CN114761396A - 杂环化合物以及包括其的有机发光元件 - Google Patents

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Abstract

本申请案提供一种能够显著增强有机发光元件的使用寿命、效率、电化学稳定性以及热稳定性的杂环化合物，及一种在有机材料层中包含杂环化合物的有机发光元件。

Description

杂环化合物以及包括其的有机发光元件
技术领域
本说明书主张2019年12月9日向韩国知识产权局申请的韩国专利申请案第10-2019-0162705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。
本说明书涉及一种杂环化合物以及包含其的有机发光元件。
背景技术
电致发光元件是一种类型的自发光显示元件，且具有优势，所述优势为具有广视角及较快回应速度以及具有极佳对比度。
有机发光元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元件时，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-掺杂剂类(host-dopant-based)发光层的主体或掺杂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元件的效能、使用寿命或效率。
[先前技术文献]
(专利文献1)美国专利第4,356,429号
发明内容
技术问题
本说明书是涉及提供一种杂环化合物以及包含其的有机发光元件。
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 BDA0003683515750000011
在化学式1中，
L1为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基，
X1至X4彼此相同或不同，且各自独立地为具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基，
Ar1为具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；包含N作为杂原子的具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基，以及
m及n各自独立地为0至2的整数，且当m及n各自为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，包含第一电极；第二电极；以及设置于第一电极与第二电极之间的一或多个有机材料层，其中有机材料层的一或多个层包含由化学式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元件的有机材料层的材料。在有机发光元件中，杂环化合物能够起到空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料或类似材料的作用。特定言之，杂环化合物可用作有机发光元件的电子传输层材料、空穴阻挡层材料或电荷产生层材料。
具体言之，当在有机材料层中使用由化学式1表示的杂环化合物时，可降低元件的驱动电压，可增强光效率且可增强元件的使用寿命特性。
附图说明
图1至图4为各自示出根据本申请案的一个实施例的有机发光元件的层压结构的图。
<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
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“包含(including)”某些成分意谓能够还包含其他成分，且除非另有相反的特定陈述，否则不排除其他成分。
在本说明书中，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，“经取代或未经取代”意谓未经取代或经一个或多个由下列所构成的族群中选出的取代基取代：具有1个至60个碳原子的直链或分支链烷基；具有2个至60个碳原子的直链或分支链烯基；具有2个至60个碳原子的直链或分支链炔基；具有3个至60个碳原子的单环或多环环烷基；具有2个至60个碳原子的单环或多环杂环烷基；具有6个至60个碳原子的单环或多环芳基；具有2个至60个碳原子的单环或多环杂芳基；硅基；氧化膦基；以及胺基，或经连接两个或大于两个由上文族群中示出的取代基中选出的取代基的取代基取代。
更具体言之，本说明书中的“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：具有6个至60个碳原子的单环或多环芳基；或具有2个至60个碳原子的单环或多环杂芳基。
在本说明书中，卤素可为氟、氯、溴或碘。
在本说明书中，烷基包含具有1个至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含甲基、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，烯基包含具有2个至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含乙烯基、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，炔基包含具有2个至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。
