具有10至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基，或由以下化学式2表示。
[化学式2]
Figure BDA0003675447760000071
在化学式2中，
X1至X3各自为CR或N，且其中至少一个为N，
R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，以及
X1至X3、R21以及R22当中的相邻基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的环。
在本说明书的一个实施例中，Z可为具有10至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为具有10至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为具有10至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为具有10至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或未经取代或经烷基取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为经取代或未经取代的蒽基；或未经取代或经烷基取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为未经取代或经芳基或氧化膦基取代的蒽基；或未经取代或经烷基取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，Z可为未经取代或经芳基或氧化膦基取代的蒽基；或未经取代或经甲基取代的氧化膦基。
在本说明书的一个实施例中，当Z为经取代或未经取代的氧化膦基时，Z可由-P(＝O)(R104)(R105)表示，且R104及R105可各自独立地为氢；氘；烷基；或芳基。
在本说明书的一个实施例中，Z由-P(＝O)(R104)(R105)表示，且R104及R105可各自独立地为烷基。
在本说明书的一个实施例中，Z由-P(＝O)(R104)(R105)表示，且R104及R105可各自独立地为具有1至10个碳原子的烷基。
在本说明书的另一实施例中，Z可由化学式2表示。
在本说明书的一个实施例中，化学式2可由以下化学式2-A表示。
[化学式2-A]
Figure BDA0003675447760000081
在化学式2-A中，
各取代基具有与化学式2中相同的定义。
在本说明书的一个实施例中，化学式2中的X1至X3中的一者为N且其余者为CR，且R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，且X1至X3、R21及R22中的R当中的相邻基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的环。
在本说明书的一个实施例中，X1至X3中的一者为N且其余者为CR，且R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至40个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至40个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，且X1至X3、R21以及R22中的R当中的相邻基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的烃环或经取代或未经取代的杂环。
在本说明书的一个实施例中，X1至X3中的一者为N且其余者为CR，且R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，且X1至X3、R21以及R22中的R当中的相邻基团可彼此键结以形成具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂环。
在本说明书的一个实施例中，X1至X3中的一者为N且其余者为CR，且R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，且X1至X3、R21以及R22中的R当中的邻接基团可彼此键结以形成具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳族杂环。
在本说明书的一个实施例中，X1至X3中的一者为N且其余者为CR，且R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，X1至X3、R21以及R22中的R当中的相邻基团可彼此键结以形成经取代或未经取代的喹啉环。
在本发明书的一个实施例中，X1至X3中的两者为N且另一者为CR，且R、R21以及R22可各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，X1至X3为N，且R21及R22可各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，化学式2可为由以下结构式中选出的任一者。
Figure BDA0003675447760000091
