TW202146401A - 雜環化合物、包含其的有機發光裝置及其製造方法以及用於有機發光裝置的有機層的組成物 - Google Patents

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Abstract

本說明書是關於一種由化學式1表示的雜環化合物、一種包含其的有機發光裝置、一種其製造方法以及一種用於有機材料層的組成物。

Description

雜環化合物、包含其的有機發光裝置及其製造方法以及用於有機發光裝置的有機層的組成物
本說明書是關於一種雜環化合物、一種包含其的有機發光裝置、一種其製造方法以及一種用於有機材料層的組成物。
本說明書主張2020年4月21日向韓國智慧財產局（Korean Intellectual Property Office）申請的韓國專利申請案第10-2020-0048060號的優先權及權益，所述申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
電致發光裝置為自發光顯示裝置的一種類型，且具有優勢，所述優勢為具有廣視角及較快回應速度且具有極佳對比度。
有機發光裝置具有在兩個電極之間安置有機薄膜的結構。當將電壓施加至具有此類結構的有機發光裝置時，自兩個電極注入的電子及電洞在有機薄膜中結合且配對，且在所述電子及電洞湮滅時發光。視需要，有機薄膜可以單層或多層的形式形成。
視需要，有機薄膜的材料可具有發光功能。舉例而言，可單獨使用能夠形成發光層本身的化合物，或亦可使用能夠起到主體-摻雜劑類發光層的主體或摻雜劑作用的化合物作為有機薄膜的材料。另外，亦可使用能夠起到電洞注入、電洞傳輸、電子阻擋、電洞阻擋、電子傳輸、電子注入以及類似作用的化合物作為有機薄膜的材料。
有機薄膜材料的發展已不斷要求增強有機發光裝置的效能、使用壽命或效率。
[技術問題]
本揭露內容是關於提供一種雜環化合物、一種包含其的有機發光裝置、一種其製造方法以及一種用於有機材料層的組成物。
[技術解決方案]
本申請案的一個實施例提供一種由以下化學式1表示的雜環化合物。 [化學式1]
Figure 02_image001
在化學式1中， Ar1至Ar4彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， L1為直接鍵；經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基， Z1是由以下所組成的族群中選出：鹵素；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C10至C60芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基；-p(=O)RR'；-SiRR'R"；以及經取代或未經取代的胺基， 當Z1為經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基時，L1為經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基， R、R'以及R"彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， a為1至4的整數， b為1至6的整數，且 當a及b各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
另外，本申請案的一個實施例提供一種有機發光裝置，包含：第一電極；第二電極，與第一電極相對設置；以及一或多個有機材料層，設置於第一電極與第二電極之間，其中有機材料層的一或多個層包含由化學式1表示的雜環化合物。
另外，在本申請案的一個實施例中提供的有機發光裝置中，包含化學式1的雜環化合物的有機材料層更包含由以下化學式2表示的雜環化合物。 [化學式2]
Figure 02_image003
在化學式2中， Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C2至C60烯基；經取代或未經取代的C2至C60炔基；經取代或未經取代的C1至C60烷氧基；經取代或未經取代的C3至C60環烷基；經取代或未經取代的C2至C60雜環烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；經取代或未經取代的C2至C60雜芳基；-Si(R10)(R11)(R12)；-P(=O)(R10)(R11)；以及經取代或未經取代的胺基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環， R10、R11以及R12彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， Ra與Rb彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， r及s各自為0至7的整數，且 當r及s各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
另外，本申請案的另一實施例提供一種用於有機發光裝置的有機材料層的組成物，所述組成物包含由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物。
最後，本申請案的一個實施例提供一種製造有機發光裝置的方法，所述方法包含：製備基底；在基底上形成第一電極；在第一電極上形成一或多個有機材料層；以及在有機材料層上形成第二電極，其中形成有機材料層包含使用根據本申請案的一個實施例的用於有機材料層的組成物形成一或多個有機材料層。
[有利效應]
本說明書中所描述的化合物可用作有機發光裝置的有機材料層的材料。在有機發光裝置中，化合物能夠起到電洞注入材料、電洞傳輸材料、發光材料、電子傳輸材料、電子注入材料或類似材料的作用。特定言之，化合物可用作有機發光裝置的發光層材料。
具體言之，化合物可單獨用作發光材料，或用作發光層的主體材料或摻雜劑材料。在有機材料層中使用由化學式1表示的化合物可降低驅動電壓，增強光效率，且藉由化合物的熱穩定性來增強裝置的使用壽命特性。
另外，藉由具有-(L1)a-(Z1)b的取代基的由化學式1表示的雜環化合物，LUMO軌域足夠長地非定域至作為核心結構的三嗪基，且有效地穩定-(L1)a-(Z1)b的取代基及電子，且因此，包含所述雜環化合物的有機發光裝置具有優良的使用壽命特性的特性。
特定言之，由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物可同時用作有機發光裝置的發光層的材料。在此情況下，可降低裝置的驅動電壓，可增強光效率，且可藉由化合物的熱穩定性來增強裝置的使用壽命特性。
在下文中，將詳細地描述本申請案。
在本說明書中，術語「取代」意謂鍵結至化合物的碳原子的氫原子變成另一取代基，且只要取代位置為氫原子經取代的位置，亦即，取代基可取代的位置即可，則取代位置不受限制，且當兩個或大於兩個取代基取代時，所述兩個或大於兩個取代基可彼此相同或不同。