在本发明中，烷氧基可以是直链、分支链或环状的。烷氧基的碳原子数不受特定限制，但较佳为1至20。烷氧基的特定实例可包含甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、三级丁氧基、二级丁氧基、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、正癸氧基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，环烷基包含具有3个至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。环烷基的碳数可为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含环丙基、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，杂环烷基包含O、S、Se、N或Si作为杂原子，包含具有2个至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，芳基包含具有6个至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。芳基包含螺环基团。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含苯基、联苯基、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)、联亚三苯基、萉基(phenalenyl group)、芘基(pyrenyl group)、稠四苯基、稠五苯基、芴基(fluorenyl group)、茚基(indenylgroup)、苊基(acenaphthylenyl group)、苯并芴基、螺联芴基、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，氧化膦基由-P(＝O)R101R102表示，且R101及R102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；以及杂环基。氧化膦基的特定实例可包含氧化二苯基膦基、氧化二萘基膦基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，硅基为包含Si，具有直接连接的作为自由基的Si原子的取代基，且由-SiR104R105R106表示。R104至R106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；以及杂环基。硅基的特定实例可包含三甲基硅基、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，芴基可经取代，且相邻取代基可彼此键结以形成环。
在本说明书中，螺环基团为包含螺环结构的基团，且可具有15个至60个碳原子。举例而言，螺环基团可包含其中2,3-二氢-1H-茚基或环己烷基螺环键结至芴基的结构。具体言之，以下螺环基团可包含以下结构式的族群中的任一者。
Figure BDA0003683515750000041
在本说明书中，杂芳基包含S、O、Se、N或Si作为杂原子，包含具有2个至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，其他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含吡啶基、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(dioxynyl group)、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(phenanthridinyl group)、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、啡嗪基(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 group)、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、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]吲哚啉基、5,11-二氢茚并[1,2-b]咔唑基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，胺基可由下列所构成的族群中选出：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；以及芳基杂芳基胺基，且尽管不受其特定限制，但碳原子数较佳为1至30。胺基的特定实例可包含甲胺基、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、苯基联亚三苯基胺基、联苯联亚三苯基胺基以及类似基团，但不限于此。
在本说明书中，亚芳基意谓具有两个键结位点的芳基，亦即二价基团。除各自为二价基团的彼等基团以外，上文所提供的关于芳基的描述可应用于此。另外，亚杂芳基意谓具有两个键结位点的杂芳基，亦即二价基团。除各自为二价基团的彼等基团以外，以上所提供的关于杂芳基的描述可应用于此。
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、空间位置最接近于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同一碳的两个取代基解译为彼此“相邻”的基团。
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，且元素符号亦可书写为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 BDA0003683515750000061
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 BDA0003683515750000062
另外，在本申请案的一个实施例中，“具有0％的氘含量的苯基”可意谓不包含氘原子的苯基，亦即具有5个氢原子的苯基。
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 BDA0003683515750000063
在化学式1中，
L1为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基，
X1至X4彼此相同或不同，且各自独立地为具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基，
Ar1为具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；包含N作为杂原子的具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基，以及
m及n各自独立地为0至2的整数，且当m及n各自为2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