在结构式中，R31及R32各自独立地为具有1至20个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，且R33为氢；氘；或具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R31至R32各自独立地为具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，R31至R32各自独立地为具有6至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至40个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，R31至R32各自独立地为具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至20个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，R31至R32各自独立地为具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R31及R32各自独立地为经取代或未经取代的苯基；经取代或未经取代的联苯基；或经取代或未经取代的联三苯基。
在本说明书的一个实施例中，R31及R32各自独立地为未经取代或经咔唑基、联苯基或联三苯基取代的苯基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；氘；或具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；氘；或具有6至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；氘；或具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；氘；或经取代或未经取代的苯基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；氘；或苯基。
在本说明书的一个实施例中，R33为氢；或苯基。
在本说明书的一个实施例中，化学式2可为由以下结构式中选出的任一者。
Figure BDA0003675447760000101
在结构式中，
各取代基具有与如上文所描述相同的定义。
在本说明书的一个实施例中，R1至R5各自独立地为氢；氘；卤素基团；氰基；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R5各自独立地为氢；氘；卤素基团；氰基；具有1至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R3各自独立地为氢；氘；卤素基团；氰基；具有1至10个碳原子的经取代或未经取代的烷基；或具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R3各自独立地为氢；氘；氰基；经取代或未经取代的甲基；经取代或未经取代的乙基；或经取代或未经取代的苯基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R3各自独立地为氢；氘；氰基；甲基；乙基；或未经取代或经氰基取代的苯基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R3中的至少两者各自独立地为氰基；具有1至10个碳原子的经取代或未经取代的烷基；或具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个实施例中，R1至R3中的至少两者各自独立地为氰基；经取代或未经取代的甲基；经取代或未经取代的乙基；或经取代或未经取代的苯基。
在本说明书的一个实施例中，R4为氢。
在本说明书的一个实施例中，R5为氢。
在本说明书的一个实施例中，r为0至3的整数。
在本说明书的一个实施例中，r为1至3的整数。
在本说明书的一个实施例中，a及b各自为1至5的整数。
在本说明书的一个实施例中，a及b各自为1至3的整数。
在本说明书的一个实施例中，a及b为1。
在另一实施例中，a及b为2。
在另一实施例中，a及b为3。
在本说明书的一个实施例中，化学式1可由以下化学式1-1至化学式1-4中的任一者表示。
[化学式1-1]
Figure BDA0003675447760000111
[化学式1-2]
Figure BDA0003675447760000112
[化学式1-3]
Figure BDA0003675447760000113
[化学式1-4]
Figure BDA0003675447760000114
在化学式1-1至化学式1-4中，
各取代基具有与化学式1中相同的定义。
在本说明书的一个实施例中，化学式1可由以下化学式2-1至化学式2-3中的任一者表示。
[化学式2-1]
Figure BDA0003675447760000115
[化学式2-2]
Figure BDA0003675447760000116
[化学式2-3]
Figure BDA0003675447760000121
在化学式2-1至化学式2-3中，
R5、L、Z、r、a以及b具有与化学式1中相同的定义。
