CN116265454A - 有机电致发光材料和装置 - Google Patents

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P·沃洛汉
陈小凡
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J·费尔德曼
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Abstract

本申请涉及有机电致发光材料和装置。提供包含第一部分和第二部分的化合物，其中所述第一部分包含接合到三价氮原子的氮杂苯，所述三价氮原子是至少三环杂芳环系统的一部分。还提供了包含这些化合物的调配物。进一步提供了使用这些化合物的有机发光装置OLED和相关消费型产品。

Description

有机电致发光材料和装置
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2021年12月16日提交的美国临时申请第63/265,495号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年6月3日提交的美国临时申请第63/365,788号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年7月6日提交的美国临时申请第63/358,655号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年4月15日提交的美国临时申请第63/363,047号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年6月21日提交的美国临时申请第63/366,725号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年4月15日提交的美国临时申请第63/363,068号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年6月29日提交的美国临时申请第63/367,227号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年7月15日提交的美国临时申请第63/368,521号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年8月26日提交的美国临时申请第63/373,562号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年8月10日提交的美国临时申请第63/396,852号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。本申请根据35U.S.C.§119(e)进一步要求2022年9月2日提交的美国临时申请第63/374,383号的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及有机金属化合物和调配物和其各种用途，包括在如有机发光二极管和相关电子装置的装置中作为主体或发射体。
背景技术
出于各种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。
OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。
磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。或者，OLED可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于OLED。白色OLED可以是单发射层(EML)装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的CIE坐标来测量色彩。
发明内容
在一个方面中，本公开提供一种化合物，其包含第一部分和第二部分；
其中所述第一部分包含接合到三价氮原子的氮杂苯，所述三价氮原子是至少三环杂芳环系统的一部分；
其中所述第二部分具有大于或等于0.4的球度；
其中所述第二部分具有大于或等于250g/mol的分子量。
在另一方面中，本公开提供一种化合物，其包含第一部分和第二部分，其中所述第一部分具有式I：
Figure BDA0004004108680000021
其中X1、X2和X3各自独立地是C或N；
其中X1、X2和X3中的至少一个是N；
其中RA和RB各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1和R2各自独立地是选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含选自式II、III、IV、V、VI和VII的第二部分：
Figure BDA0004004108680000031
Figure BDA0004004108680000041
其中环A、B和D各自独立地是5元或6元碳环或杂环；
其中各X5-X82和X201-X216独立地是C或N；
其中Z1到Z4、ZA和YE各自独立地是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中X选自由以下组成的群组：O、S和CRR'；
其中W1和W2各自独立地选自由以下组成的群组：O、S、Se、CRR'、SiRR'和GeRR'；
其中各RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中R、R'、RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环；其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环；
其中如果所述化合物具有式VIII的结构
Figure BDA0004004108680000051
其中R11、R12、R13和R14各自选自由以下组成的群组：芳基、杂芳基和其组合，则R5是H或D；
其限制条件是
(i)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4中的全部均是直接键，则X8和X9、或X12和X13、或X16和X17、或X20和X5中的任一者均不通过氮连接形成吡咯环；
(ii)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4中的全部均是直接键，则经由其氮原子直接连接到式(I)的中心氮杂苯部分的苯并咪唑部分不与所述根据式IV的部分的6元芳香族碳环共享其6元芳香族碳环中的一个。
在另一方面中，本公开提供一种如本文所述的任何化合物的调配物。
在又一方面中，本公开提供一种具有包含如本文所述的任何化合物的有机层的OLED。
在又一方面中，本公开提供一种包含OLED的消费型产品，所述OLED具有包含如本文所述的任何化合物的有机层。
附图说明
图1展示一种有机发光装置。
图2展示不具有独立电子传输层的倒置式有机发光装置。
具体实施方式
A.术语
除非另外规定，否则本文所用的以下术语定义如下：
如本文所用，术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料和小分子有机材料。“小分子”是指并非聚合物的任何有机材料，并且“小分子”可能实际上相当大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基并不会将某一分子从“小分子”类别中去除。小分子还可以并入聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧接基团或作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状聚合物的核心部分，所述树枝状聚合物由一系列构建在核心部分上的化学壳层组成。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且认为当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。
如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指最靠近衬底。在第一层被描述为“安置于”第二层“上方”的情况下，第一层被安置于离基板较远处。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“安置于”阳极“上方”。
如本文所用，“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或传输和/或从液体介质沉积。
当认为配体直接促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“光敏性的”。当认为配体并不促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“辅助性的”，但辅助性配体可以改变光敏性配体的性质。
如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)或“最低未占用分子轨道”(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(较不负(less negative)的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级图上，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近这个图的顶部。
如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，所以这意指“较高”功函数是更负的(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，“较高”功函数经说明为在向下方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的定则。
术语“卤”、“卤素”和“卤基”可互换地使用并且指氟、氯、溴和碘。
术语“酰基”是指被取代的羰基(C(O)-Rs)。
术语“酯”是指被取代的氧基羰基(-O-C(O)-Rs或-C(O)-O-Rs)基团。
术语“醚”是指-ORs基团。
术语“硫基”或“硫醚”可互换地使用并且指-SRs基团。
术语“硒基”是指-SeRs基团。
术语“亚磺酰基”是指-S(O)-Rs基团。
术语“磺酰基”是指-SO2-Rs基团。
术语“膦基”是指-P(Rs)3基团，其中每个Rs可以相同或不同。
术语“硅烷基”是指-Si(Rs)3基团，其中每个Rs可以相同或不同。
术语“锗烷基”是指-Ge(Rs)3基团，其中每个Rs可以相同或不同。
术语“硼基”是指-B(Rs)2基团或其路易斯加合物(Lewis adduct)-B(Rs)3基团，其中Rs可以相同或不同。
在上述每一个中，Rs可以是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基和其组合。优选的Rs选自由以下组成的群组：烷基、环烷基、芳基、杂芳基和其组合。
术语“烷基”是指并且包括直链和支链烷基。优选的烷基是含有一到十五个碳原子的烷基，并且包括甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基等。另外，烷基可以任选地被取代。
术语“环烷基”是指并且包括单环、多环和螺烷基。优选的环烷基为含有3到12个环碳原子的环烷基，并且包括环丙基、环戊基、环己基、双环[3.1.1]庚基、螺[4.5]癸基、螺[5.5]十一烷基、金刚烷基等。另外，环烷基可以任选地被取代。
术语“杂烷基”或“杂环烷基”分别指烷基或环烷基，其具有至少一个被杂原子置换的碳原子。任选地，所述至少一个杂原子选自O、S、N、P、B、Si和Se，优选地O、S或N。另外，杂烷基或杂环烷基可以任选地被取代。
术语“烯基”是指并且包括直链和支链烯基。烯基基本上是在烷基链中包括至少一个碳-碳双键的烷基。环烯基基本上是在环烷基环中包括至少一个碳-碳双键的环烷基。如本文所用的术语“杂烯基”是指至少一个碳原子被杂原子置换的烯基。任选地，所述至少一个杂原子选自O、S、N、P、B、Si和Se，优选地O、S或N。优选的烯基、环烯基或杂烯基是含有二到十五个碳原子的那些。另外，烯基、环烯基或杂烯基可以任选地被取代。