在本說明書中，「經取代或未經取代的」意謂經一或多個由以下所組成的族群中選出的取代基取代：C1至C60直鏈或分支鏈烷基；C2至C60直鏈或分支鏈烯基；C2至C60直鏈或分支鏈炔基；C3至C60單環或多環環烷基；C2至C60單環或多環雜環烷基；C6至C60單環或多環芳基；C2至C60單環或多環雜芳基；-SiRR'R"；-P(=O)RR'；C1至C20烷基胺；C6至C60單環或多環芳基胺；以及C2至C60單環或多環雜芳基胺，或未經取代，或經連接兩個或大於兩個由上文所示出的取代基中選出的取代基的取代基取代，或未經取代，以及 R、R'以及R"彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在本說明書中，「經取代或未經取代的」意謂經一或多個由以下組成的族群中選出的取代基取代：氘；鹵素；氰基；C1至C60直鏈或分支鏈烷基；C2至C60直鏈或分支鏈烯基；C2至C60直鏈或分支鏈炔基；C3至C60單環或多環環烷基；C2至C60單環或多環雜環烷基；C6至C60單環或多環芳基；C2至C60單環或多環雜芳基；-SiRR'R"；-P(=O)RR'；C1至C20烷基胺；C6至C60單環或多環芳基胺；以及C2至C60單環或多環雜芳基胺，或未經取代，或經連接兩個或大於兩個由上文所示出的取代基中選出的取代基的取代基取代，或未經取代，以及 R、R'以及R"彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在本說明書中，「質子數」意謂特定化合物可具有的取代基的數目，且具體言之，質子數可意謂氫的數目。舉例而言，未經取代的苯中的質子數可表達為5個，未經取代的萘基中的質子數可表達為7個，經苯基取代的萘基中的質子數可表達為6個，且未經取代的聯苯基中的質子數可表達為9個。
在本說明書中，「化學式或化合物結構中未指示取代基的情況」意謂氫原子鍵結至碳原子。然而，由於氘（2 H）為氫的同位素，因此一些氫原子可為氘。
在本申請案的一個實施例中，「化學式或化合物結構中未指示取代基的情況」可意謂可出現取代基的位置可全部為氫或氘。換言之，由於氘為氫的同位素，因此一些氫原子可為作為同位素的氘，且在本文中，氘的含量可為0%至100%。
在本申請案的一個實施例中，在「化學式或化合物結構中未指示取代基的情況」中，當未明確地排除氘（諸如氘含量為0%，氫含量為100%或取代基全部為氫）時，氫及氘可混合在化合物中。
在本申請案的一個實施例中，氘為氫的同位素中的一者，為具有由一個質子及一個中子形成的氘核作為原子核的元素，且可表達為氫-2，且元素符號亦可寫作D或2 H。
在本申請案的一個實施例中，同位素意謂具有相同原子數（Z）但具有不同質量數（A）的原子，且亦可解釋為具有相同質子數但具有不同中子數的元素。
在本申請案的一個實施例中，當將基礎化合物可具有的取代基的總數定義為T1且將此等當中的特定取代基的數目定義為T2時，可將特定取代基的含量T%的含義定義為T2/T1×100=T%。
換言之，在一個實例中，在由
Figure 02_image005
表示的苯基中具有20%的氘含量意謂苯基可具有的取代基的總數為5（式中的T1），且此等當中的氘的數目為1（式中的T2）。換言之，在苯基中具有20%的氘含量可由以下結構式表示。
Figure 02_image007
另外，在本申請案的一個實施例中，「具有0%的氘含量的苯基」可意謂不包含氘原子的苯基，亦即，具有5個氫原子的苯基。
在本說明書中，鹵素可為氟、氯、溴或碘。
在本說明書中，烷基包含具有1至60個碳原子的直鏈或分支鏈，且可進一步經其他取代基取代。烷基的碳原子數可為1至60，具體言之1至40，且更具體言之1至20。其具體實例可包含甲基、乙基、丙基、正丙基、異丙基、丁基、正丁基、異丁基、三級丁基、二級丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、異戊基、新戊基、三級戊基、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、環戊基甲基、環己基甲基、辛基、正辛基、三級辛基、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、異己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，烯基包含具有2至60個碳原子的直鏈或分支鏈，且可進一步經其他取代基取代。烯基的碳原子數可為2至60，具體言之2至40，且更具體言之2至20。其具體實例可包含乙烯基、1-丙烯基、異丙烯基、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-雙(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、芪基（stilbenyl group）、苯乙烯基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，炔基包含具有2個至60個碳原子的直鏈或分支鏈，且可進一步經其他取代基取代。炔基的碳原子數可為2至60，具體言之2至40，且更具體言之2至20。
在本說明書中，烷氧基可為直鏈、分支鏈或環狀的。烷氧基的碳原子數不受特定限制，但較佳為1至20。其具體實例可包含甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、三級丁氧基、二級丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、異戊氧基、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、苯甲氧基、對甲基苯甲氧基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，環烷基包含具有3至60個碳原子的單環或多環，且可進一步經其他取代基取代。在本文中，多環意謂其中環烷基直接鍵結至其他環狀基團或與其他環狀基團稠合的基團。在本文中，其他環狀基團可為環烷基，但亦可為不同類型的環狀基團，諸如雜環烷基、芳基以及雜芳基。環烷基的碳基數可為3至60，具體言之3至40，且更具體言之5至20。其具體實例可包含環丙基、環丁基、環戊基、3-甲基環戊基、2,3-二甲基環戊基、環己基、3-甲基環己基、4-甲基環己基、2,3-二甲基環己基、3,4,5-三甲基環己基、4-三級丁基環己基、環庚基、環辛基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，雜環烷基包含O、S、Se、N或Si作為雜原子，包含具有2至60個碳原子的單環或多環，且可進一步經其他取代基取代。在本文中，多環意謂其中雜環烷基直接鍵結至其他環狀基團或與其他環狀基團稠合的基團。在本文中，其他環狀基團可為雜環烷基，但亦可為不同類型的環狀基團，諸如環烷基、芳基以及雜芳基。雜環烷基的碳原子數可為2至60，具體言之2至40，且更具體言之3至20。