R11至R13各自独立地为卤素基团；氰基；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本说明书的一个实施例中，化学式1可由以下化合物中的任一者表示，但不限于此。
Figure BDA0003675447760000122
Figure BDA0003675447760000131
Figure BDA0003675447760000141
Figure BDA0003675447760000151
Figure BDA0003675447760000161
Figure BDA0003675447760000171
Figure BDA0003675447760000181
Figure BDA0003675447760000191
Figure BDA0003675447760000201
Figure BDA0003675447760000211
Figure BDA0003675447760000221
Figure BDA0003675447760000231
Figure BDA0003675447760000241
Figure BDA0003675447760000251
Figure BDA0003675447760000261
Figure BDA0003675447760000271
Figure BDA0003675447760000281
Figure BDA0003675447760000291
Figure BDA0003675447760000301
Figure BDA0003675447760000311
Figure BDA0003675447760000321
Figure BDA0003675447760000331
另外，通过将各种取代基引入至化学式1的结构，可合成具有所引入取代基的独特特性的化合物。举例而言，通过将通常用作用于制造有机发光组件的空穴注入层材料、空穴传输层(Hole Transfer Layer)材料、发光层材料、电子传输层材料以及电荷产生层材料的取代基引入至核心结构，可合成满足各有机材料层所需条件的材料。
另外，通过将各种取代基引入至化学式1的结构，可精细控制能带隙，且同时，增强在有机材料之间的界面处的特性，且材料应用可变得多样化。
本说明书的一个实施例提供一种有机发光组件，包括：第一电极；第二电极；以及一或多个设置于第一电极与第二电极之间的有机材料层，其中有机材料层的一或多个层包括一或多种类型的由化学式1表示的杂环化合物。
在本说明书的一个实施例中，有机材料层的一或多个层包括一种类型的由化学式1表示的杂环化合物。
在本说明书的一个实施例中，第一电极可为阳极，且第二电极可为阴极。
在本说明书的另一实施例中，第一电极可为阴极，且第二电极可为阳极。
在本说明书的一个实施例中，有机发光组件可为蓝光有机发光组件，且由化学式1表示的杂环化合物可用作蓝光有机发光组件的材料。举例而言，由化学式1表示的杂环化合物可包括于蓝光有机发光组件的电子传输层或空穴阻挡层中。
在本说明书的一个实施例中，有机发光组件可为绿光有机发光组件，且由化学式1表示的杂环化合物可用作绿光有机发光组件的材料。举例而言，由化学式1表示的杂环化合物可包括于绿光有机发光组件的电子传输层或空穴阻挡层中。
在本说明书的一个实施例中，有机发光组件可为红光有机发光组件，且由化学式1表示的杂环化合物可用作红光有机发光组件的材料。举例而言，由化学式1表示的杂环化合物可包括于红光有机发光组件的电子传输层或空穴阻挡层中。
除使用上文描述的杂环化合物形成一或多个有机材料层以外，可使用常用有机发光组件制造方法及材料来制造本说明书的有机发光组件。
当制造有机发光组件时，杂环化合物可经由溶液涂布法以及真空沉积法形成为有机材料层。在本文中，溶液涂布法意谓旋涂、浸涂、喷墨印刷、网板印刷、喷涂法、滚涂法以及类似方法，但不限于此。
本说明书的有机发光组件的有机材料层可以单层结构形成，但可以其中层压两个或大于两个有机材料层的多层结构形成。举例而言，本揭示内容的有机发光组件可具有包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及类似层作为有机材料层的结构。然而，有机发光组件的结构不限于此，且可包括少量有机材料层。
在本说明书的有机发光组件中，有机材料层包括电子传输层，且电子传输层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
在本说明书的有机发光组件中，有机材料层包括空穴阻挡层，且空穴阻挡层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
本揭示内容的有机发光组件可还包括一个、两个或大于两个由下列所构成的族群中选出的层：发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、电子阻挡层以及空穴阻挡层。
图1至图5示出根据本说明书的一个实施例的有机发光组件的电极及有机材料层的层压次序。然而，本申请案的范畴不限于此等图式，且本领域中已知的有机发光组件的结构亦可用于本申请案中。
图1示出有机发光组件，其中阳极(200)、有机材料层(300)以及阴极(400)连续层压于基板(100)上。然而，所述结构不限于此结构，且如图2中所示出，亦可获得其中阴极、有机材料层以及阳极连续层压于基板上的有机发光组件。