术语“炔基”是指并且包括直链和支链炔基。炔基大体上是在烷基链中包括至少一个碳-碳三键的烷基。优选的炔基是含有二到十五个碳原子的炔基。另外，炔基可以任选地被取代。
术语“芳烷基”或“芳基烷基”可互换地使用并且是指被芳基取代的烷基。另外，芳烷基任选地被取代。
术语“杂环基”是指并且包括含有至少一个杂原子的芳香族和非芳香族环状基团。任选地，所述至少一个杂原子选自O、S、N、P、B、Si和Se，优选地O、S或N。芳香族杂环基可与杂芳基互换使用。优选的非芳香族杂环基是含有包括至少一个杂原子的3到7个环原子的杂环基，并且包括环胺，如吗啉基、哌啶基、吡咯烷基等，和环醚/硫醚，如四氢呋喃、四氢吡喃、四氢噻吩等。另外，杂环基可以是任选被取代的。
术语“芳基”是指并且包括单环芳香族烃基和多环芳香族环系统。多环可以具有其中两个碳为两个邻接环(所述环是“稠合的”)共用的两个或更多个环，其中所述环中的至少一个是芳香族烃基，例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。优选的芳基是含有六到三十个碳原子、优选六到二十个碳原子、更优选六到十二个碳原子的芳基。尤其优选的是具有六个碳、十个碳或十二个碳的芳基。合适的芳基包括苯基、联苯、联三苯、三亚苯、四亚苯、萘、蒽、萉、菲、芴、芘、
Figure BDA0004004108680000081
苝和薁，优选苯基、联苯、联三苯、三亚苯、芴和萘。另外，芳基可以任选地被取代。
术语“杂芳基”是指并且包括了包括至少一个杂原子的单环芳香族基团和多环芳香族环系统。杂原子包括但不限于O、S、N、P、B、Si和Se。在许多情况下，O、S或N是优选的杂原子。单环杂芳香族系统优选是具有5或6个环原子的单环，并且环可以具有一到六个杂原子。杂多环系统可以具有其中两个原子为两个邻接环(所述环是“稠合的”)共用的两个或更多个环，其中所述环中的至少一个是杂芳基，例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。杂多环芳香族环系统可以在多环芳香族环系统的每个环上具有一到六个杂原子。优选的杂芳基是含有三到三十个碳原子、优选三到二十个碳原子、更优选三到十二个碳原子的杂芳基。合适的杂芳基包括二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、氧杂蒽(xanthene)、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶，优选二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、咪唑、吡啶、三嗪、苯并咪唑、1,2-氮杂硼烷、1,3-氮杂硼烷、1,4-氮杂硼烷、硼氮炔和其氮杂类似物。另外，杂芳基可以任选地被取代。
在上面列出的芳基和杂芳基中，三亚苯、萘、蒽、二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪和苯并咪唑以及其各自对应的氮杂类似物尤其受到关注。
如本文所用的术语烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳烷基、杂环基、芳基和杂芳基独立地为未取代的或独立地被一或多个一般取代基取代。
在许多情况下，一般取代基选自由以下组成的群组：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硼基、硒基和其组合。
在一些情况下，优选的一般取代基选自由以下组成的群组：氘、氟、烷基、环烷基、杂烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、硼基、烯基、环烯基、杂烯基、芳基、杂芳基、腈、异腈、磺酰基、硼基和其组合。
在一些情况下，更优选的一般取代基选自由以下组成的群组：氘、氟、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、硼基、芳基、杂芳基、硫基和其组合。
在其它情况下，最优选的一般取代基选自由以下组成的群组：氘、氟、烷基、环烷基、芳基、杂芳基和其组合。
术语“被取代的”和“取代”是指除H以外的取代基键结到相关位置，例如碳或氮。举例来说，当R1表示单取代时，则一个R1必须不是H(即，取代)。类似地，当R1表示二取代时，则两个R1必须不是H。类似地，当R1表示零或无取代时，R1例如可以是环原子可用价数的氢，如苯的碳原子和吡咯中的氮原子，或对于具有完全饱和价数的环原子仅表示无，例如吡啶中的氮原子。环结构中可能的最大取代数目将取决于环原子中可用价数的总数目。
如本文所使用，“其组合”表示适用清单的一或多个成员被组合以形成本领域普通技术人员能够从适用清单中设想的已知或化学稳定的布置。举例来说，烷基和氘可以组合形成部分或完全氘化的烷基；卤素和烷基可以组合形成卤代烷基取代基；并且卤素、烷基和芳基可以组合形成卤代芳烷基。在一个实例中，术语取代包括两到四个列出的基团的组合。在另一个实例中，术语取代包括两到三个基团的组合。在又一实例中，术语取代包括两个基团的组合。取代基的优选组合是含有多达五十个不是氢或氘的原子的组合，或包括多达四十个不是氢或氘的原子的组合，或包括多达三十个不是氢或氘的原子的组合。在许多情况下，取代基的优选组合将包括多达二十个不是氢或氘的原子。
本文所述的片段，即氮杂-二苯并呋喃、氮杂-二苯并噻吩等中的“氮杂”名称意指相应芳香族环中的C-H基团中的一或多个可以被氮原子置换，例如并且无任何限制性，氮杂三亚苯涵盖二苯并[f,h]喹喔啉和二苯并[f,h]喹啉。所属领域的一般技术人员可以容易地预想上文所述的氮杂-衍生物的其它氮类似物，并且所有此类类似物都意图由如本文所阐述的术语涵盖。
如本文所用，“氘”是指氢的同位素。氘代化合物可以使用本领域已知的方法容易地制备。举例来说，美国专利第8,557,400号、专利公开第WO 2006/095951号和美国专利申请公开第US 2011/0037057号(其以全文引用的方式并入本文中)描述了氘取代的有机金属络合物的制备。进一步参考鄢明(Ming Yan)等人,四面体(Tetrahedron)2015,71,1425-30和阿兹罗特(Atzrodt)等人,德国应用化学(Angew.Chem.Int.Ed.)(综述)2007,46,7744-65(其以全文引用的方式并入)分别描述了苄基胺中亚甲基氢的氘化和用氘置换芳香族环氢的有效途径。
应理解，当将分子片段描述为取代基或另外连接到另一部分时，其名称可以如同其是片段(例如苯基、亚苯基、萘基、二苯并呋喃基)一般或如同其是整个分子(例如苯、萘、二苯并呋喃)一般书写。如本文所用，这些不同的命名取代基或连接片段的方式被视为等效的。
在一些情况下，一对相邻取代基可以任选地接合或稠合成环。优选的环是五、六或七元碳环或杂环，包括由所述一对取代基形成的环的一部分为饱和以及由所述一对取代基形成的环的一部分为不饱和的两种情况。如本文所用，“相邻”意味着所涉及的两个取代基可以在相同环上彼此紧接，或在具有两个最接近的可用可取代位置(如联苯中的2、2'位置或萘中的1、8位置)的两个邻近环上，只要其可以形成稳定稠合环系统即可。
B.本公开的化合物
在一个方面中，本公开提供一种化合物，其包含第一部分和第二部分；
其中所述第一部分包含接合到三价氮原子的氮杂苯，所述三价氮原子是至少三环杂芳环系统的一部分；
其中所述第二部分具有大于或等于0.4的球度；
其中所述第二部分具有大于或等于250g/mol的分子量。
球度是大体积基团的三维度的量度。球度定义为主惯性矩(PMI)之间的比率。具体来说，球度是三倍PMI1与PMI1、PMI2、PMI3之和的比率，其中PMI1为最小主惯性矩，PMI2为次小主惯性矩，且PMI3为最大主惯性矩。可以计算在用密度泛函理论优化基态之后结构的最低能量构象异构体的球度。
在其它实施例中，所述第二部分不是四苯基甲基、四苯基硅烷基或四苯基锗烷基。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.45的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.55的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.8的球度。
在另一方面中，本公开提供一种化合物，其包含第一部分和第二部分，其中所述第一部分具有式I：
Figure BDA0004004108680000111
其中X1、X2和X3各自独立地是C或N；
其中X1、X2和X3中的至少一个是N；
其中RA和RB各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1和R2各自独立地是选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含选自式II、III、IV、V、VI和VII的第二部分：
Figure BDA0004004108680000121
Figure BDA0004004108680000131
其中环A、B和D各自独立地是5元或6元碳环或杂环；
其中各X5-X82独立地是C或N；
其中Z1到Z4和YE各自独立地是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中X选自由以下组成的群组：O、S和CRR'；
其中W1和W2各自独立地选自由以下组成的群组：O、S、Se、CRR'、SiRR'和GeRR'；
其中各RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中R、R'、RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环；其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环；
其中如果所述化合物具有式VIII的结构
Figure BDA0004004108680000141
其中R11、R12、R13和R14各自选自由以下组成的群组：芳基、杂芳基和其组合，则R5是H或D；
其限制条件是
(i)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则X8和X9、或X12和X13、或X16和X17、或X20和X5中的任一者均不通过氮连接形成吡咯环；
(ii)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则经由其氮原子直接连接到式(I)的中心氮杂苯部分的苯并咪唑部分不与所述根据式IV的部分的6元芳香族碳环共用其6元芳香族碳环中的一个。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.4的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.45的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.55的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于0.8的球度。
在其它实施例中，所述第二部分具有大于或等于250g/mol的分子量。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的部分。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式III的部分。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式V的部分。
在其它实施例中，RA包含式II的部分。
在其它实施例中，RA包含式III的部分。