在本說明書中，芳基包含具有6至60個碳原子的單環或多環，且可進一步經其他取代基取代。在本文中，多環意謂其中芳基直接鍵結至其他環狀基團或與其他環狀基團稠合的基團。在本文中，其他環狀基團可為芳基，但亦可為不同類型的環狀基團，諸如環烷基、雜環烷基以及雜芳基。芳基包含螺環基團。芳基的碳原子數可為6至60，具體言之6至40，且更具體言之6至25。其具體實例可包含苯基、聯苯基、聯三苯基、聯四苯基、聯五苯基、萘基（naphthyl group）、蒽基（anthryl group）、屈基（chrysenyl group）、菲基（phenanthrenyl group）、苝基（perylenyl group）、芴蒽基（fluoranthenyl group）、聯伸三苯基（triphenylenyl group）、萉基（phenalenyl group）、芘基（pyrenyl group）、稠四苯基、稠五苯基、芴基（fluorenyl group）、茚基（indenyl group）、苊基（acenaphthylenyl）、苯并芴基、螺聯芴基、2,3-二氫-1H-茚基、其稠環以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，氧化膦基由-P(=O)R101 R102 表示，且R101 與R102 彼此相同或不同，且可各自獨立地為由以下中的至少一者形成的取代基：氫；氘；鹵素基團；烷基；烯基；烷氧基；環烷基；芳基；以及雜環基。具體言之，氧化膦基可經芳基取代，且可使用上文所描述的實例作為芳基。氧化膦基的實例可包含氧化二苯基膦基、氧化二萘基膦基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，矽基為包含Si原子作為基團直接連接的Si的取代基，且由-SiR104 R105 R106 表示。R104 至R106 彼此相同或不同，且可各自獨立地為由以下中的至少一者形成的取代基：氫；氘；鹵素基團；烷基；烯基；烷氧基；環烷基；芳基；以及雜環基。矽基的具體實例可包含三甲基矽基、三乙基矽基、三級丁基二甲基矽基、乙烯基二甲基矽基、丙基二甲基矽基、三苯基矽基、二苯基矽基、苯基矽基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，芴基可經取代，且相鄰取代基可彼此鍵結以形成環。
當芴基經取代時，可包含
Figure 02_image009
、
Figure 02_image011
、
Figure 02_image013
、
Figure 02_image015
、
Figure 02_image017
、
Figure 02_image019
以及類似基團，然而，所述結構不限於此。
在本說明書中，雜芳基包含O、S、Se、N或Si作為雜原子，包含具有2至60個碳原子的單環或多環雜芳基，且可進一步經其他取代基取代。在本文中，多環意謂其中雜芳基直接鍵結至其他環狀基團或與其他環狀基團稠合的基團。在本文中，其他環狀基團可為雜芳基，但亦可為不同類型的環狀基團，諸如環烷基、雜環烷基以及芳基。雜芳基的碳原子數可為2至60，具體言之2至40，且更具體言之3至25。其具體實例可包含吡啶基、吡咯基、嘧啶基、噠嗪基、呋喃基、噻吩基（thiophene group）、咪唑基、吡唑基、噁唑基、異噁唑基、噻唑基、異噻唑基、三唑基、呋呫基（furazanyl group）、噁二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、哌喃基、硫代哌喃基、二嗪基、噁嗪基、噻嗪基、二氧炔基（dioxynyl group）、三嗪基、四嗪基、喹啉基、異喹啉基、喹唑啉基、異喹唑啉基、喹嗪啉基、萘啶基、吖啶基（acridinyl group）、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、苯并噁唑基、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（carbazolyl group）、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、啡嗪基（phenazinyl group）、二苯并噻咯基（dibenzosilole group）、螺二(二苯并噻咯)、二氫啡嗪基、啡噁嗪基、菲啶基（phenanthridyl group）、咪唑并吡啶基、噻吩基（thienyl group）、吲哚并[2,3-a]咔唑基、吲哚并[2,3-b]咔唑基、吲哚啉基、10,11-二氫-二苯并[b,f]氮呯基、9,10-二氫吖啶基、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、5,10-二氫苯并[b,e][1,4]氮雜矽啉基、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、5,11-二氫茚并[1,2-b]咔唑基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，胺基由-NR107 R108 表示，且R107 與R108 彼此相同或不同，且可各自獨立地為由以下中的至少一者形成的取代基：氫；氘；鹵素基團；烷基；烯基；烷氧基；環烷基；芳基；以及雜環基。胺基可由以下所組成的族群中選出：-NH2 ；單烷基胺基；單芳基胺基；單雜芳基胺基；二烷基胺基；二芳基胺基；二雜芳基胺基；烷基芳基胺基；烷基雜芳基胺基；以及芳基雜芳基胺基，且儘管不受其特定限制，但碳原子數較佳為1至30。其具體實例可包含甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、苯胺基、萘胺基（naphthylamine group）、聯苯胺基、二聯苯胺基、蒽胺基（anthracenylamine group）、9-甲基-蒽胺基、二苯胺基、苯基萘胺基（phenylnaphthylamine group）、二甲苯胺基（ditolylamine group）、苯基甲苯胺基（phenyltolylamine group）、三苯胺基、聯苯萘胺基、苯基聯苯胺基、聯苯芴胺基、苯基聯伸三苯基胺基、聯苯基聯伸三苯基胺基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，伸芳基意謂具有兩個鍵結位點的伸芳基，亦即二價基團。除各自為二價基團的彼等基團以外，上文所提供的關於芳基的描述可應用於此。另外，伸雜芳基意謂具有兩個鍵結位點的雜芳基，亦即二價基團。除各自為二價基團的彼等基團以外，上文所提供的關於雜芳基的描述可應用於此。
在本說明書中，「相鄰」基團可意謂取代直接連接至由對應取代基取代的原子的原子的取代基、空間位置最接近對應取代基的取代基，或取代由對應取代基取代的原子的另一取代基。舉例而言，取代苯環中的鄰位的兩個取代基以及取代脂族環中的同一碳的兩個取代基可解譯為彼此「相鄰」的基團。
本申請案的一個實施例提供一種由化學式1表示的雜環化合物。
當Z1在化學式1中為經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基時，L1可為經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基。
換言之，當Z1在化學式1中為經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基時，其經由連接基團（L1）連接，且經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基可為聯苯基或芘基。
在本申請案中，當屬於經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基的芘基直接鍵結至三嗪基時，自綠色摻雜劑發射的光能（約2.4電子伏特）由於低的T1 能級（三重態中的能級值）而被再次吸收，且因此裝置效率及使用壽命可降低。因此，在本申請案中，裝置效率及使用壽命可增加，此是由於經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基經由連接基團（L1）連接至三嗪。
換言之，當Z1在化學式1中為聯苯基或芘基時，L1可為經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，化學式1可由以下化學式3至化學式8中的任一者表示。 [化學式3]
Figure 02_image021