图3及图4示出有机材料层为多层的情况。根据图3的有机发光组件包括空穴注入层(301)、空穴传输层(302)、发光层(303)、电子传输层(305)以及电子注入层(306)，且根据图4的有机发光组件包括空穴注入层(301)、空穴传输层(302)、发光层(303)、空穴阻挡层(304)、电子传输层(305)以及电子注入层(306)。然而，本申请案的范畴不限于此层压结构，且视需要，可不包括除发光层以外的层，并且可进一步添加其他需要的功能层。
视需要，包括由化学式1表示的杂环化合物的有机材料层可还包括其他材料。
另外，根据本说明书的一个实施例的有机发光组件包括阳极、阴极以及设置于两个或大于阳极与阴极之间的两个堆叠，其中所述两个或大于两个堆叠各自独立地包括发光层，电荷产生层包括于两个或大于两个堆叠之间，且电荷产生层包括由化学式1表示的杂环化合物。
另外，根据本说明书的一个实施例的有机发光组件包括：阳极；第一堆叠，设置于阳极上且包括第一发光层；电荷产生层，设置于第一堆叠上；第二堆叠，设置于电荷产生层上且包括第二发光层；以及阴极，设置于第二堆叠上。在本文中，电荷产生层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
根据本说明书的一个实施例的有机发光组件包括：第一电极；第一堆叠，设置于第一电极上且包括第一发光层；电荷产生层，设置于第一堆叠上；第二堆叠，设置于电荷产生层上且包括第二发光层；以及第二电极，设置于第二堆叠上，其中电荷产生层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
根据本说明书的一个实施例的有机发光组件包括第一电极；第二电极；以及设置于第一电极与第二电极之间的有机材料层，其中有机材料层包括两个或大于两个堆叠，且两个或大于两个堆叠各自独立地包括发光层，电荷产生层包括于两个或大于两个堆叠之间，且电荷产生层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
根据本说明书的一个实施例的有机发光组件包括第一电极；第二电极；以及设置于第一电极与第二电极之间的有机材料层，其中有机材料层包括：包括第一发光层的第一堆叠；设置于第一堆叠上的电荷产生层；以及设置于电荷产生层上且包括第二发光层的第二堆叠，且电荷产生层可包括由化学式1表示的杂环化合物。
在根据本说明书的一个实施例的有机发光组件中，电荷产生层包括N型电荷产生层，且N型电荷产生层包括由化学式1表示的杂环化合物。
在根据本说明书的一个实施例的有机发光组件中，电荷产生层可更包括P型电荷产生层。
作为根据本说明书的一个实施例的有机发光组件，图5中示出具有2堆叠串叠型结构的有机发光组件。
在本文中，在一些情况中可不包括描述于图5中的第一电子阻挡层、第一空穴阻挡层、第二空穴阻挡层以及类似层。
在根据本说明书中的一个实施例的有机发光组件中，在下文示出除由化学式1表示的杂环化合物以外的材料，然而，此等材料仅用于说明性目的，而非用于限制本申请案的范畴，且可由本领域中已知的材料置换。
可使用具有相对较大功函数的材料作为阳极材料，且可使用透明的导电氧化物、金属、导电聚合物或类似材料作为阳极材料。阳极材料的特定实例包括金属，诸如钒、铬、铜、锌以及金，或其合金；金属氧化物，诸如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)以及氧化铟锌(indium zinc oxide；IZO)；金属与氧化物的组合，诸如ZnO:Al或SnO2:Sb；导电聚合物，诸如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(伸乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯以及聚苯胺，以及类似物，但不限于此。
可使用具有相对小功函数的材料作为阴极材料，且可使用金属、金属氧化物、导电聚合物或类似材料作为阴极材料。阴极材料的特定实例包括金属，诸如，镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡以及铅，或其合金；多层结构材料，诸如LiF/Al或LiO2/Al以及类似材料，但不限于此。
可使用已知的空穴注入材料作为空穴注入材料，且例如可使用下述者：铜酞菁化合物，诸如美国专利第4,356,429号中所揭示的铜酞菁；或星爆型胺衍生物(starburst-type amine derivative)，诸如描述于文献[高级材料(Advanced Material),6,第677页(1994)]中的三(4-肼甲酰基-9-基苯基)胺(TCTA)、4,4',4"-三[苯基(间甲苯基)胺基]三苯胺(m-MTDATA)或1,3,5-三[4-(3-甲基苯基苯基胺基)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、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸脂)、聚苯胺/樟脑磺酸或聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸酯)；以及类似材料。
可使用吡唑啉衍生物、芳胺类衍生物、芪(stilbene)衍生物、三苯基二胺衍生物以及类似物作为空穴传输材料，且亦可使用低分子材料或高分子材料作为空穴传输材料。