在其它实施例中，RA包含式IV的部分。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的部分，且其中环A或环B是6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的部分，且其中环A或环B是芳香族6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的部分，且其中环A和B是6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的部分，且其中环A和B是芳香族6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式III的部分，且其中环D是6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式III的部分，且其中环D是芳香族6元碳环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分，并且其中除了将所述式IV的部分连接到所述式I的结构的一者之外，所有RE-RH均是氢。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分，并且其中Z1-Z4中的全部均是直接键。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分，并且其中Z1-Z4中的至少一个是NR。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分，并且其中Z1-Z4中的恰好一个是NR。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的部分，并且其中X5-X20中的全部均是C。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式V的部分，并且其中除了将式V的部分连接到式I的结构的一个之外，所有RI-RL均是氢。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式V的部分，并且其中X21-X40中的全部均是C。
在其它实施例中，RA、RB和NR1R2中的至少两个是相同的。
在其它实施例中，X1、X2和X3中的至少两个是N。
在其它实施例中，X1、X2和X3中的全部均是N。
在其它实施例中，所述化合物具有式IX
Figure BDA0004004108680000161
其中环C是5元或6元碳环或杂环；
其中X4是N或C；且
其中X1、X2和RA如上文所定义。
在其它实施例中，环C是芳香族6元碳环。
在其它实施例中，环A是苯环。
在其它实施例中，环A是苯并咪唑环。
在其它实施例中，R1、R2、RA和RB中的至少一个包含选自由以下组成的群组的部分：
Figure BDA0004004108680000162
Figure BDA0004004108680000171
在其它实施例中，所述化合物不是
Figure BDA0004004108680000172
在其它实施例中，所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure BDA0004004108680000181
Figure BDA0004004108680000191
Figure BDA0004004108680000201
Figure BDA0004004108680000211
Figure BDA0004004108680000221
Figure BDA0004004108680000231
其中各X83-X224独立地是C或N；
其中LA1是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中各RCC、RR、RS和RT表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中RCC、RR、RS和RT各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环，其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环。
在其它实施例中，LA1选自由以下组成的群组：直接键、苯基、吡啶、嘧啶、三嗪、咔唑和苯并[d]苯并[4,5]咪唑并[1,2-a]咪唑(bimbim)。
在其它实施例中，LA1是直接键
在其它实施例中，X4到X224各自是C。
在其它实施例中，X4到X224中的至少一个是N。
在其它实施例中，X4到X224中的恰好一个是N。
在其它实施例中，X3是N。
在其它实施例中，X1到X3各自是N。
在其它实施例中，所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure BDA0004004108680000241
Figure BDA0004004108680000251
Figure BDA0004004108680000261
Figure BDA0004004108680000271
其中o是1到17的整数且p和q各自独立地是1到135的整数，且l和k各自独立地是1到27的整数，且
其中R1到R135定义如下：
Figure BDA0004004108680000272
Figure BDA0004004108680000281
Figure BDA0004004108680000291
Figure BDA0004004108680000301
Figure BDA0004004108680000311
Figure BDA0004004108680000321
Figure BDA0004004108680000331
其中Ar1到Ar27定义如下：
Figure BDA0004004108680000332
Figure BDA0004004108680000341
Figure BDA0004004108680000351
在其它实施例中，所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure BDA0004004108680000352
Figure BDA0004004108680000361
Figure BDA0004004108680000371
Figure BDA0004004108680000381
Figure BDA0004004108680000391
Figure BDA0004004108680000401
Figure BDA0004004108680000411
Figure BDA0004004108680000421
C.本公开的OLED和装置
在另一方面中，本公开还提供一种OLED装置，其包含第一有机层，所述第一有机层含有如本公开的以上化合物部分中所公开的化合物。
在一些实施例中，第一有机层可以包含如本文所公开的任何化合物。
在一些实施例中，化合物可以是主体，并且第一有机层可以是包含磷光发射体的发射层。
在一些实施例中，如果配体是选自由以下组成的群组的大于双齿，则磷光发射体可以是具有至少一个配体或配体一部分的过渡金属络合物：
Figure BDA0004004108680000422
Figure BDA0004004108680000431
Figure BDA0004004108680000441
其中T选自由以下组成的群组：B、Al、Ga和In；
其中K1'是直接键或选自由以下组成的群组：NRe、PRe、O、S和Se；
其中各Y1到Y13独立地选自由碳和氮组成的群组；
其中Y'选自由以下组成的群组：B Re、N Re、P Re、O、S、Se、C＝O、S＝O、SO2、CReRf、SiReRf和GeReRf；
其中Re和Rf可以稠合或接合以形成环；
其中各Ra、Rb、Rc和Rd可以独立地表示单取代到最大可能数目的取代或无取代；
其中各Ra1、Rb1、Rc1、Rd1、Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf独立地是氢或选自由如本文定义的一般取代基组成的群组的取代基；且
其中Ra1、Rb1、Rc1、Rd1、Ra、Rb、Rc和Rd中的任何两个相邻取代基可以稠合或接合以形成环或形成多齿配体。
在一些实施例中，化合物可以是受体，并且OLED可进一步包含选自由以下组成的群组的敏化剂：延迟荧光发射体、磷光发射体和其组合。
在一些实施例中，所述化合物可以是荧光发射体、延迟荧光发射体，或作为荧光发射体或延迟荧光发射体的激态复合物的组分。
在又一方面中，本公开的OLED还可以包含发射区域，所述发射区域含有如本公开的以上化合物部分中所公开的化合物。
在一些实施例中，发射区域可以包含如本文所公开的任何化合物。
在一些实施例中，安置于有机发射层上的阳极、阴极或新层中的至少一个充当增强层。增强层包含展现表面等离子共振的等离子材料，所述材料非辐射地耦合到发射体材料且将激发态能量从发射体材料转移至表面等离子极化激元的非辐射模式。增强层以不超过与有机发射层的阈值距离提供，其中由于增强层的存在，发射体材料具有总非辐射衰减速率常数和总辐射衰减速率常数，且阈值距离为总非辐射衰减速率常数等于总辐射衰减速率常数的距离。在一些实施例中，OLED进一步包含出耦层。在一些实施例中，出耦层安置于增强层上在有机发射层的相对侧上。在一些实施例中，出耦层安置于发射层的与增强层相对的侧上，但仍使能量从增强层的表面等离子模式出耦。出耦层将能量从表面等离子极化激元散射。在一些实施例中，此能量以光子形式散射至自由空间。在其它实施例中，所述能量从表面等离子模式散射至装置的其它模式，例如但不限于有机波导模式、衬底模式(substrate mode)或另一波导模式。如果能量散射至OLED的非自由空间模式，则可并入其它出耦方案以将能量提取至自由空间。在一些实施例中，一或多个中介层可安置于增强层与出耦层之间。中介层的实例可为介电材料，包括有机物、无机物、钙钛矿、氧化物，且可包括这些材料的堆叠和/或混合物。
增强层修改发射体材料所驻留的介质的有效特性，引起以下中的任一个或全部：降低的发射率、发射线形的修改、发射强度与角的变化、发射体材料的稳定性的变化、OLED的效率的变化和降低的OLED装置的效率滚降。将增强层置于阴极侧、阳极侧或两侧产生利用以上提及的效应中的任一者的OLED装置。除了本文中提及以及图中展示的各种OLED实例中说明的特定功能层之外，根据本发明的OLED还可以包括通常可见于OLED中的其它功能层中的任一者。
增强层可以由等离子材料、光学活性超材料或双曲线超材料构成。如本文所用，等离子材料是在电磁波谱的可见或紫外区中介电常数的实数部分越过零的材料。在一些实施例中，等离子材料包括至少一种金属。在此类实施例中，金属可包括以下中的至少一种：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，以及这些材料的堆叠。一般来说，超材料是由不同材料构成的介质，其中介质作为整体与其材料组成部分的总和不同地起作用。具体来说，我们将光学活性超材料定义为具有负介电常数和负磁导率两者的材料。另一方面，双曲线超材料是介电常数或磁导率对于不同空间方向具有不同正负号的各向异性介质。光学活性超材料和双曲线超材料严格地区别于许多其它光子结构，例如分布式布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector，“DBR”)，因为介质在传播的方向上对于光的波长的长度尺度应呈现均匀。使用所属领域的技术人员可以理解的术语：超材料在传播的方向上的介电常数可以用有效介质近似描述。等离子材料和超材料提供了可以多种方式增强OLED性能的控制光传播的方法。
在一些实施例中，增强层提供为平面层。在其它实施例中，增强层具有周期性、准周期性或随机布置的波长尺寸化特征，或周期性、准周期性或随机布置的亚波长尺寸化特征。在一些实施例中，波长尺寸化特征和亚波长尺寸化特征具有锐边缘。
在一些实施例中，出耦层具有周期性、准周期性或随机布置的波长尺寸化特征，或周期性、准周期性或随机布置的亚波长尺寸化特征。在一些实施例中，出耦层可由多个纳米粒子构成，且在其它实施例中，出耦层由安置于材料上的多个纳米粒子构成。在这些实施例中，出耦可通过以下中的至少一者来调谐：改变多个纳米粒子的尺寸、改变多个纳米粒子的形状、改变多个纳米粒子的材料、调节材料的厚度、改变材料或安置于多个纳米粒子上的额外层的折射率、改变增强层的厚度和/或改变增强层的材料。装置的多个纳米粒子可由以下中的至少一者形成：金属、介电材料、半导体材料、金属合金、介电材料的混合物、一或多种材料的堆叠或分层和/或一种类型的材料的核，且其涂布有不同类型的材料的壳。在一些实施例中，出耦层由至少金属纳米粒子构成，其中金属选自由以下组成的群组：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，和这些材料的堆叠。多个纳米粒子可具有安置于其上的额外层。在一些实施例中，发射的极化可使用出耦层来调谐。改变出耦层的维度和周期性可以选择一类优先出耦到空气的极化。在一些实施例中，出耦层也充当装置的电极。
在又一方面中，本公开还提供一种消费型产品，其包含有机发光装置(OLED)，所述有机发光装置具有阳极；阴极；和安置于所述阳极与所述阴极之间的有机层，其中所述有机层可以包含如本公开的以上化合物部分中所公开的化合物。
在一些实施例中，消费型产品包含有机发光装置(OLED)，所述有机发光装置具有阳极；阴极；和安置于所述阳极与所述阴极之间的有机层，其中所述有机层可以包含如本文所述的任何化合物。