[化學式4]
Figure 02_image023
[化學式5]
Figure 02_image025
[化學式6]
Figure 02_image027
[化學式7]
Figure 02_image029
[化學式8]
Figure 02_image031
在化學式3至化學式8中， Ar1至Ar4、L1以及a具有與化學式1中相同的定義， X為O；S；或C(R21)(R22)， R1至R5彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， R6至R9彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基， Z11為-P(=O)RR'；-SiRR'R"；或經取代或未經取代的胺基， Z12與Z13彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基， R、R'以及R"具有與化學式1中相同的定義， R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環， a1至d1各自為1至4的整數， e1為1至5的整數， 當a1至e1各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同， r1及r2各自為0或1的整數，且 r1+r2＜2。
特定言之，如在化學式3至化學式8中，根據本申請案的雜環化合物具有足夠長的取代基或具有大分子量的取代基，此可有效地穩定電子，此是由於LUMO自三嗪核心非定域至取代基，且因此，包含所述雜環化合物的有機發光裝置具有優良的使用壽命特性。
另外，偶極矩視作為核心結構的三嗪的末端取代基的類型而不同，且可調節分子遷移率。此允許視裝置的電荷平衡而定來選擇適當的三嗪末端取代基且允許視末端取代基而定藉由影響分子剛度來調整昇華溫度，且因此，包含所述雜環化合物的有機發光裝置具有優良的使用壽命特性。換言之，過高的昇華溫度造成分子昇華之前的分子劣變，此抑制裝置的效率及使用壽命。
在本申請案的一個實施例中，化學式1可由以下化學式9至化學式14中的任一者表示。 [化學式9]
Figure 02_image033
[化學式10]
Figure 02_image035
[化學式11]
Figure 02_image037
[化學式12]
Figure 02_image039
[化學式13]
Figure 02_image041
[化學式14]
Figure 02_image043
在化學式9至化學式14中， L1、Z1、a以及b具有與化學式1中相同的定義，以及 Ar11至Ar14彼此相同或不同，且各自獨立地為氘；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；氘；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；氘；經取代或未經取代的C1至C40烷基；經取代或未經取代的C6至C40芳基；或經取代或未經取代的C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；或經取代或未經取代的C6至C40芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；或經取代或未經取代的C6至C20芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；氘；或經取代或未經取代的C6至C20單環或多環芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；氘；或經取代或未經取代的C6至C20單環芳基。
在另一實施例中，Ar1至Ar4彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；氘；或苯基。
在本申請案的一個實施例中，Ar11至Ar14彼此相同或不同，且可各獨立地為氘；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，Ar11至Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為氘；或經取代或未經取代的C6至C60芳基。
在另一實施例中，Ar11至Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為氘；或經取代或未經取代的C6至C20單環芳基。
在另一實施例中，Ar11至Ar14可為氘；或苯基。
在本申請案的一個實施例中，L1可為直接鍵；經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；經取代或未經取代的C6至C40伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C40伸雜芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；C6至C40伸芳基；或C2至C40伸雜芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；或C6至C40伸芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；或C6至C40單環或多環伸芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；伸苯基；或聯伸二苯基。
在本申請案的一個實施例中，Z1可由以下所組成的族群中選出：鹵素；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C10至C60芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基；P(=O)RR'；-SiRR'R"；以及經取代或未經取代的胺基。
在另一實施例中，Z1可由以下所組成的族群中選出：經取代或未經取代的C10至C60芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基；以及-SiRR'R"。
在另一實施例中，Z1可由以下所組成的族群中選出：經取代或未經取代的C10至C40芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C40雜芳基；以及-SiRR'R"。
在另一實施例中，Z1可由以下所組成的族群中選出：未經取代或經C1至C20烷基或C6至C20芳基取代的C10至C40芳基；包含O或S作為雜原子的C2至C40雜芳基；以及-SiRR'R"。
在另一實施例中，Z1可為聯苯基；未經取代或經C6至C20芳基取代的聯三苯基；未經取代或經C6至C20芳基取代的聯四苯基；聯五苯基；二甲基芴基；二苯基芴基；螺聯芴基；聯伸三苯基；二苯并呋喃基；二苯并噻吩基；或-SiRR'R"。
在另一實施例中，Z1可為聯苯基；聯三苯基；二甲基芴基；二苯基芴基；螺聯芴基；聯伸三苯基；二苯并呋喃基；二苯并噻吩基；或-SiRR'R"。
在本申請案的一個實施例中，X可為O。
在本申請案的一個實施例中，X可為S。
在本申請案的一個實施例中，X可為C(R21)(R22)。
在本申請案的一個實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；或經取代或未經取代的C6至C60芳基。