由化学式1表示的杂环化合物具有通过键结至吡啶结构的特定取代基而增强的空穴特性，且因此，最高占用分子轨域(highest occupied molecular orbital；HOMO)能阶及最低未占用分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital；LUMO)能阶具有适合在元件的有机材料层中使用的能阶。换言之，形成恰当能阶及带隙，从而增加发光区域中的激子。发光区域中具有增加的激子意谓有效的增加元件的驱动电压及效率。
另外，通过具有高T1值，可获得具备极佳空穴传输能力及热稳定性的具有较长使用寿命的元件。在本文中，T1值意谓三重态中的能阶值。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的L1可为直接键；经取代或未经取代的亚芳基；或经取代或未经取代的亚杂芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至40个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至20个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在另一实施例中，L1可为直接键；经取代或未经取代的亚苯基；经取代或未经取代的亚联苯基；经取代或未经取代的亚萘基；或经取代或未经取代的蒽基。
在另一实施例中，L1可为直接键；亚苯基；亚联苯基；亚萘基；或蒽基。
在另一实施例中，L1为直接键。
在另一实施例中，L1为亚苯基。
在另一实施例中，L1为亚联苯基。
在另一实施例中，L1为亚萘基。
在另一实施例中，L1为蒽基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的X1至X4彼此相同或不同，且可各自独立地为具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本申请案的一个实施例中，X1至X4彼此相同或不同，且可各自独立地为经取代或未经取代的苯基；或经取代或未经取代的联苯基。
在本申请案的一个实施例中，X1至X4彼此相同或不同，且可各自独立地为苯基；或联苯基。
在本申请案的一个实施例中，X1至X4全部为苯基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的Ar1可为具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；包含N作为杂原子的具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的Ar1可为具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；包含N作为杂原子的具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的Ar1可为具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；由以下化学式2表示的基团；经取代或未经取代的咔唑基；或经取代或未经取代的氧化膦基。
[化学式2]
Figure BDA0003683515750000081
在化学式2中，
*为键结至化学式1的L1的位置，
Y1至Y5彼此相同或不同，且各自独立地为N或CRa，且当CRa为2或大于2时，Ra彼此相同或不同，以及
Ra彼此相同或不同，且各自独立地由下列所构成的族群中选出：氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；以及具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，或两个或大于两个彼此邻接的基团可彼此键结以形成具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳族烃环或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂环。
在本申请案的一个实施例中，化学式2的Y1至Y5中的至少一者或多者可为N。
在本申请案的一个实施例中，当化学式2的Y1至Y5全部为CRa时，两个或大于两个彼此邻接的Ra可彼此键结以形成具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳族烃环或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂环，且芳族烃环或杂环可包含至少一或多个N。
在本申请案的一个实施例中，化学式2可由以下化学式3至化学式5中的任一者表示。
[化学式3]
Figure BDA0003683515750000082
[化学式4]
Figure BDA0003683515750000083
[化学式5]
Figure BDA0003683515750000091
在化学式3至化学式5中，
*为键结至化学式1的L1的位置，
Z1至Z3彼此相同或不同且各自独立地为N或CH，且Z1至Z3中的至少一者或多者为N，
L2及L3彼此相同或不同，且各自独立地为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基，
Ar2至Ar6彼此相同或不同，且各自独立地为氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，以及
o及p各自独立地为0至2的整数，且当o及p各自为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，化学式3的Z1至Z3彼此相同或不同且各自独立地为N或CH，且Z1至Z3中的至少一者或多者可为N。
在本申请案的一个实施例中，Z1为N，且Z2及Z3为CH。
在本申请案的一个实施例中，Z2为N，且Z1及Z3为CH。
在本申请案的一个实施例中，Z3为N，且Z1及Z2为CH。
在本申请案的一个实施例中，Z1为CH，且Z2及Z3为N。
在本申请案的一个实施例中，Z2为CH，且Z1及Z3为N。
在本申请案的一个实施例中，Z3为CH，且Z1及Z2为N。
在本申请案的一个实施例中，Z1至Z3为N。