在一些实施例中，消费型产品可以是以下产品中的一种：平板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置，和指示牌。
一般来说，OLED包含至少一个有机层，其安置于阳极与阴极之间并且与阳极和阴极电连接。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可以定位于准分子(excimer)或激态复合物上。非辐射机制(如热弛豫)也可能发生，但通常被视为不合需要的。
美国专利第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
最初的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如美国专利第4,769,292号中所公开，其以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧内发生。
最近，已经展示了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人,“来自有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”,自然(Nature),第395卷,151-154,1998(“巴尔多-I”)；和巴尔多等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence)”,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3,4-6期(1999)(“巴尔多-II”)，所述文献以全文引用的方式并入。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光，所述专利以引用的方式并入。
图1展示有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155、阴极160和障壁层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过按顺序沉积所述层来制造。这些各种层的性质和功能以及实例材料在US 7,279,704第6-10栏中更详细地描述，所述专利以引用的方式并入。
可以得到这些层中的每一个的更多实例。举例来说，柔性并且透明的衬底-阳极组合公开于美国专利第5,844,363号中，所述专利以全文引用的方式并入。经p掺杂的空穴传输层的实例是以50:1的摩尔比掺杂有F4-TCNQ的m-MTDATA，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。发射和主体材料的实例公开于汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中，所述专利以全文引用的方式并入。经n掺杂的电子传输层的实例是以1:1的摩尔比掺杂有Li的BPhen，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述公开案以全文引用的方式并入。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例，所述阴极包括具有含上覆的透明、导电、溅镀沉积的ITO层的金属(如Mg:Ag)薄层的复合阴极。阻挡层的理论和使用更详细地描述于美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开第2003/0230980号中，所述专利以全文引用的方式并入。注入层的实例提供于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。保护层的描述可以见于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。
图2展示倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴传输层225和阳极230。装置200可以通过按顺序沉积所述层来制造。因为最常见OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，并且装置200具有安置于阳极230下的阴极215，所以装置200可以被称为“倒置式”OLED。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供如何可以从装置100的结构省去一些层的一个实例。
图1和2中所说明的简单分层结构借助于非限制性实例提供，并且应理解本公开的实施例可以与各种其它结构结合使用。所描述的具体材料和结构本质上是示范性的，并且可以使用其它材料和结构。可以通过以不同方式组合所述的各种层来获得功能性OLED，或可以基于设计、性能和成本因素完全省略各层。也可以包括未具体描述的其它层。可以使用除具体描述的材料以外的材料。尽管本文中所提供的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但应理解，可以使用材料的组合，如主体和掺杂剂的混合物，或更一般来说，混合物。此外，所述层可以具有各种子层。本文中给予各种层的名称并不意图具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴传输层225传输空穴并且将空穴注入到发射层220中，并且可以被描述为空穴传输层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。这一有机层可以包含单个层，或可以进一步包含如例如关于图1和2所述的不同有机材料的多个层。
还可以使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的OLED(PLED)，例如弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。借助于另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如如在以全文引用的方式并入的福利斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述。OLED结构可以偏离图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可以包括有角度的反射表面以改进出耦(out-coupling)，例如如在福利斯特等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如在布尔维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入。
除非另外规定，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任一个。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述)、有机气相沉积(OVPD)(如以全文引用的方式并入的福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述)和通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(如以全文引用的方式并入的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选的方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模的沉积、冷焊(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述)和与例如喷墨和有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以将待沉积的材料改性以使其与具体沉积方法相适合。举例来说，可以在小分子中使用支链或非支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基的取代基来增强其经受溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，并且3到20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可能具有更低的再结晶倾向性。可以使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。
根据本公开实施例制造的装置可以进一步任选地包含阻挡层。阻挡层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包括水分、蒸气和/或气体等的环境中的有害物质的损害。阻挡层可以沉积在衬底、电极上，沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何其它部分(包括边缘)上。阻挡层可以包含单个层或多个层。阻挡层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包括具有单一相的组合物和具有多个相的组合物。任何合适的材料或材料组合都可以用于阻挡层。阻挡层可以并有有无机化合物或有机化合物或两者。优选的阻挡层包含聚合材料与非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的美国专利第7,968,146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为“混合物”，构成阻挡层的前述聚合材料和非聚合材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合材料与非聚合材料的重量比可以在95:5到5:95范围内。聚合材料和非聚合材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。
根据本公开实施例制造的装置可以并入到多种多样的电子组件模块(或单元)中，所述电子组件模块可以并入到多种电子产品或中间组件中。所述电子产品或中间组件的实例包括可以为终端用户产品制造商所利用的显示屏、照明装置(如离散光源装置或照明面板)等。所述电子组件模块可以任选地包括驱动电子装置和/或电源。根据本公开实施例制造的装置可以并入到多种多样的消费型产品中，所述消费型产品具有一或多个电子组件模块(或单元)并入于其中。公开一种包含OLED的消费型产品，所述OLED在OLED中的有机层中包括本公开的化合物。所述消费型产品应包括含一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多个的任何种类的产品。所述消费型产品的一些实例包括平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、微型显示器(对角线小于2英寸的显示器)、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置，和指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本公开制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵。意图将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的温度范围中，如18℃到30℃，并且更优选在室温下(20-25℃)，但可以在这一温度范围外(例如-40℃到+80℃)使用。
关于OLED和上文所述的定义的更多细节可以见于美国专利第7,279,704号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
本文所述的材料和结构可以应用于除OLED以外的装置中。举例来说，如有机太阳能电池和有机光电检测器的其它光电装置可以采用所述材料和结构。更一般来说，如有机晶体管的有机装置可以采用所述材料和结构。
在一些实施例中，所述OLED具有一或多种选自由以下组成的群组的特征：柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸和弯曲。在一些实施例中，所述OLED是透明或半透明的。在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括碳纳米管的层。