可使用恶二唑衍生物的金属错合物、蒽醌二甲烷(anthraquinodimethane)及其衍生物、苯醌(benzoquinone)及其衍生物、萘醌(naphthoquinone)及其衍生物、蒽醌(anthraquinone)及其衍生物、四氰蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰乙烯及其衍生物、联苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物以及类似物作为电子传输材料，且亦可使用高分子材料以及低分子材料作为电子传输材料。
作为电子注入材料的实例，LiF通常用于本领域中，然而，本申请案不限于此。
可使用发红光、绿光或蓝光的材料作为发光材料，且视需要，可混合且使用两种或大于两种发光材料。在本文中，两种或大于两种发光材料可通过沉积为个别供应源或通过预混合及沉积为一个供应源而使用。另外，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，可单独使用通过结合分别自阳极及阴极注入的电子及空穴而发光的材料，然而，亦可使用具有涉及发光的主体材料及掺杂材料的材料。
当混合发光材料主体时，可混合相同系列主体，或可混合不同系列主体。举例而言，可选择任何两种或大于两种类型的N型主体材料或P型主体材料中的材料，且用作发光层的主体材料。
视所使用的材料而定，根据本说明书的一个实施例的有机发光组件可为顶部发射型、底部发射型或双面发射型。
根据本说明书的一个实施例的化合物亦可根据用于有机发光组件中的类似原理用于包括有机太阳能电池、有机光导体、有机晶体管以及类似物的有机电子组件中。
在下文中，本说明书将参考实例更详细地进行描述，然而，此等仅出于示出的目的，且本申请案的范畴不限于此。
[制备实例1]制备化合物9
Figure BDA0003675447760000361
1)制备化合物9-1
在将三乙胺(1000毫升)引入至2-溴-3-氯苯甲醛(A)(100克，0.45摩尔，1当量)、乙炔苯(51.2克，0.50摩尔，1.1当量)、Pd(PPh3)2Cl2(二氯化双(三苯膦)钯(0))(6.4克，0.009摩尔，0.02当量)以及CuI(0.86克，0.0045摩尔，0.01当量)中之后，将混合物在60℃下搅拌5小时。通过向其中引入水来终止反应，且使用二氯甲烷(MC)及水萃取所得物。此后，用无水Na2CO3移除水分。使用硅胶管柱分离所得物，以获得产率为77％的化合物9-1(85克)。
2)制备化合物9-2
在将化合物9-1(170克，0.70摩尔，1当量)及TsNHNH2(对甲苯磺酰基酰肼)(144克，0.77摩尔，1.1当量)引入至乙醇(EtOH)(3400毫升)中之后，将混合物在室温(RT)下搅拌1小时。将所产生固体过滤且干燥，以获得产率为60％的化合物9-2(174克)。
3)制备化合物9-3
在将化合物9-2(40克，0.097摩尔，1当量)及AgOTf(三氟甲磺酸银盐)(3.8克，0.014摩尔，0.15当量)引入至EtOH(800毫升)中之后，将混合物在70℃下搅拌2小时。向其中引入1,2-二苯基乙酮(38.4克，0.19摩尔，2当量)及K3PO4(62.3克，0.29摩尔，3当量)，且将所得物在70℃下搅拌7小时。通过向其中引入水来终止反应，且使用MC及水萃取所得物。此后，用无水Na2CO3移除水分。使用硅胶管柱分离所得物，以获得产率为34％的化合物9-3(62克)。
4)制备化合物9-4
在将化合物9-3(10克，0.023摩尔，1当量)、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-二(1,3,2-二氧杂硼戊烷)(5.9克，0.035摩尔，1.5当量)、KOAc(乙酸钾)(6.8克，0.069摩尔，3当量)、Pd(dba)2(双(二苯亚甲基丙酮)钯(0))(1.3克，0.0023摩尔，0.1当量)、Xphos(2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯)(2.2克，0.0046摩尔，0.2当量)引入至1,4-二恶烷(100毫升)中之后，将混合物在80℃下搅拌6小时。通过向其中引入水来终止反应，且使用MC及水萃取所得物。此后，用无水Na2CO3移除水分。使用硅胶管柱分离所得物，以获得产率为74％的化合物9-4(9克)。
5)制备化合物9
在将化合物9-4(10克，0.019摩尔，1当量)、2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(C)(7.4克，0.019摩尔，1当量)、K3PO4(8.1克，0.038摩尔，2当量)以及Pd(PPh3)4(四(三苯基膦)钯(0))(11.1克，0.0009摩尔，0.05当量)引入至1,4-二恶烷(100毫升)及H2O(25毫升)中之后，将混合物在80℃下搅拌6小时。将所产生固体过滤且干燥，以获得产率为81％的化合物9(11克)。
除使用下表1的中间物A代替2-溴-3-氯苯甲醛(A)、使用下表1的中间物B代替1,2-二苯基乙酮(B)以及使用下表1的中间物C代替2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(C)以外，以与制备实例1中相同的方式来合成化合物。
[表1]
Figure BDA0003675447760000381
Figure BDA0003675447760000391