在另一實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；或經取代或未經取代的C6至C40芳基。
在另一實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；或經取代或未經取代的C6至C20芳基。
在另一實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；或C6至C20芳基。
在另一實施例中，R1至R5彼此相同或不同，且可各自獨立地為氫；或聯苯基。
在另一實施例中，化學式3的R3可為氫。
在另一實施例中，化學式4的R4可為氫。
在本申請案的一個實施例中，R6至R9彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，R6至R9彼此相同或不同，且可各獨立地為氫；經取代或未經取代的C1至C40烷基；經取代或未經取代的C6至C40芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，R6至R9可為氫。
在本申請案的一個實施例中，Z11可為-P(=O)RR'；-SiRR'R"；或經取代或未經取代的胺基。
在另一實施例中，Z11可為-SiRR'R"。
在本申請案的一個實施例中，R、R'以及R"彼此相同或不同，且可各獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，R、R'以及R"彼此相同或不同，且可各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；或經取代或未經取代的C6至C60芳基。
在另一實施例中，R、R'以及R"彼此相同或不同，且可各自獨立地為C1至C60烷基；或C6至C60芳基。
在另一實施例中，R、R'以及R"彼此相同或不同，且可各自獨立地為甲基；或苯基。
在另一實施例中，R、R'以及R"可為苯基。
在本申請案的一個實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環。
在另一實施例中，R21與R22與彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C40烷基；或經取代或未經取代的C6至C40芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C40芳族烴環。
在另一實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C10烷基；或經取代或未經取代的C6至C20芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C30芳族烴環。
在另一實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為C1至C10烷基；或C6至C20芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結以形成C6至C30芳族烴環。
在另一實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為甲基；或苯基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結以形成芴環。
在本申請案的一個實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基，或R21及R22可彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環。
在另一實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C10烷基；或經取代或未經取代的C6至C20芳基，或R21及R22可彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C30芳族烴環。
在另一實施例中，R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為甲基；或苯基，或R21及R22可彼此鍵結以形成芴環。
在本申請案的一個實施例中所提供的雜環化合物中，化學式1可由以下化合物的任一者表示。
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另外，藉由將各種取代基引入至化學式1的結構，可合成具有所引入取代基的獨特特性的化合物。舉例而言，藉由將通常用作用於製造有機發光裝置的電洞注入層材料、電洞傳輸層材料、發光層材料、電子傳輸層材料以及電荷產生層材料的取代基引入至核心結構，可合成滿足各有機材料層所需條件的材料。
另外，藉由將各種取代基引入至化學式1的結構，可精細控制能帶隙，且同時，增強在有機材料之間的界面處的特性，且材料應用可變得多樣化。
同時，化合物具有高玻璃轉化溫度（Tg），且具有極佳的熱穩定性。熱穩定性的此類提高成為向裝置提供驅動穩定性的重要因素。
另外，本申請案的一個實施例提供一種有機發光裝置，包含：第一電極；第二電極，與第一電極相對設置；以及一或多個有機材料層，設置於第一電極與第二電極之間，其中有機材料層的一或多個層包含由化學式1表示的雜環化合物。
根據本說明書的一個實施例，第一電極可為陽極，且第二電極可為陰極。
在另一實施例中，第一電極可為陰極，且第二電極可為陽極。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為藍色有機發光裝置，且由化學式1表示的雜環化合物可用作藍色有機發光裝置的材料。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為綠色有機發光裝置，且由化學式1表示的雜環化合物可用作綠色有機發光裝置的材料。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為紅色有機發光裝置，且由化學式1表示的雜環化合物可用作紅色有機發光裝置的材料。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為藍色有機發光裝置，且由化學式1表示的雜環化合物可用作藍色有機發光裝置的發光層材料。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為綠色有機發光裝置，且由化學式1表示的雜環化合物可用作綠色有機發光裝置的發光層材料。
在本申請案的一個實施例中，有機發光裝置可為紅色有機發光裝置，且根據化學式1的雜環化合物可用作紅色有機發光裝置的發光層材料。
由化學式1表示的雜環化合物的具體細節與上文所提供的描述相同。
除使用上文所描述的雜環化合物形成一或多個有機材料層以外，可使用常用有機發光裝置製造方法及材料來製造本揭露內容的有機發光裝置。
當製造有機發光裝置時，雜環化合物可經由溶液塗佈法以及真空沈積法形成為有機材料層。在本文中，溶液塗佈法意謂旋塗、浸塗、噴墨印刷、網板印刷、噴霧法、滾塗法以及類似方法，但不限於此。
本揭露內容的有機發光裝置的有機材料層可形成於單層結構中，或亦可形成於其中兩個或大於兩個有機材料層經層壓的多層結構中。舉例而言，根據本揭露內容的一個實施例的有機發光裝置可具有包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層以及類似者作為有機材料層的結構。然而，有機發光裝置的結構不限於此，且可包含少量有機材料層。