在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括延迟荧光发射体的层。在一些实施例中，所述OLED包含RGB像素排列或白色加彩色滤光片像素排列。在一些实施例中，所述OLED是移动装置、手持式装置或可佩戴装置。在一些实施例中，所述OLED是对角线小于10英寸或面积小于50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是对角线为至少10英寸或面积为至少50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是照明面板。
在一些实施例中，所述化合物可以是发射掺杂剂。在一些实施例中，所述化合物可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即TADF，也称为E型延迟荧光，参见例如美国申请第15/700,352号，其以全文引用的方式并入本文中)、三重态-三重态消灭或这些工艺的组合产生发射。在一些实施例中，发射掺杂剂可以是外消旋混合物，或可以富含一种对映异构体。在一些实施例中，化合物可以是均配的(每个配体相同)。在一些实施例中，化合物可以是混配的(至少一个配体与其它不同)。在一些实施例中，当存在超过一个与金属配位的配体时，所述配体可以全部相同。在一些其它实施例中，至少一个配体与其它配体不同。在一些实施例中，每个配体可以彼此不同。这在与金属配位的配体可以与其它与所述金属配位的配体连接以形成三齿、四齿、五齿或六齿配体的实施例中也成立。因此，在配位配体连接在一起的情况下，在一些实施例中所有配体可以相同，并且在一些其它实施例中连接配体中的至少一种可以与(多种)其它配体不同。
在一些实施例中，化合物可以用作待用作敏化剂的激态复合物的一种组分。
在一些实施例中，敏化剂是形成激态复合物的单一组分，或组分中的一种。
根据另一方面，还公开一种包含本文所述化合物的调配物。
本文所公开的OLED可以并入到消费型产品、电子组件模块和照明面板中的一或多种中。有机层可以是发射层，并且化合物在一些实施例中可以是发射掺杂剂，而化合物在其它实施例中可以是非发射掺杂剂。
在本发明的又一方面中，描述一种包含本文所公开的新颖化合物的调配物。调配物可以包括一或多种本文所公开的选自由以下组成的群组的组分：溶剂、主体、空穴注入材料、空穴传输材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料和电子传输材料。
本公开涵盖包含本公开的新颖化合物或其单价或多价变体的任何化学结构。换句话说，本发明化合物或其单价或多价变体可以是较大化学结构的一部分。此类化学结构可以选自由以下组成的群组：单体、聚合物、大分子和超分子(supramolecule)(也被称为超分子(supermolecule))。如本文所用，“化合物的单价变体”是指与化合物相同但一个氢已经被去除并且被置换成与化学结构的其余部分的一键的部分。如本文所用，“化合物的多价变体”是指与化合物相同但多于一个氢已经被去除并且被置换成与化学结构的其余部分的一或多个键的部分。在超分子的情况下，本发明化合物还可以在无共价键的情况下并入超分子复合物中。
D.本公开的化合物与其它材料的组合
本文中描述为适用于有机发光装置中的特定层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文所公开的发射掺杂剂可以与可能存在的广泛多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和其它层结合使用。下文描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。
a)导电性掺杂剂：
电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以大体上改变其电荷载体密度，这转而将改变其导电性。导电性通过在基质材料中生成电荷载体而增加，并且取决于掺杂剂的类型，还可以实现半导体的费米能级(Fermi level)的变化。空穴传输层可以掺杂有p型导电性掺杂剂，并且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。
可以与本文中所公开的材料组合用于OLED中的导电性掺杂剂的非限制性实例与公开那些材料的参考文献一起例示如下：EP01617493、EP01968131、EP2020694、EP2684932、US20050139810、US20070160905、US20090167167、US2010288362、WO06081780、WO2009003455、WO2009008277、WO2009011327、WO2014009310、US2007252140、US2015060804、US20150123047和US2012146012。
Figure BDA0004004108680000521
Figure BDA0004004108680000531
b)HIL/HTL：
本公开中所用的空穴注入/传输材料不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作空穴注入/传输材料即可。材料的实例包括(但不限于)：酞菁或卟啉衍生物；芳香族胺衍生物；吲哚并咔唑衍生物；含有氟烃的聚合物；具有导电性掺杂剂的聚合物；导电聚合物，如PEDOT/PSS；衍生自如膦酸和硅烷衍生物的化合物的自组装单体；金属氧化物衍生物，如MoOx；p型半导电有机化合物，如1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯六甲腈；金属络合物；以及可交联化合物。
用于HIL或HTL的芳香族胺衍生物的实例包括(但不限于)以下一般结构：
Figure BDA0004004108680000532
Ar1到Ar9中的每一个选自：由例如以下的芳香族烃环状化合物组成的群组：苯、联苯、联三苯、三亚苯、萘、蒽、萉、菲、芴、芘、
Figure BDA0004004108680000533
苝和薁；由例如以下的芳香族杂环化合物组成的群组：二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶；以及由2到10个环状结构单元组成的群组，所述环状结构单元是选自芳香族烃环基和芳香族杂环基的相同类型或不同类型的基团并且彼此直接或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂肪族环基中的至少一个键结。每个Ar可以未被取代或可以被选自由以下组成的群组的取代基取代：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基和其组合。
在一个方面中，Ar1到Ar9独立地选自由以下组成的群组：
Figure BDA0004004108680000541
其中k是1到20的整数；X101到X108是C(包括CH)或N；Z101是NAr1、O或S；Ar1具有上文所定义的相同基团。
HIL或HTL中所用的金属络合物的实例包括(但不限于)以下通式：
Figure BDA0004004108680000542
其中Met是原子量可以大于40的金属；(Y101-Y102)是双齿配体，Y101和Y102独立地选自C、N、O、P和S；L101是辅助配体；k'是1到可以与金属连接的最大配体数的整数值；并且k'+k"是可以与金属连接的最大配体数。
在一个方面中，(Y101-Y102)是2-苯基吡啶衍生物。在另一方面中，(Y101-Y102)是碳烯配体。在另一方面中，Met选自Ir、Pt、Os和Zn。在另一方面中，金属络合物具有相较于Fc+/Fc耦合的小于约0.6V的溶液中最小氧化电势。
可以与本文中所公开的材料组合用于OLED中的HIL和HTL材料的非限制性实例与公开那些材料的参考文献一起例示如下：CN102702075、DE102012005215、EP01624500、EP01698613、EP01806334、EP01930964、EP01972613、EP01997799、EP02011790、EP02055700、EP02055701、EP1725079、EP2085382、EP2660300、EP650955、JP07-073529、JP2005112765、JP2007091719、JP2008021687、JP2014-009196、KR20110088898、KR20130077473、TW201139402、US06517957、US20020158242、US20030162053、US20050123751、US20060182993、US20060240279、US20070145888、US20070181874、US20070278938、US20080014464、US20080091025、US20080106190、US20080124572、US20080145707、US20080220265、US20080233434、US20080303417、US2008107919、US20090115320、US20090167161、US2009066235、US2011007385、US20110163302、US2011240968、US2011278551、US2012205642、US2013241401、US20140117329、US2014183517、US5061569、US5639914、WO05075451、WO07125714、WO08023550、WO08023759、WO2009145016、WO2010061824、WO2011075644、WO2012177006、WO2013018530、WO2013039073、WO2013087142、WO2013118812、WO2013120577、WO2013157367、WO2013175747、WO2014002873、WO2014015935、WO2014015937、WO2014030872、WO2014030921、WO2014034791、WO2014104514、WO2014157018。
Figure BDA0004004108680000551
Figure BDA0004004108680000561
Figure BDA0004004108680000571
Figure BDA0004004108680000581
Figure BDA0004004108680000591
Figure BDA0004004108680000601
c)EBL：
电子阻挡层(EBL)可以用以减少离开发射层的电子和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，在装置中存在此类阻挡层可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近EBL界面的发射体相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近EBL界面的主体中的一或多种相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一个方面中，EBL中所用的化合物含有与下文所述的主体中的一个所用相同的分子或相同的官能团。
d)主体：
本公开的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属络合物作为发光材料，并且可以含有使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能量大于掺杂剂的三重态能量即可。任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用，只要满足三重态准则即可。
用作主体的金属络合物的实例优选具有以下通式：
Figure BDA0004004108680000611
其中Met是金属；(Y103-Y104)是双齿配体，Y103和Y104独立地选自C、N、O、P和S；L101是另一配体；k'是1到可以与金属连接的最大配体数的整数值；并且k'+k"是可以与金属连接的最大配体数。
在一个方面中，金属络合物是：
Figure BDA0004004108680000612
其中(O-N)是具有与O和N原子配位的金属的双齿配体。
在另一方面中，Met选自Ir和Pt。在另一方面中，(Y103-Y104)是碳烯配体。
在一个方面，主体化合物含有选自以下的以下群组中的至少一个：由例如以下的芳香族烃环状化合物组成的群组：苯、联苯、联三苯、三亚苯、四亚苯、萘、蒽、萉、菲、芴、芘、
Figure BDA0004004108680000613