在本申请案的一个实施例中，化学式3的L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至40个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至20个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；或具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基。
在本申请案的一个实施例中，L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；或经取代或未经取代的亚苯基。
在本申请案的一个实施例中，L2及L3彼此相同或不同，且可各自独立地为直接键；或亚苯基。
在另一实施例中，L2为直接键。
在另一实施例中，L2为亚苯基。
在另一实施例中，L3为直接键。
在另一实施例中，L3为亚苯基。
在本申请案的一个实施例中，化学式3的Ar2及Ar3彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar2及Ar3彼此相同或不同，且可各自独立地为具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar2及Ar3彼此相同或不同，且可各自独立地为具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至40个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar2及Ar3彼此相同或不同，且可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；经取代或未经取代的联三苯基；经取代或未经取代的三苯基；经取代或未经取代的二苯并呋喃基；经取代或未经取代的二苯并噻吩基；或经取代或未经取代的咔唑基。
在本申请案的一个实施例中，Ar2及Ar3彼此相同或不同，且可各自独立地为苯基；联苯基；联三苯基；三苯基；二苯并呋喃基；二苯并噻吩基；或经取代或未经取代的咔唑基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的o及p各自独立地为0至2的整数，且当o及p各自为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，o为2。
在本申请案的一个实施例中，o为1。
在本申请案的一个实施例中，o为0。
在本申请案的一个实施例中，当o为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，p为2。
在本申请案的一个实施例中，p为1。
在本申请案的一个实施例中，p为0。
在本申请案的一个实施例中，当p为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，化学式4的Ar4可为氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar4可为氢；氘；具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至40个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar4可为氢；氘；具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至20个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar4可为氢；氘；或具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar4可为氢；氘；或经取代或未经取代的苯基。
在本申请案的一个实施例中，Ar4可为氢；氘；或苯基。
在本申请案的一个实施例中，化学式5的Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至40个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至20个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；或具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
在本申请案的一个实施例中，Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；或经取代或未经取代的苯基。
在本申请案的一个实施例中，Ar5及Ar6彼此相同或不同，且可各自独立地为氢；氘；或苯基。
在本申请案的一个实施例中，化学式1的m及n各自独立地为0至2的整数，且当m及n各自为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，m为2。
在本申请案的一个实施例中，m为1。
在本申请案的一个实施例中，m为0。
在本申请案的一个实施例中，当m为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，n为2。
在本申请案的一个实施例中，n为1。
在本申请案的一个实施例中，n为0。
在本申请案的一个实施例中，当n为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所提供的杂环化合物中，化学式1由以下化合物中的任一者表示。
Figure BDA0003683515750000121
Figure BDA0003683515750000131
Figure BDA0003683515750000141
Figure BDA0003683515750000151
Figure BDA0003683515750000161
Figure BDA0003683515750000171
Figure BDA0003683515750000181
Figure BDA0003683515750000191
Figure BDA0003683515750000201
Figure BDA0003683515750000211
Figure BDA0003683515750000221