在本揭露內容的有機發光裝置中，有機材料層包含發光層，且發光層可包含雜環化合物。
在本申請案的一個實施例中所提供的有機發光裝置中，包含由化學式1表示的雜環化合物的有機材料層更包含由以下化學式2表示的雜環化合物。 [化學式2]
Figure 02_image003
在化學式2中， Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C2至C60烯基；經取代或未經取代的C2至C60炔基；經取代或未經取代的C1至C60烷氧基；經取代或未經取代的C3至C60環烷基；經取代或未經取代的C2至C60雜環烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；經取代或未經取代的C2至C60雜芳基；-Si(R10)(R11)(R12)；-P(=O)(R10)(R11)；以及經取代或未經取代的胺基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環， R10、R11以及R12彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， Ra與Rb彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， r及s各自為0至7的整數，且 當r及s各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
當有機發光裝置的有機材料層中包含化學式1的雜環化合物及化學式2的雜環化合物時，獲得更優良的效率及使用壽命的效果。此類結果可使得預測，當同時包含所述兩種化合物時，激發複合物現象出現。
激發複合物現象為由於兩個分子之間的電子交換而釋放具有供體（p主體）HOMO能級大小及受體（n主體）LUMO能級大小的能量的現象。當兩個分子之間出現激發複合物現象時，反向系統間交叉（reverse intersystem crossing；RISC）出現，且因此，螢光的內部量子效率可增加至高達100%。當具有良好電洞傳輸能力的供體（p主體）及具有良好電子傳輸能力的受體（n主體）用作發光層的主體時，將電洞注入至p主體且將電子注入至n主體，且因此，可降低驅動電壓，此最終有助於增強使用壽命。
在本申請案的一個實施例中，化學式2可由以下化學式2-1或化學式2-2表示。 [化學式2-1]
Figure 02_image086
[化學式2-2]
Figure 02_image088
在化學式2-1及化學式2-2中， Rc、Rd、r以及s具有與化學式2中相同的定義， Ra1、Rb1以及Rc1彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基， R1'與R2'彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；以及經取代或未經取代的C2至C60雜芳基， L1'為直接鍵；或經取代或未經取代的C6至C60伸芳基， Ar1'為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含S及O中的至少一者的C2至C60雜芳基， m'為0至4的整數， n'為0至2的整數，且 當m'為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
在本申請案的一個實施例中，化學式2的Rc及Rd可為氫。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-1的Ra1與Rb1彼此相同或不同，且可各獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基。
在另一實施例中，化學式2-1的Ra1與Rb1彼此相同或不同，且可各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C40芳基。
在另一實施例中，化學式2-1的Ra1與Rb1彼此相同或不同，且可各獨立地為未經取代或經一或多個由以下組成的族群中選出的取代基取代的C6至C40芳基：C1至C40烷基、C6至C40芳基、-CN以及Si(R104)(R105)(R106)。
在另一實施例中，化學式2-1的Ra1與Rb1彼此相同或不同，且可各獨立地為未經取代或經苯基、-CN或-Si(R104)(R105)(R106)取代的苯基；未經取代或經苯基取代的聯苯基；萘基；未經取代或經甲基或苯基取代的芴基；螺聯芴基；或聯伸三苯基。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-1的R104、R105以及R106可為苯基。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-2的Rc1可為經取代或未經取代的C6至C60芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Rc1可為經取代或未經取代的C6至C40芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Rc1可為C6至C40芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Rc1可為苯基。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-2的R1'與R2'彼此相同或不同，且可各獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；以及經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的R1'與R2'彼此相同或不同，且可各獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；經取代或未經取代的C1至C40烷基；經取代或未經取代的C6至C40芳基；以及經取代或未經取代的C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的R1'與R2'彼此相同或不同，且可各獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；C1至C40烷基；C6至C40芳基；以及C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的R1'及R2'可為氫。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-2的L1'可為直接鍵；或經取代或未經取代的C6至C60伸芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的L1'可為直接鍵；或經取代或未經取代的C6至C40伸芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的L1'可為直接鍵；或經取代或未經取代的C6至C20伸芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的L1'可為直接鍵；或C6至C20伸芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的L1'可為直接鍵；或伸苯基。