苝和薁；由例如以下的芳香族杂环化合物组成的群组：二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶；以及由2到10个环状结构单元组成的群组，所述环状结构单元是选自芳香族烃环基和芳香族杂环基的相同类型或不同类型的基团并且直接或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂肪族环基中的至少一个彼此键结。每个基团中的每个选项可以未被取代或可以被选自由以下组成的群组的取代基取代：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基和其组合。
在一个方面中，主体化合物在分子中含有以下基团中的至少一个：
Figure BDA0004004108680000621
其中R101选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基和其组合，且当其是芳基或杂芳基时，其具有与上文所提及的Ar类似的定义。k是0到20或1到20的整数。X101到X108独立地选自C(包括CH)或N。Z101和Z102独立地选自NR101、O或S。
可以与本文中所公开的材料组合用于OLED中的主体材料的非限制性实例与公开那些材料的参考文献一起例示如下：EP2034538、EP2034538A、EP2757608、JP2007254297、KR20100079458、KR20120088644、KR20120129733、KR20130115564、TW201329200、US20030175553、US20050238919、US20060280965、US20090017330、US20090030202、US20090167162、US20090302743、US20090309488、US20100012931、US20100084966、US20100187984、US2010187984、US2012075273、US2012126221、US2013009543、US2013105787、US2013175519、US2014001446、US20140183503、US20140225088、US2014034914、US7154114、WO2001039234、WO2004093207、WO2005014551、WO2005089025、WO2006072002、WO2006114966、WO2007063754、WO2008056746、WO2009003898、WO2009021126、WO2009063833、WO2009066778、WO2009066779、WO2009086028、WO2010056066、WO2010107244、WO2011081423、WO2011081431、WO2011086863、WO2012128298、WO2012133644、WO2012133649、WO2013024872、WO2013035275、WO2013081315、WO2013191404、WO2014142472，US20170263869、US20160163995、US9466803，
Figure BDA0004004108680000631
Figure BDA0004004108680000641
Figure BDA0004004108680000651
Figure BDA0004004108680000661
Figure BDA0004004108680000671
e)其它发射体：
一或多种其它发射体掺杂剂可以与本发明化合物结合使用。其它发射体掺杂剂的实例不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作发射体材料即可。合适发射体材料的实例包括(但不限于)可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即TADF，也称为E型延迟荧光)、三重态-三重态消灭或这些工艺的组合产生发射的化合物。
可以与本文中所公开的材料组合用于OLED中的发射体材料的非限制性实例与公开那些材料的参考文献一起例示如下：CN103694277、CN1696137、EB01238981、EP01239526、EP01961743、EP1239526、EP1244155、EP1642951、EP1647554、EP1841834、EP1841834B、EP2062907、EP2730583、JP2012074444、JP2013110263、JP4478555、KR1020090133652、KR20120032054、KR20130043460、TW201332980、US06699599、US06916554、US20010019782、US20020034656、US20030068526、US20030072964、US20030138657、US20050123788、US20050244673、US2005123791、US2005260449、US20060008670、US20060065890、US20060127696、US20060134459、US20060134462、US20060202194、US20060251923、US20070034863、US20070087321、US20070103060、US20070111026、US20070190359、US20070231600、US2007034863、US2007104979、US2007104980、US2007138437、US2007224450、US2007278936、US20080020237、US20080233410、US20080261076、US20080297033、US200805851、US2008161567、US2008210930、US20090039776、US20090108737、US20090115322、US20090179555、US2009085476、US2009104472、US20100090591、US20100148663、US20100244004、US20100295032、US2010102716、US2010105902、US2010244004、US2010270916、US20110057559、US20110108822、US20110204333、US2011215710、US2011227049、US2011285275、US2012292601、US20130146848、US2013033172、US2013165653、US2013181190、US2013334521、US20140246656、US2014103305、US6303238、US6413656、US6653654、US6670645、US6687266、US6835469、US6921915、US7279704、US7332232、US7378162、US7534505、US7675228、US7728137、US7740957、US7759489、US7951947、US8067099、US8592586、US8871361、WO06081973、WO06121811、WO07018067、WO07108362、WO07115970、WO07115981、WO08035571、WO2002015645、WO2003040257、WO2005019373、WO2006056418、WO2008054584、WO2008078800、WO2008096609、WO2008101842、WO2009000673、WO2009050281、WO2009100991、WO2010028151、WO2010054731、WO2010086089、WO2010118029、WO2011044988、WO2011051404、WO2011107491、WO2012020327、WO2012163471、WO2013094620、WO2013107487、WO2013174471、WO2014007565、WO2014008982、WO2014023377、WO2014024131、WO2014031977、WO2014038456、WO2014112450。
Figure BDA0004004108680000681
Figure BDA0004004108680000691
Figure BDA0004004108680000701
Figure BDA0004004108680000711
Figure BDA0004004108680000721
Figure BDA0004004108680000731
空穴阻挡层(HBL)可以用以减少离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，此类阻挡层在装置中的存在可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近HBL界面的发射体相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近HBL界面的主体中的一或多种相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。
在一个方面中，HBL中所用的化合物含有与上文所述的主体所用相同的分子或相同的官能团。
在另一方面中，HBL中所用的化合物在分子中含有以下基团中的至少一个：
Figure BDA0004004108680000732
其中k是1到20的整数；L101是另一个配体，k'是1到3的整数。
g)ETL：
电子传输层(ETL)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。可以使用掺杂来增强导电性。ETL材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要其通常用以传输电子即可。
在一个方面中，ETL中所用的化合物在分子中含有以下基团中的至少一个：
Figure BDA0004004108680000741
其中R101选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基和其组合，当其为芳基或杂芳基时，其具有与上述Ar类似的定义。Ar1到Ar3具有与上文所提及的Ar类似的定义。k是1到20的整数。X101到X108选自C(包括CH)或N。
在另一方面中，ETL中所用的金属络合物含有(但不限于)以下通式：
Figure BDA0004004108680000742
其中(O-N)或(N-N)是具有与原子O、N或N、N配位的金属的双齿配体；L101是另一个配体；k'是1到可以与金属连接的最大配体数的整数值。
可以与本文中所公开的材料组合用于OLED中的ETL材料的非限制性实例与公开那些材料的参考文献一起例示如下：CN103508940、EP01602648、EP01734038、EP01956007、JP2004-022334、JP2005149918、JP2005-268199、KR0117693、KR20130108183、US20040036077、US20070104977、US2007018155、US20090101870、US20090115316、US20090140637、US20090179554、US2009218940、US2010108990、US2011156017、US2011210320、US2012193612、US2012214993、US2014014925、US2014014927、US20140284580、US6656612、US8415031、WO2003060956、WO2007111263、WO2009148269、WO2010067894、WO2010072300、WO2011074770、WO2011105373、WO2013079217、WO2013145667、WO2013180376、WO2014104499、WO2014104535，
Figure BDA0004004108680000751
Figure BDA0004004108680000761
Figure BDA0004004108680000771
h)电荷产生层(CGL)
在串联或堆叠OLED中，CGL对性能起基本作用，其由分别用于注入电子和空穴的经n掺杂的层和经p掺杂的层组成。电子和空穴由CGL和电极供应。CGL中消耗的电子和空穴由分别从阴极和阳极注入的电子和空穴再填充；随后，双极电流逐渐达到稳定状态。典型CGL材料包括传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。