Figure BDA0003675447760000401
Figure BDA0003675447760000411
以与制备实例中相同的方式来制备化合物，且合成鉴定结果示于表2及表3中。表2显示1H NMR(CDCl3，200MHz)的测量值，且表3显示FD-质谱法(FD-MS：场解吸附质谱法)的测量值。
[表2]
Figure BDA0003675447760000421
[表3]
Figure BDA0003675447760000422
[实验实例]
<实验实例1>
1)制造有机发光组件-比较例1
连续地使用三氯乙烯、丙酮、乙醇以及蒸馏水各自5分钟来超音波清洗自用于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，将其存储于异丙醇中，且使用。接着，将ITO基板安装于真空沉积设备的基板夹中，且将以下4,4',4"-三(N,N-(2-萘基)-苯胺基)三苯胺(2-TNATA)引入至真空沉积设备中的区室中。
Figure BDA0003675447760000431
随后，抽空腔室直至其中的真空度达至10-6托，且接着通过将电流施加至区室来蒸发2-TNATA，以在ITO基板上沉积厚度为600埃的空穴注入层。向真空沉积设备的另一区室中引入以下N,N'-双(α-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺(NPB)，且通过将电流施加至区室来蒸发，以在空穴注入层上沉积厚度为300埃的空穴传输层。
Figure BDA0003675447760000432
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，将具有如下结构的发蓝光材料沉积于其上作为发光层。特定言之，在真空沉积设备中的一侧区室中，真空沉积厚度为200埃的H1(发蓝光主体材料)，且于其上真空沉积相对于主体材料达5％的D1(发蓝光掺杂材料)。
Figure BDA0003675447760000433
随后，沉积厚度为300埃的以下结构式E1的化合物作为电子传输层。
Figure BDA0003675447760000441
作为电子注入层，沉积厚度为10埃的氟化锂(LiF)，且使用厚度为1,000埃的Al阴极，且因此制造OLED。
同时，在10-8托至10-6托下通过在OLED制造中使用的各材料真空升华纯化所有制造OLED所需的有机化合物。
-实例1至实例23以及比较例2至比较例5
除使用表4中所显示的化合物代替在形成电子传输层时使用的E1以外，以与比较例1中相同的方式制造有机电致发光组件。
2)评估有机发光组件
测量根据本揭示内容制造的蓝光有机发光组件的驱动电压、发光效率、色彩坐标(CIE)以及使用寿命的结果如下表4中所显示。
[表4]
Figure BDA0003675447760000451
如自表4的结果所见，与比较例1至比较例5相比，使用本揭示内容的蓝色有机发光组件的电子传输层材料的有机发光组件具有更低的驱动电压及显著改善的发光效率以及使用寿命。
将此结果认为是由于以下事实：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来制造处于激发态的化合物，且特定言之，当在化合物的异骨架位点中形成激发态时，在激发异骨架位点经历其他反应之前，激发能将移动至稳态，且因此，相对稳定的化合物能够高效地传输电子而不会分解或破坏化合物。出于参考，将在经激发时稳定的彼等化合物视为芳基或并苯类化合物或多环杂化合物。
因此，认为本揭示内容的化合物通过增强电子传输特性或改善的稳定性而在驱动、效率以及使用寿命的所有实施例中带来卓越表现。
<实验实例2>
1)制造有机发光组件
-比较例6
连续地使用三氯乙烯、丙酮、乙醇以及蒸馏水各自5分钟来超音波清洗自用于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，将其存储于异丙醇中，且使用。接着，将ITO基板安装于真空沉积设备的基板夹中，且将以下4,4',4"-三(N,N-(2-萘基)-苯胺基)三苯胺(2-TNATA)引入至真空沉积设备中的区室中。
Figure BDA0003675447760000461
随后，抽空腔室直至其中的真空度达至10-6托，且接着通过将电流施加至区室来蒸发2-TNATA，以在ITO基板上沉积厚度为600埃的空穴注入层。向真空沉积设备的另一区室中引入以下N,N'-双(α-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺(NPB)，且通过将电流施加至区室来蒸发，以在空穴注入层上沉积厚度为300埃的空穴传输层。
Figure BDA0003675447760000462
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，将具有如下结构的发蓝光材料沉积于其上作为发光层。特定言之，在真空沉积设备中的一侧区室中，真空沉积厚度为200埃的H1(发蓝光主体材料)，且于其上真空沉积相对于主体材料达5％的D1(发蓝光掺杂材料)。
Figure BDA0003675447760000463
随后，沉积厚度为300埃的以下结构式E1的化合物作为电子传输层。
Figure BDA0003675447760000471