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杂环化合物。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的条件的材料。
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。
同时，杂环化合物具有高玻璃转化温度(Tg)，且藉此具有优良的热稳定性。热稳定性的此类增加成为向元件提供驱动稳定性的重要因素。
可使用多步骤化学反应来制备根据本申请案的一个实施例的杂环化合物。首先制备一些中间化合物，且可由中间化合物制备化学式1的杂环化合物。更具体言之，可基于稍后描述的制备实例来制备根据本申请案的一个实施例的杂环化合物。
本申请案的另一实施例提供一种有机发光元件，包含由化学式1表示的杂环化合物。“有机发光元件”可以诸如“有机发光二极管”、“OLED”、“OLED元件”或“有机电致发光元件”的术语表示。
本申请案的一个实施例提供一种有机发光元件，包含第一电极；第二电极；以及设置于第一电极与第二电极之间的一或多个有机材料层，其中有机材料层的一或多个层包含由化学式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，且第二电极可为阴极。
在本申请案的另一实施例中，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。
在本申请案的另一实施例中，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。
在本申请案的另一实施例中，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。
关于由化学式1表示的杂环化合物的特定描述与上文提供的描述相同。
除使用上文所描述的杂环化合物形成有机材料层中的一者或多者以外，可使用常用有机发光元件制造方法及材料来制造本申请案的有机发光元件。
当制造有机发光元件时，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、喷雾法、滚涂法以及类似方法，但不限于此。
本申请案的有机发光元件的有机材料层可以单层结构形成，但可以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，本公开内容的有机发光元件可具有包含空穴注入层、空穴传输层、空穴辅助层、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，有机发光元件的结构不限于此，且可包含少量有机材料层。
在本申请案的有机发光元件中，有机材料层包含电子传输层，且电子传输层可包含杂环化合物。当在电子传输层中使用杂环化合物时，形成恰当能阶及带隙，从而增加发光区域中的激子，且元件具有增强的驱动电压及效率。另外，通过具有高T1值，可获得具备极佳空穴传输能力及热稳定性的具有较长使用寿命的元件。
在本申请案的有机发光元件中，有机材料层包含空穴阻挡层，且空穴阻挡层可包含杂环化合物。当在空穴阻挡层中使用杂环化合物时，形成恰当能阶及带隙，从而增加发光区域中的激子，且元件具有增强的驱动电压及效率。另外，通过具有高T1值，可获得具备极佳空穴传输能力及热稳定性的具有较长使用寿命的元件。
本公开内容的有机发光元件可还包含一个、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、空穴辅助层以及空穴阻挡层。
图1至图3示出根据本申请案的一个实施例的有机发光元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附图，且本领域中已知的有机发光元件的结构亦可用于本申请案中。
图1示出有机发光元件，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，所述结构不限于此类结构，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的有机发光元件包含空穴注入层(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类层压结构，且视需要，可不包含除发光层以外的层，并且可进一步添加其他需要的功能层。
视需要，包含由化学式1表示的杂环化合物的有机材料层可还包含其他材料。
另外，根据本申请案的一个实施例的有机发光元件包含第一电极；设置于第一电极上且包含第一光发光层的第一堆叠；设置于第一堆叠上的电荷产生层；设置于电荷产生层上且包含第二发光层的第二堆叠；以及设置于第二堆叠上的第二电极。
在本文中，电荷产生层可包含由化学式1表示的杂环化合物。当在电荷产生层中使用杂环化合物时，有机发光元件可具有优良的驱动、效率以及使用寿命。
另外，第一堆叠及第二堆叠可各自独立地还包含一或多种类型的上文所描述的空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层以及类似层。
电荷产生层可为N型电荷产生层，且除由化学式1表示的杂环化合物外，电荷产生层可还包含本领域中已知的掺杂剂。
作为根据本申请案的一个实施例的有机发光元件，在图4中示出具有2-堆叠串叠型结构的有机发光元件。
在本文中，在一些情况下，可不包含图4中所描述的第一电子阻挡层、第一空穴阻挡层、第二空穴阻挡层以及类似层。
在根据本申请案的一个实施例的有机发光元件中，在下文示出除化学式1的化合物以外的材料，然而，此等仅用于示出性目的且并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含金属，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-(亚乙基-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含金属，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以及类似物，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号中所公开的铜酞菁；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-亚乙二氧基噻吩)/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，萤光材料亦可用作发光材料，然而，亦可使用磷光材料。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作为发光材料，然而，亦可使用具有参与发光的主体材料及掺杂材料的材料作为发光材料。