在OLED装置的每个层中所用的任何上文所提及的化合物中，氢原子可以部分或完全氘化。因此，任何具体列出的取代基，如(但不限于)甲基、苯基、吡啶基等可以是其非氘化、部分氘化以及和完全氘化形式。类似地，取代基类别(例如(但不限于)烷基、芳基、环烷基、杂芳基等)还可以是其非氘化、部分氘化和完全氘化形式。
应理解，本文所述的各种实施例仅借助于实例，并且并不意图限制本发明的范围。举例来说，可以在不背离本发明的精神的情况下用其它材料和结构取代本文所述的许多材料和结构。如所要求的本发明因此可以包括本文所述的具体实例和优选实施例的变化形式，如所属领域的技术人员将显而易见。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论并不意图是限制性的。
实验
化合物H1的合成：
Figure BDA0004004108680000772
将碳酸钾(5.76g，41.7mmol)于水(54mL)中的溶液添加到中间物1(9.3g，20.86mmol)和中间物2(9.3g，21.61mmol)于THF(178mL)中的溶液中，并将混合物用氮气鼓泡5分钟。添加四(三苯基膦)钯(0)(2.41g，2.09mmol)，并将混合物在72℃下加热过夜。将反应混合物冷却到室温并用二氯甲烷(600mL)和水(300mL)稀释。分离有机层，经硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩。残余物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈白色固体状的化合物H1(10.8g，73％产率)。
化合物H2的合成：
Figure BDA0004004108680000781
步骤1：将9H-1,9'-联咔唑(20g，60.2mmol)和2-甲基丙-2-醇钠(5.78g，60.2mmol)于无水间二甲苯(301mL)中的溶液用氮气鼓泡15分钟。在用氮气再连续鼓泡15分钟的情况下，添加1-溴-3-甲氧基苯(8.3mL，66.2mmol)和甲磺酸基(三叔丁基膦基)(2'-甲基氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)(3.53g，6.02mmol)。用氮气入口密封烧瓶并将溶液加热到108℃过夜。将溶液冷却到室温并用水(250mL)和二氯甲烷(200mL)稀释。分离各层，且水层用二氯甲烷(2×200mL)萃取。将合并的有机层用盐水(300mL)洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩。残余物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈白色固体状的9-(3-甲氧基苯基)-9H-1,9'-联咔唑(8.80g，33％产率)。
步骤2：在-78℃下将含1.0M三溴化硼的二氯甲烷(46.5mL，46.5mmol)缓慢添加到9-(3-甲氧基苯基)-9H-1,9'-联咔唑(17.0g，38.8mmol)于二氯甲烷(388mL)中的溶液中。将溶液温热到室温并搅拌过夜。然后将反应混合物用二氯甲烷(100mL)稀释，依次用饱和碳酸氢钠溶液(300mL)和饱和盐水(300mL)洗涤。然后将溶液经硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩。残余物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈白色固体状的3-(9H-[1,9'-联咔唑]-9-基)苯酚(14.1g，85％产率)。
步骤3：在室温下将N-苯基-双(三氟甲磺酰亚胺)(11.9g，33.2mmol)添加到3-(9H-[1,9'-联咔唑]-9-基)苯酚(14.1g，33.2mmol)于二氯甲烷(332mL)中的溶液。然后将三乙胺(4.63ml，33.2mmol)添加到溶液中并在室温下搅拌过夜。将反应混合物在减压下浓缩并溶解在二氯甲烷(100mL)中。将混合物依次用饱和氯化铵溶液(100mL)和饱和盐水(100mL)洗涤。有机层然后经硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩。残余物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈无色油状物的三氟甲磺酸3-(9H-[1,9'-联咔唑]-9-基)苯基酯(15.7g，84％产率)。
步骤4：将乙酸钾(4.34g，44.2mmol)添加到三氟甲磺酸3-(9H-[1,9'-联咔唑]-9-基)苯基酯(16.4g，29.5mmol)和双(频哪醇基)二硼(11.2g，44.2mmol)于二噁烷(327mL)中的溶液中，并将混合物用氮气鼓泡5分钟。添加[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(2.406g，2.95mmol)，并将反应加热到81℃过夜。将反应混合物冷却到室温并通过硅藻土垫过滤。减压浓缩滤液，然后残余物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈浅黄色固体状的9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)苯基)-9H-1,9'-联咔唑(11.3g，71.7％产率)。
步骤5：将碳酸钾(10.61g，77mmol)于水(49mL)中的溶液添加到中间物1(12.84g，28.8mmol)和9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)苯基)-9H-1,9'-联咔唑(10.26g，19.20mmol)于THF(164mL)中的混合物中，且溶液用氮气鼓泡5分钟。将四(三苯基膦)钯(0)(4.44g，3.84mmol)添加到混合物中。在72℃下加热过夜后，再添加碳酸钾(3.18g)、中间物1(3.85g)和四(三苯基膦)钯(0)(1.33g)到反应烧瓶中并在72℃下加热过夜。再添加碳酸钾(3.18g)、中间物1(3.85g)和四(三苯基膦)钯(0)(1.33g)，并在72℃下第三次加热过夜。将反应混合物冷却到室温并用水(50mL)和乙醇(50mL)稀释。固体从溶液中沉淀出来，通过过滤收集并用乙醇(100mL)洗涤，得到褐色固体。此固体依次用甲苯(100mL)、己烷(200mL)和乙醇(200mL)湿磨，得到呈白色固体状的9-(3-(4,6-二(9H-咔唑-9-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-1,9'-联咔唑(5.67g，36％产率)。
化合物H3的合成：
Figure BDA0004004108680000791
步骤1：在配备隔垫和搅拌棒的2L圆底烧瓶中，制备2-溴-3'-氯-1,1'-联苯(41g，153mmol)于乙醚(1080mL)中的溶液，并在氮气下搅拌几分钟。连接加料漏斗、隔膜和N2气球。然后将其冷却到-78℃。在15分钟内逐滴添加正丁基锂(64.4mL，161mmol，2.5M于己烷中)。将其在-78℃下搅拌2.5小时。经3分钟添加二氯二苯基硅烷(36.1g，143mmol)。将其在-78℃下搅拌30分钟。将反应混合物温热到室温并保持搅拌1.5小时。将反应混合物再冷却到-78℃。在20分钟内逐滴添加苯基锂(121mL，230mmol，1.9M于二丁基醚中)。将其搅拌并缓慢温热到室温过夜。缓慢添加300mL水以淬灭反应。然后添加300mL盐水并分离两相。水相另外用EtOAc(400mL)萃取。合并的有机物用300mL盐水洗涤并用MgSO4短暂干燥。将粗有机产物与另外一批物质合并，并通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈无色油状物的(3'-氯-[1,1'-联苯]-2-基)三苯基硅烷(61.4g，产率67％)。
步骤2：向配备隔膜和搅拌棒的2L圆底烧瓶中添加(3'-氯-[1,1'-联苯]-2-基)三苯基硅烷(48.6g，109mmol)、乙酸钾(21.34g，217mmol)、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-双(1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷)(34.5g，136mmol)、二环己基(2',4',6'-三异丙基-[1,1'-联苯]-2-基)磷烷(4.15g，8.70mmol)和DMF(1000mL)，并用氮气鼓泡20分钟。然后添加Pd2(dba)3(1.991g，2.174mmol)并用氮气鼓泡10分钟。附接新鲜的氮气气球。将反应混合物在95℃下剧烈搅拌2天。冷却到室温后，将反应混合物在冰浴中用5L水稀释。水相用4LEtOAc萃取。合并的有机物用盐水洗涤，用MgSO4短暂干燥，过滤并浓缩，得到粘性残余物。将残余物在庚烷(300mL)中湿磨过夜，得到黄色悬浮液。将悬浮液过滤并依次用60mL庚烷和60mL戊烷冲洗，然后在空气中干燥，得到呈白色固体状的三苯基(3'-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)-[1,1'-联苯]-2-基)硅烷(44.5g，76％产率)。
步骤3：9,9'-(6-氯-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)(8.28g，18.57mmol)于THF(180mL)和水(36mL)中的溶液用N2鼓泡30分钟。添加三苯基(3'-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)-[1,1'-联苯]-2-基)硅烷(10g，18.57mmol)、K2CO3(5.13g，37.1mmol)和Pd(PPh3)4(1.073g，0.928mmol)，并将混合物用N2鼓泡5分钟。固定新鲜的N2气球。将混合物在65℃下加热过夜。添加200mL水和150mL EtOAc，且分离两层。水相另外用150ml EtOAc萃取。将合并的有机物用MgSO4短暂干燥，过滤并在真空下浓缩。产物通过柱色谱纯化，用二氯甲烷和己烷洗脱，得到呈白色固体状的9,9'-(6-(2'-(三苯基硅烷基)-[1,1'-联苯]-3-基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)(化合物H3)(8.25g，59％产率)。
化合物H1、化合物H2和化合物H3的最低三重态能量均由77K的磷光发射光谱测量。T1是从2-MeTHF中的冷冻样品在77K的门控发射开始获得的，在峰值最大值的20％处获取。门控发射光谱是在Horiba Fluorolog-3荧光分光光度计上收集的，所述荧光分光光度计配备有闪光延迟为10毫秒和收集窗口为50毫秒的氙闪光灯。所有样品都在300nm下激发。表1所示的测量的三重态能量均在411到414nm的范围内，这与咔唑相似。这些高三重态能量使所有这些化合物都非常适合作为深蓝色OLED的主体。
表1：化合物的三重态能量
化合物 T1起始(nm)
化合物H1 414nm
化合物H2 412nm
化合物H3 411nm
使用化合物H1作为主体材料制造OLED装置。装置结果如表2所示，其中EQE和电压取自10mA/cm2，且寿命(LT90)是在20mA/cm2的恒定电流密度下亮度降低到初始亮度的90％的时间。
Figure BDA0004004108680000811
Figure BDA0004004108680000821
OLED在薄膜电阻为15Ω/sq的预涂有氧化铟锡(ITO)层的玻璃衬底上生长。在任何有机层沉积或涂布之前，衬底用溶剂脱脂，然后用氧等离子体在100毫托下用50W处理1.5分钟，并用紫外线臭氧处理5分钟。所述装置是在高真空(<10-6托)中通过热蒸发制造的。阳极电极是
Figure BDA0004004108680000823
的氧化铟锡(ITO)。所有装置在制造后立即在氮气手套箱(<1ppm的H2O和O2)中用环氧树脂密封的玻璃盖封装，并在封装内添加吸湿剂。掺杂百分比以体积百分比计。
表2中所示的装置具有有机层，所述有机层从ITO表面起依次由以下组成：
Figure BDA0004004108680000824
的化合物1(HIL)；
Figure BDA0004004108680000825
的化合物2(HTL)；
Figure BDA0004004108680000826
的化合物3(EBL)；