作为电子注入层，沉积厚度为10埃的氟化锂(LiF)，且使用厚度为1,000埃的Al阴极，且因此制造OLED。同时，在10-8托至10-6托下通过在OLED制造中使用的各材料真空升华纯化所有制造OLED所需的有机化合物。
-实例24至实例46以及比较例7至比较例10
除在形成厚度为250埃的电子传输层E1之后，使用表5中所显示的化合物在电子传输层上形成厚度为50埃的空穴阻挡层以外，以与比较例6中相同的方式制造有机电致发光组件。
2)评估有机发光组件
测量根据本揭示内容制造的蓝光有机发光组件的驱动电压、发光效率、色彩坐标(CIE)以及使用寿命的结果如下表5中所显示。
[表5]
Figure BDA0003675447760000481
如自表5的结果所见，与比较例6至比较例10相比，使用本揭示内容的蓝色有机发光组件的空穴阻挡层材料的有机发光组件具有更低的驱动电压及显著改善的发光效率以及使用寿命。
将此结果认为是由于以下事实：在空穴穿过电子传输层且到达阳极而不在发光层中结合时，效率及使用寿命在OLED中降低。当使用具有深HOMO水平的化合物作为空穴阻挡层以便防止此类现象时，通过空穴阻挡层的能量障壁来阻挡试图穿过发光层且达至阴极的空穴。
因此，认为空穴及电子形成激子的机率增加，且在发光层中作为光发射的可能性增加，且本揭示内容的化合物在驱动、效率以及使用寿命的所有实施例中带来卓越表现。
<实验实例3>
1)制造有机发光组件
-实例47至实例69以及比较例11至比较例15
用蒸馏水超音波清洁其上涂有ITO作为薄膜的厚度为1,500埃的玻璃基板。在完成用蒸馏水进行清洁之后，将基板用诸如丙酮、甲醇以及异丙醇的溶剂超音波清洁，接着干燥，且在UV清洁器中使用UV进行UVO处理持续5分钟。此后，将基板转移至等离子体清洁器(plasma cleaner；PT)，且在真空下进行等离子体处理以进行ITO功函数及残余膜移除之后，将基板转移至热沉积设备以进行有机沉积。
在透明ITO电极(阳极)上，有机材料形成于2-堆叠白色有机发光组件(whiteorganic light emitting device；WOLED)结构中。对于第一堆叠，首先热真空沉积300埃厚度的TAPC以形成空穴传输层。在形成空穴传输层后，将发光层如下热真空沉积于其上。作为发光层，TCz1(主体)掺杂有8％蓝色磷光掺质剂FIrpic，且沉积至300埃。在使用TmPyPB形成400埃的电子传输层之后，下表6中描述的化合物掺杂有20％Cs2CO3，以形成100埃的电荷产生层。
对于第二堆叠，首先热真空沉积50埃厚度的MoO3以形成空穴注入层。通过使TAPC掺杂有20％MoO3至100埃且将TAPC沉积至300埃来形成空穴传输层(常用层)。在其上通过使TCz1(主体)掺杂有8％绿色磷光掺质剂Ir(ppy)3且将所得物沉积至300埃来形成发光层，且接着使用TmPyPB形成600埃的电子传输层。最后，通过沉积10埃厚度的氟化锂(LiF)在电子传输层上形成电子注入层，且接着通过沉积1,200埃厚度的铝(Al)阴极在电子注入层上形成阴极，且因此制造有机发光组件。
同时，在10-8托至10-6托下针对在OLED制造中使用的各材料真空升华纯化所有制造OLED所需的有机化合物。
Figure BDA0003675447760000491
2)有机发光组件的驱动电压及发光效率
对于如上所制造的有机发光组件中的每一者，使用由麦克科学公司(McScienceInc.)制造的M7000来测量电致发光(EL)特性，且利用所述测量结果，当标准亮度为3,500坎德拉/平方米时，经由由麦克科学公司制造的使用寿命测量系统(M6000)来测量T95。测量根据本揭示内容制造的白色有机发光组件的驱动电压、发光效率、外部量子效率以及色彩坐标(CIE)的结果如表6中显示。
[表6]
Figure BDA0003675447760000501
如自表6的结果所见，与比较例11至比较例15相比，使用本揭示内容的2-堆叠白色有机发光组件的电荷产生层材料的有机发光组件具有更低的驱动电压及改善的发光效率。
将此结果认为是由于以下事实：用作由具有恰当长度及强度以及平整度的所揭示化合物形成的N型电荷产生层的本揭示内容的化合物以及能够结合于金属的恰当杂化合物通过向其中掺杂碱金属或碱土金属而在N型电荷产生层中形成能隙状态，且由P型电荷产生层产生的电子易于经由N型电荷产生层中产生的能隙状态注入至电子传输层中。因此，P型电荷产生层可有利地将电子注入且传输至N型电荷产生层，且因此在有机发光组件中降低驱动电压且改善效率及使用寿命。

Claims (13)

1.一种杂环化合物，其由以下化学式1表示：
[化学式1]
Figure FDA0003675447750000011
其中，在化学式1中，
R1至R5各自独立地为氢；氘；卤素基团；氰基；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；
L为直接键；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的伸芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的伸杂芳基；以及
Z为具有10至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基，或由以下化学式2表示；
[化学式2]
Figure FDA0003675447750000012
在化学式2中，
X1至X3各自为CR或N，且其中至少一个为N；