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。
在本申请案的有机发光元件中，有机材料层包含发光层，且发光层可包含杂环化合物作为发光材料的主体材料。
在本申请案的有机发光元件中，发光层可包含两种或大于两种主体材料，且主体材料中的至少一者可包含杂环化合物作为发光材料的主体材料。
在本申请案的有机发光元件中，发光层可包含两种或大于两种主体材料，所述两种或大于两种主体材料各自包含一或多种p型主体材料及n型主体材料，且主体材料中的至少一者可包含杂环化合物作为发光材料的主体材料。在此情况下，有机发光元件可具有优良的驱动、效率及使用寿命。
视所使用之材料而定，根据本申请案的一个实施例的有机发光元件可为顶部发光型、底部发光型或双面发光型。
根据本申请案的一个实施例的杂环化合物亦可根据用于有机发光元件中的类似原理用于包含有机太阳能电池、有机光导体、有机晶体管以及类似物的有机电子元件中。
在下文中，本说明书将参考实例更详细地进行描述，然而，此等仅为示出性目的，且本申请案的范畴不限于此。
[制备实例1]
<制备化合物1>
Figure BDA0003683515750000251
1)制备化合物1-2
将EtOH(200毫升)引入至中间物(a)(20克，0.1摩尔，1当量)、中间物(b)(42.4克，0.21摩尔，2当量)、NH4OAc(7.5克，0.016摩尔，1.5当量)以及硝酸铈铵(CAN)(11.8克，0.02摩尔，0.2当量)中，且将混合物在室温(缩写为“RT”)下搅拌12小时(h)。通过向其中引入水来终止反应，且使用二氯甲烷(在下文中，MC)及水萃取所得物。此后，使用无水Na2CO3移除水分。使用硅胶管柱分离所得物，以获得产率为40％的化合物1-2(24克)。
室温意谓大约20℃至大约30℃、大约22℃至大约27℃或大约25℃。
2)制备化合物1-3
将化合物1-2(28克，0.052摩尔，1当量)、双(频哪醇根基)二硼(19.8克，0.077摩尔，1.5当量)、KOAc(15.3克，0.155摩尔，3当量)以及Pd(dppf)Cl2(3.8克，0.005摩尔，0.1当量)引入至1,4-二恶烷(280毫升)中，且将混合物在100℃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，使用无水Na2CO3移除水分。使用硅胶管柱分离所得物，以获得产率为82％的化合物1-3(25克)。
3)制备化合物1
将化合物1-3(8克，0.013摩尔，1当量)、中间物(c)(4克，0.015摩尔，1.1当量)、K3PO4(5.8克，0.026摩尔，2当量)以及Pd(PPh3)4(0.49克，0.0004摩尔，0.05当量)引入至1,4-二恶烷(160毫升)及H2O(40毫升)中，且将混合物在80℃下搅拌5小时。过滤且干燥所产生固体，以获得产率为85％的化合物1(8克)。
除使用下表1的中间物A及中间物B代替中间物(a)、中间物(b)以及中间物(c)以外，以与制备实例1中相同的方式合成目标化合物。
[表1]
Figure BDA0003683515750000261
Figure BDA0003683515750000271
以与制备实例中相同的方式制备化合物，且合成鉴定结果显示于下表2及表3中。下表2显示1H NMR(CDCl3，200Mz)的测量值，且下表3显示FD-质谱法(FD-MS：场解吸附质谱法)的测量值。
[表2]
Figure BDA0003683515750000272
[表3]
Figure BDA0003683515750000273
[实验实例]
<实验实例1>
1)制造有机发光元件(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ITO电极薄膜，将其储存于异丙醇中，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。
Figure BDA0003683515750000281
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 BDA0003683515750000282
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，具有如下结构的发蓝光材料沉积于其上作为发光层。具体言之，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)，且在其上真空沉积相对于主体材料的5重量％的D1(发蓝光掺杂剂材料)。
Figure BDA0003683515750000283
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 BDA0003683515750000291
作为电子注入层，沉积厚度为10埃的氟化锂(LiF)，且采用厚度为1,000埃的Al阴极，且因此制造OLED(比较例1)。
同时，在10-8托至10-6托下通过制造OLED的各材料真空升华纯化制造OLED所需的所有有机化合物。
除使用表4中所显示的化合物代替在形成电子传输层时所使用的E1以外，以与实验实例1中相同的方式制造实例1至实例11以及比较例2及比较例3的有机发光元件。
2)有机发光元件的驱动电压及发光效率
对于如上所制造的实例1至实例11以及比较例1至比较例3的有机发光元件中的每一者，使用由麦克科学公司(McScience Inc.)制造的M7000来测量电致发光(EL)特性，且利用测量结果，当标准亮度为700坎德拉/平方米(cd/m2)时，经由通过麦克科学公司制造的使用寿命测量系统(M6000)来测量T95。T95意谓使用寿命(单位：h，时间)，变为相对于初始亮度的95％所耗用的时间。
测量根据本公开内容制造的蓝色有机发光元件的驱动电压、发光效率、外部量子效率以及色彩坐标(CIE)的结果如下表4中所显示。
[表4]
Figure BDA0003683515750000292