Figure BDA0004004108680000827
的化合物4，掺杂了23％的Ehost和12％的BD1；
Figure BDA0004004108680000828
的Ehost(BL)；
Figure BDA0004004108680000829
的化合物5，掺杂了35％的化合物6(ETL)；
Figure BDA00040041086800008210
的化合物5(EIL)；然后是
Figure BDA00040041086800008211
的Al(阴极)。具有化合物H1(实例1)或化合物H4(比较1)作为Ehost的装置的装置性能如表2所示。装置实例1的电压、EQE和LT90是相对于比较1的值报告的。
表2：装置数据
Figure BDA0004004108680000822
上述数据显示，装置实例1比具有化合物H4的装置表现出更长的寿命。实例1的40％更长的寿命超出了可归因于实验误差的任何值，并且观察到的改进是显著的。基于所述装置具有相同的结构并且Ehost具有相似的结构，唯一的区别是四苯基硅烷被四亚苯基取代，因此在上述数据中观察到的显著性能改进是出乎意料的。在电压、EQE或颜色没有显著变化的情况下实现了更长的寿命。不受任何理论的束缚，这种改进可归因于与四苯基硅烷基团相比大体积基团的稳定性增强。

Claims (15)

1.一种化合物，其包含第一部分和第二部分；
其中所述第一部分包含接合到三价氮原子的氮杂苯，所述三价氮原子是至少三环杂芳环系统的一部分；
其中所述第二部分具有大于或等于0.4的球度；
其中所述第二部分具有大于或等于250g/mol的分子量。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述第二部分不是四苯基甲基、四苯基硅烷基或四苯基锗烷基。
3.一种化合物，其包含第一部分和第二部分，其中所述第一部分具有式I：
Figure FDA0004004108670000011
其中X1、X2和X3各自独立地是C或N；
其中X1、X2和X3中的至少一个是N；
其中RA和RB各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1和R2各自独立地是选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含选自式II、III、IV、V、VI和VII的第二部分：
Figure FDA0004004108670000021
Figure FDA0004004108670000031
其中环A、B和D各自独立地是5元或6元碳环或杂环；
其中各X5-X82和X201-X216独立地是C或N；
其中Z1到Z4和YE各自独立地是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中X选自由以下组成的群组：O、S和CRR'；
其中W1和W2各自独立地选自由以下组成的群组：O、S、Se、CRR'、SiRR'和GeRR'；
其中ZA独立地是C、Si或Ge；
其中各RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中R、R'、RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环，其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环；
其中如果所述化合物具有式VIII的结构
Figure FDA0004004108670000041
其中R11、R12、R13和R14各自选自由以下组成的群组：芳基、杂芳基和其组合，则R5是H或D；
其限制条件是
(i)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则X8和X9、或X12和X13、或X16和X17、或X20和X5中的任一者均不通过氮连接形成吡咯环；
(ii)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则经由其氮原子直接连接到式(I)的中心氮杂苯部分的苯并咪唑部分不与所述根据式IV的部分的6元芳香族碳环共用其6元芳香族碳环中的一个。
4.根据权利要求3所述的化合物，其中所述第二部分具有大于或等于0.4的球度，并且其中所述第二部分具有大于或等于250g/mol的分子量。
5.根据权利要求3所述的化合物，其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式II的所述第二部分，且其中环A或环B是6元碳环，或其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式III的所述第二部分，且其中环D是6元碳环，或其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含式IV的所述第二部分，并且其中除了将所述式IV的部分连接到所述式I的结构的一者之外，所有RE-RH均是氢。
6.根据权利要求3所述的化合物，其中X1、X2和X3中的至少两个是N。
7.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物具有式IX
Figure FDA0004004108670000051
其中环C是5元或6元碳环或杂环；
其中X4是N或C；且
其中X1、X2和RA如上文所定义。
8.根据权利要求3所述的化合物，其中R1、R2、RA、RB中的至少一个包含选自由以下组成的群组的部分：
Figure FDA0004004108670000052
Figure FDA0004004108670000061
9.根据权利要求4所述的化合物，其不是
Figure FDA0004004108670000062
10.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure FDA0004004108670000071
Figure FDA0004004108670000081
Figure FDA0004004108670000091
Figure FDA0004004108670000101
Figure FDA0004004108670000111
其中各X83-X224独立地是C或N；
其中LA1是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中各RCC、RR、RS和RT表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中RCC、RR、RS和RT各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环，其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环。
11.根据权利要求10所述的化合物，其中LA1选自由以下组成的群组：直接键、苯基、吡啶、嘧啶、三嗪、咔唑和苯并[d]苯并[4,5]咪唑并[1,2-a]咪唑(bimbim)，或其中X4到X224中的至少一个是N。
12.根据权利要求10所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure FDA0004004108670000121
Figure FDA0004004108670000131
Figure FDA0004004108670000141
Figure FDA0004004108670000151
其中o是1到17的整数且p和q各自独立地是1到135的整数，且l和k各自独立地是1到27的整数，且
其中R1到R135定义如下：
Figure FDA0004004108670000161
Figure FDA0004004108670000171
Figure FDA0004004108670000181
Figure FDA0004004108670000191
Figure FDA0004004108670000201
Figure FDA0004004108670000211
Figure FDA0004004108670000221
其中Ar1到Ar27定义如下：
Figure FDA0004004108670000222
Figure FDA0004004108670000231
Figure FDA0004004108670000241
13.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的群组：
Figure FDA0004004108670000242
Figure FDA0004004108670000251
Figure FDA0004004108670000261
Figure FDA0004004108670000271
Figure FDA0004004108670000281
Figure FDA0004004108670000291
Figure FDA0004004108670000301
14.一种有机发光装置OLED，其包含：
阳极；
阴极；和
安置于所述阳极和所述阴极之间的有机层，
其中所述有机层包含有包含第一部分和第二部分的化合物，其中所述第一部分具有式I：
Figure FDA0004004108670000302
其中X1、X2和X3各自独立地是C或N；
其中X1、X2和X3中的至少一个是N；
其中RA和RB各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1和R2各自独立地是选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中R1、R2、RA和RB中的至少一个包含选自式II、III、IV、V、VI和VII的第二部分：
Figure FDA0004004108670000311
Figure FDA0004004108670000321
其中环A、B和D各自独立地是5元或6元碳环或杂环；
其中各X5-X82和X201-X216独立地是C或N；
其中Z1到Z4和YE各自独立地是直接键或选自由以下组成的群组：O、S、Se、NR、BR、BRR'、PR、CR、C＝X、CRR'、SO、SO2、SiRR'、GeRR'、P(O)R、芳基、杂芳基、烷基、杂环烷基和环烷基；
其中X选自由以下组成的群组：O、S和CRR'；
其中W1和W2各自独立地选自由以下组成的群组：O、S、Se、CRR'、SiRR'和GeRR'；
其中ZA独立地是C、Si或Ge；
其中各RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX表示单取代到最大量的取代或无取代；
其中R、R'、RAA、RBB、RC、RD、RE、RF、RG、RH、RI、RJ、RK、RL、RM、RN、RO、RP、RQ、RU、RV、RW和RX各自独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、硼基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、锗烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸、醚、酯、腈、异腈、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基、硒基和其组合；
其中任何两个取代基可以接合或稠合以形成环，其限制条件是RN、RO、RP和RQ中的任一者均不接合在一起形成环；
其中如果所述化合物具有式VIII的结构
Figure FDA0004004108670000331
其中R11、R12、R13和R14各自选自由以下组成的群组：芳基、杂芳基和其组合，则R5是H或D；
其限制条件是
(i)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则X8和X9、或X12和X13、或X16和X17、或X20和X5中的任一者均不通过氮连接形成吡咯环；
(ii)如果所述化合物包含根据式IV的部分，并且Z1-Z4全部是直接键，则经由其氮原子直接连接到式(I)的中心氮杂苯部分的苯并咪唑部分不与所述根据式IV的部分的6元芳香族碳环共用其6元芳香族碳环中的一个。
15.一种消费型产品，其包含有机发光装置OLED，所述OLED包含：
阳极；
阴极；和
安置于所述阳极和所述阴极之间的有机层，
其中所述有机层包含根据权利要求3所述的化合物。
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