R、R21以及R22各自独立地为氢；氘；具有1至60个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；
X1至X3、R21以及R22当中的相邻基团彼此键结以形成经取代或未经取代的环；
r为0至3的整数；
a及b各自为1至5的整数；以及
当r、a以及b各自为2或大于2时，括号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，其中化学式1由以下化学式1-1至化学式1-4中的任一者表示：
[化学式1-1]
Figure FDA0003675447750000021
[化学式1-2]
Figure FDA0003675447750000022
[化学式1-3]
Figure FDA0003675447750000023
[化学式1-4]
Figure FDA0003675447750000024
在化学式1-1至化学式1-4中，
各取代基具有与化学式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Z为经取代或未经取代的蒽基；或未经取代或经烷基取代的氧化膦基，或由化学式2表示。
4.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式2为由以下结构式中选出的任一者：
Figure FDA0003675447750000025
在所述结构式中，
R31及R32各自独立地为具有1至20个碳原子的经取代或未经取代的烷基；具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，以及R33为氢；氘；或具有6至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
5.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中R1至R3中的至少两者各自独立地为氰基；具有1至10个碳原子的经取代或未经取代的烷基；或具有6至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
6.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1由以下化合物中的任一者表示：
Figure FDA0003675447750000031
Figure FDA0003675447750000041
Figure FDA0003675447750000051
Figure FDA0003675447750000061
Figure FDA0003675447750000071
Figure FDA0003675447750000081
Figure FDA0003675447750000091
Figure FDA0003675447750000101
Figure FDA0003675447750000111
Figure FDA0003675447750000121
Figure FDA0003675447750000131
Figure FDA0003675447750000141
Figure FDA0003675447750000151
Figure FDA0003675447750000161
Figure FDA0003675447750000171
Figure FDA0003675447750000181
Figure FDA0003675447750000191
Figure FDA0003675447750000201
Figure FDA0003675447750000211
Figure FDA0003675447750000221
Figure FDA0003675447750000231
Figure FDA0003675447750000241
7.一种有机发光组件，包含：
第一电极；
第二电极；以及
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包括一种或多种类型的权利要求1至6中任一项所述的杂环化合物。
8.根据权利要求7所述的有机发光组件，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括所述杂环化合物。
9.根据权利要求7所述的有机发光组件，其中所述有机材料层包括空穴阻挡层，且所述空穴阻挡层包括所述杂环化合物。
10.根据权利要求7所述的有机发光组件，还包含一个由下列所构成的族群中选出的层：发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、电子阻挡层以及空穴阻挡层。
11.根据权利要求7所述的有机发光组件，包含：
第一堆叠，设置于所述第一电极上且包括第一发光层；
电荷产生层，设置于所述第一堆叠上；以及
第二堆叠，设置于所述电荷产生层上且包括第二发光层，
其中所述第二电极设置于所述第二堆叠上。
12.根据权利要求11所述的有机发光组件，其中所述电荷产生层包括所述杂环化合物。
13.根据权利要求12所述的有机发光组件，其中所述电荷产生层包括N型电荷产生层，且所述N型电荷产生层包括所述杂环化合物。
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