如自表4的结果所见，与比较例1、比较例2以及比较例3相比，使用本公开内容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更低的驱动电压及显著改善的发光效率及使用寿命。特定言之，鉴别出使用化合物1、化合物7、化合物41、化合物77以及化合物267的元件在驱动、效率以及使用寿命的所有实施例中为优良的。
此类结果被认为是由于以下事实：当使用具有恰当长度及强度以及平坦度的所公开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，激发能将在所激发异骨架位点经历其他反应之前移动至稳态，且因此，相对稳定的化合物能够有效地传输电子而不会分解或破坏化合物。
为了参考，将在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，认为驱动、效率以及使用寿命的所有实施例中的极佳结果是通过增强电子传输特性或稳定性的本公开内容的化合物来获得的。
<实验实例2>
1)制造有机发光元件(比较例4)
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，将其储存于异丙醇中，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。
Figure BDA0003683515750000301
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 BDA0003683515750000302
在如上形成空穴注入层及空穴传输层之后，具有如下结构的发蓝光材料沉积于其上作为发光层。具体言之，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)，且在其上真空沉积相对于主体材料的5重量％的D1(发蓝光掺杂剂材料)。
Figure BDA0003683515750000311
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 BDA0003683515750000312
作为电子注入层，沉积厚度为10埃的氟化锂(LiF)，且采用厚度为1,000埃的Al阴极，且因此制造OLED(比较例4)。同时，在10-8托至10-6托下通过制造OLED的各材料真空升华纯化制造OLED所需的所有有机化合物。
除在沉积发光层之后，各自采用厚度为50埃的下表5中所显示的化合物来形成空穴阻挡层，且在空穴阻挡层上形成厚度为250埃的电子传输层E1以外，以与实验实例2中相同的方式制造实例12至实例22以及比较例5及比较例6的有机发光元件。
2)有机发光元件的驱动电压及发光效率
对于如上所制造的实例12至实例22以及比较例4至比较例6的有机发光元件中的每一者，使用由麦克科学公司制造的M7000来测量电致发光(EL)特性，且利用测量结果，当标准亮度为700坎德拉/平方米时，经由通过麦克科学公司制造的使用寿命测量系统(M6000)来测量T95。T95意谓使用寿命(单位：h，时间)，变为相对于初始亮度的95％所耗用的时间。
测量根据本公开内容制造的蓝色有机发光元件的驱动电压、发光效率、外部量子效率以及色彩坐标(CIE)的结果如下表5中所显示。
[表5]
Figure BDA0003683515750000321
如自表5的结果所见，与比较例4、比较例5以及比较例6相比，使用本公开内容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更低的驱动电压及显著改善的发光效率及使用寿命。当空穴穿过电子传输层且达至阴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能阶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，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，且因此，可增强有机发光元件的驱动、效率以及使用寿命。
换言之，认为在空穴阻挡层中使用具有深HOMO能阶的本揭示内容的化合物增加基于上述原理形成激子的可能性，且本揭示内容的化合物在有机发光元件的驱动、效率以及使用寿命的所有实施例中带来卓越表现。

Claims (10)

1.一种杂环化合物，由以下化学式1表示：
[化学式1]
Figure FDA0003683515740000011
其中，在化学式1中，
L1为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基；
X1至X4彼此相同或不同，且各自独立地为具有6个至20个碳原子的经取代或未经取代的芳基；
Ar1为具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；包含N作为杂原子的具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；或经取代或未经取代的氧化膦基；以及
m及n各自独立地为0至2的整数，且当m及n各自为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，其中所述“经取代或未经取代”意谓未经取代或经一个或多个由下列所构成的族群中选出的取代基取代：具有1个至60个碳原子的直链或分支链烷基；具有2个至60个碳原子的直链或分支链烯基；具有2个至60个碳原子的直链或分支链炔基；具有3个至60个碳原子的单环或多环环烷基；具有2个至60个碳原子的单环或多环杂环烷基；具有6个至60个碳原子的单环或多环芳基；具有2个至60个碳原子的单环或多环杂芳基；硅基；氧化膦基；以及胺基，或经连接两个或大于两个由上文所述族群中示出的取代基中选出的取代基的取代基取代。
3.根据权利要求1所述的杂环化合物，其中化学式1的Ar1为具有6个至40个碳原子的经取代或未经取代的芳基；由以下化学式2表示的基团；经取代或未经取代的咔唑基；或经取代或未经取代的氧化膦基：
[化学式2]
Figure FDA0003683515740000012
在化学式2中，
*为键结至化学式1的L1的位置；
Y1至Y5彼此相同或不同，且各自独立地为N或CRa，且当CRa为2或大于2时，Ra彼此相同或不同；以及