在本申請案的一個實施例中，化學式2-2的Ar1'可為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含S及O中的至少一者的C2至C60雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Ar1'可為經取代或未經取代的C6至C40芳基；或經取代或未經取代且包含S及O中的至少一者的C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Ar1'可為未經取代或經C1至C10烷基取代的C6至C40芳基；或經取代或未經取代且包含S及O中的至少一者的C2至C40雜芳基。
在另一實施例中，化學式2-2的Ar1'可為苯基；聯苯基；萘基；二甲基芴基；二苯并噻吩基；或二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，化學式2可由以下化合物中的任一者表示。
Figure 02_image090
Figure 02_image092
Figure 02_image094
Figure 02_image096
Figure 02_image098
Figure 02_image100
Figure 02_image102
Figure 02_image104
Figure 02_image106
Figure 02_image108
Figure 02_image110
另外，本申請案的另一實施例提供一種用於有機發光裝置的有機材料層的組成物，所述組成物包含由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物。
關於由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物的具體描述與上文所提供的描述相同。
在組成物中，由化學式1表示的雜環化合物:由化學式2表示的雜環化合物可具有1:10至10:1、1:8至8:1、1:5至5:1或1:2至2:1的重量比，然而，重量比不限於此。
所述組成物可在形成有機發光裝置的有機材料時使用，且可更佳地在形成發光層的主體時使用。
在本申請案的一個實施例中，有機材料層包含由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物，且磷光摻雜劑可與所述雜環化合物一起使用。
在本申請案的一個實施例中，有機材料層包含由化學式1表示的雜環化合物及由化學式2表示的雜環化合物，且銥類摻雜劑可與所述雜環化合物一起使用。
可使用本領域中已知的彼等材料作為磷光摻雜劑的材料。
舉例而言，可使用由LL'MX'、LL'L'M、LMX'X'、L2 MX'以及L3 M表示的磷光摻雜劑材料，然而，本揭露內容的範圍不限於此等實例。
在本文中，L、L'、L'、X'以及X'為彼此不同的雙齒配位體，且M為形成八面體錯合物的金屬。
M可包含銥、鉑、鋨以及類似者。
L為藉由sp2碳及雜原子與作為銥類摻雜劑的M配位的陰離子雙齒配位體，且X可對阱電子或電洞起作用。L的非限制性實例可包含2-(1-萘基)苯并噁唑、(2-苯基苯并噁唑)、(2-苯基苯并噻唑)、(2-苯基苯并噻唑)、(7,8-苯并喹啉)、(噻吩基吡啶)、苯基吡啶、苯并噻吩基吡啶、3-甲氧基-2-苯基吡啶、噻吩基吡嗪、甲苯基吡啶以及類似物。X'及X'的非限制性實例可包含乙醯基丙酮酸鹽（acac）、六氟乙醯基丙酮酸鹽、鄰羥亞苄基、吡啶甲酸鹽、8-羥基喹啉以及類似物。
下文描述更多其具體實例，然而，磷光摻雜劑不限於此等實例。
Figure 02_image112
在本申請案的一個實施例中，作為銥類摻雜劑，Ir(ppy)3 可用作綠色磷光摻雜劑。
在本申請案的一個實施例中，按整個發光層計，摻雜劑的含量可為1%至15%，較佳為3%至10%，且更佳為5%至10%。
在本揭露內容的有機發光裝置中，有機材料層包含電子注入層或電子傳輸層，且電子注入層或電子傳輸層可包含雜環化合物。
在另一有機發光裝置中，有機材料層包含電子阻擋層或電洞阻擋層，且電子阻擋層或電洞阻擋層可包含雜環化合物。
在另一有機發光裝置中，有機材料層包含電子傳輸層、發光層或電洞阻擋層，且電子傳輸層、發光層或電洞阻擋層可包含雜環化合物。
本揭露內容的有機發光裝置可更包含一個、兩個或大於兩個由以下所組成的族群中選出的層：發光層、電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、電子傳輸層、電子阻擋層以及電洞阻擋層。
圖1至圖3示出根據本申請案的一個實施例的有機發光裝置的電極及有機材料層的層壓次序。然而，本申請案的範疇不限於此等圖式，且本領域中已知的有機發光裝置的結構亦可用於本申請案中。
圖1示出有機發光裝置，其中陽極200、有機材料層300以及陰極400連續層壓於基底100上。然而，所述結構不限於此類結構，且如圖2中所示出，亦可獲得其中陰極、有機材料層以及陽極連續層壓於基底上的有機發光裝置。
圖3示出有機材料層為多層的情況。根據圖3的有機發光裝置包含電洞注入層301、電洞傳輸層302、發光層303、電洞阻擋層304、電子傳輸層305以及電子注入層306。然而，本申請案的範疇不限於此類層壓結構，且視需要，可不包含除發光層以外的層，並且可進一步增加其他所需功能層。
本申請案的一個實施例提供一種製造有機發光裝置的方法，方法包含：製備基底；在基底上形成第一電極；在第一電極上形成一或多個有機材料層；以及在有機材料層上形成第二電極，其中形成有機材料層包含使用根據本申請案的一個實施例的用於有機材料層的組成物來形成一或多個有機材料層。
在製造本申請案的一個實施例中所提供的有機發光裝置的方法中，形成有機材料層是在預混合之後使用熱真空沈積法來形成化學式1的雜環化合物及化學式2的雜環化合物。
預混合意謂在有機材料層上進行沈積之前，首先將化學式1的雜環化合物及化學式2的雜環化合物混合於一種供應源中。
預混合材料可稱為根據本申請案的一個實施例的用於有機材料層的組成物。
視需要，包含化學式1的有機材料層可更包含其他材料。
視需要，包含化學式1及化學式2兩者的有機材料層可更包含其他材料。
在根據本申請案的一個實施例的有機發光裝置中，下文示出除化學式1或化學式2的化合物以外的材料，然而，此等材料僅出於說明的目的且不用於限制本申請案的範疇，且可經本領域中已知的材料置換。
可使用具有相對較大功函數的材料作為陽極材料，且可使用透明的導電氧化物、金屬、導電聚合物或類似物作為陽極材料。陽極材料的具體實例包含：金屬，諸如釩、鉻、銅、鋅以及金，或其合金；金屬氧化物，諸如氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）以及氧化銦鋅（indium zinc oxide；IZO）；金屬與氧化物的組合，諸如ZnO:Al或SnO2 :Sb；導電聚合物，諸如聚(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；以及類似物，但不限於此。
可使用具有相對小功函數的材料作為陰極材料，且可使用金屬、金屬氧化物、導電聚合物或類似物作為陰極材料。陰極材料的具體實例包含金屬，諸如鎂、鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫以及鉛，或其合金；多層結構材料，諸如LiF/Al或LiO2 /Al；以及類似物，但不限於此。