Ra彼此相同或不同，且各自独立地由下列所构成的族群中选出：氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；以及具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，或两个或大于两个彼此邻接的基团彼此键结以形成具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳族烃环或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂环。
4.根据权利要求3所述的杂环化合物，其中化学式2由以下化学式3至化学式5中的任一者表示：
[化学式3]
Figure FDA0003683515740000021
[化学式4]
Figure FDA0003683515740000022
[化学式5]
Figure FDA0003683515740000023
在化学式3至化学式5中，
*为键结至化学式1的L1的位置；
Z1至Z3彼此相同或不同且各自独立地为N或CH，且Z1至Z3中的至少一者或多者为N；
L2及L3彼此相同或不同，且各自独立地为直接键；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的亚杂芳基；
Ar2至Ar6彼此相同或不同，且各自独立地为氢；氘；具有6个至60个碳原子的经取代或未经取代的芳基；或具有2个至60个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基；以及
o及p各自独立地为0至2的整数，且当o及p各自为2时，括弧中的取代基彼此相同或不同。
5.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 FDA0003683515740000031
Figure FDA0003683515740000041
Figure FDA0003683515740000051
Figure FDA0003683515740000061
Figure FDA0003683515740000071
Figure FDA0003683515740000081
Figure FDA0003683515740000091
Figure FDA0003683515740000101
Figure FDA0003683515740000111
Figure FDA0003683515740000121
6.一种有机发光元件，包括：
第一电极；
第二电极；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的一个或多个层包含如权利要求1至5中任一项所述的杂环化合物。
7.根据权利要求6所述的有机发光元件，其中所述有机材料层包含电子传输层，且所述电子传输层包含所述杂环化合物。
8.根据权利要求6所述的有机发光元件，其中所述有机材料层包含空穴阻挡层，且所述空穴阻挡层包含所述杂环化合物。
9.根据权利要求6所述的有机发光元件，包括：
所述第一电极；
第一堆叠，设置于所述第一电极上且包含第一发光层；
电荷产生层，设置于所述第一堆叠上；
第二堆叠，设置于所述电荷产生层上且包含第二发光层；以及
所述第二电极，设置于所述第二堆叠上。
10.根据权利要求9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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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006135155A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
JP2007261969A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Canon Inc ２，６−フルオレニル置換ピリジン化合物及びそれを用いた有機発光素子
CN102165622A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 欧司朗光电半导体有限公司 有机电子元件及其制造方法
CN102576823A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 欧司朗光电半导体有限公司 有机电子装置和其制造方法
JP2016216421A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 国立大学法人名古屋大学 多置換芳香族化合物及びその製造方法
CN108699054A (zh) * 2016-03-15 2018-10-23 陶氏环球技术有限责任公司 有机电致发光化合物和其有机电致发光器件

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell
EP2378584A4 (en) * 2008-12-26 2012-09-05 Pioneer Corp ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006135155A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
JP2007261969A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Canon Inc ２，６−フルオレニル置換ピリジン化合物及びそれを用いた有機発光素子
CN102165622A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 欧司朗光电半导体有限公司 有机电子元件及其制造方法
CN102576823A (zh) * 2009-09-30 2012-07-11 欧司朗光电半导体有限公司 有机电子装置和其制造方法
JP2016216421A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 国立大学法人名古屋大学 多置換芳香族化合物及びその製造方法
CN108699054A (zh) * 2016-03-15 2018-10-23 陶氏环球技术有限责任公司 有机电致发光化合物和其有机电致发光器件

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