可使用已知的電洞注入材料作為電洞注入材料，且例如可使用下述者：酞菁化合物，諸如美國專利第4,356,429號中所揭露的銅酞菁；或星爆型胺衍生物（starburst-type amine derivative），諸如描述於文獻[高級材料（Advanced Material）, 6, 第677頁(1994)]中的三(4-肼甲醯基-9-基苯基)胺（TCTA）、4,4',4"-三[苯基(間甲苯基)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）；作為具有溶解度的導電聚合物的聚苯胺/十二烷基苯磺酸、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)、聚苯胺/樟腦磺酸或聚苯胺/聚(4-苯乙烯-磺酸酯)；以及類似物。
可使用吡唑啉衍生物、芳胺類衍生物、二苯乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物以及類似物作為電洞傳輸材料，且亦可使用低分子或高分子材料作為電洞傳輸材料。
可使用噁二唑衍生物的金屬錯合物、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、聯苯醌衍生物、8-羥基喹啉及其衍生物以及類似物作為電子傳輸材料，且亦可使用高分子材料以及低分子材料作為電子傳輸材料。
作為電子注入材料的實例，LiF通常用於本領域中，然而，本申請案不限於此。
可使用發紅光、綠光或藍光的材料作為發光材料，且視需要可混合且使用兩種或大於兩種發光材料。在本文中，兩種或大於兩種發光材料可藉由沈積為個別供應源或藉由預混合且沈積為一個供應源而使用。另外，亦可使用螢光材料作為發光材料，然而，亦可使用磷光材料。可單獨使用藉由鍵結分別自陽極及陰極注入的電子及電洞來發光的材料作為發光材料，然而，亦可使用具有參與發光的主體材料及摻雜材料的材料作為發光材料。
當混合發光材料主體時，可混合相同系列的主體，或可混合不同系列的主體。舉例而言，可選擇n型主體材料或p型主體材料當中的任何兩種或大於兩種類型的材料，且用作發光層的主體材料。
視所使用材料而定，根據本申請案的一個實施例的有機發光裝置可為頂部發光型、底部發光型或雙面發光型。
根據本申請案的一個實施例的雜環化合物亦可根據用於有機發光裝置中的類似原理用於包含有機太陽能電池、有機光導體、有機電晶體以及類似物的有機電子裝置中。
在下文中，將參考實例更詳細地描述本說明書，然而，此等僅出於說明的目的，且本申請案的範疇不限於此。＜ 製備實例 ＞ ＜ 製備實例 1＞ 製備化合物 1-1
Figure 02_image114
1 製備中間物 1-1-1
在將9H-咔唑（10.0公克，59.8毫莫耳）溶解於THF中之後，在-78℃下對燒瓶進行氮取代。在-78℃下向其中緩慢引入2.5 M n-BuLi（28.7毫升，71.8毫莫耳），且將所得物攪拌30分鐘。向其中引入2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪（5.5公克，29.9毫莫耳），且將所得物在室溫下攪拌2小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料用甲醇再結晶以獲得中間物1-1-1（10.9公克，82%）。2 ） 製備化合物 1-1
在將中間物1-1-1（10公克，22.42毫莫耳）、[1,1':2',1"-聯三苯]-2-基硼酸（6.8公克，24.67毫莫耳）、Pd(PPh3 )4 （1.3公克，1.1毫莫耳）以及K2 CO3 （6.2公克，44.84毫莫耳）溶解於1,4-二噁烷/H2 O（250毫升/50毫升）中之後，使混合物回流24小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:Hex=1:3）來純化，且用甲醇再結晶以獲得目標化合物1-1（12.3公克，86%）。
除使用下表1的化合物A代替[1,1':2',1"-聯三苯]-2-基硼酸之外，以與製備實例1中相同的方式合成目標化合物。 [表1]
化合物編號 化合物A 目標化合物
1-5
Figure 02_image116
Figure 02_image118
1-9
Figure 02_image120
Figure 02_image122
1-40
Figure 02_image124
Figure 02_image126
1-78
Figure 02_image128
Figure 02_image130
1-79
Figure 02_image132
Figure 02_image134
1-80
Figure 02_image136
Figure 02_image138
1-81
Figure 02_image140
Figure 02_image142
1-88
Figure 02_image144
Figure 02_image146
1-115
Figure 02_image148
Figure 02_image150
1-117
Figure 02_image152
Figure 02_image154
1-123
Figure 02_image156
Figure 02_image158
＜ 製備實例 2＞ 製備化合物 1-177
Figure 02_image160
1 ） 製備中間物 1-177-2
在將9H-咔唑（10.0公克，59.8毫莫耳）溶解於THF中之後，在-78℃下對燒瓶進行氮取代。在-78℃下向其中緩慢引入2.5 M n-BuLi（28.7毫升，71.8毫莫耳），且將所得物攪拌30分鐘。向其中引入2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪（10.9公克，59.8毫莫耳），且將所得物在室溫下攪拌2小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料用甲醇再結晶以獲得中間物1-177-2（15.6公克，83%）。2 ） 製備中間物 1-177-1
在將2-苯基-9H-咔唑（14.5公克，59.8毫莫耳）溶解於THF中之後，在-78℃下對燒瓶進行氮取代。在-78℃下向其中緩慢引入2.5 M n-BuLi（28.7毫升，71.8毫莫耳），且將所得物攪拌30分鐘。向其中引入中間物1-177-2（18.8公克，59.8毫莫耳），且將所得物在室溫下攪拌2小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料用甲醇再結晶以獲得中間物1-177-1（25.6公克，82%）。2 ） 製備化合物 1-177
在將中間物1-177-1（11.7公克，22.42毫莫耳）、[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基硼酸（6.8公克，24.67毫莫耳）、Pd(PPh3 )4 （1.3公克，1.1毫莫耳）以及K2 CO3 （6.2公克，44.84毫莫耳）溶解於1,4-二噁烷/H2 O（250毫升/50毫升）中之後，使混合物回流24小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:Hex=1:3）來純化，且用甲醇再結晶以獲得目標化合物1-177（13.6公克，85%）。
除使用下表2的化合物B代替[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基硼酸之外，以與製備實例2中相同的方式合成目標化合物。 [表2]
化合物編號 化合物B 目標化合物
1-208
Figure 02_image124
Figure 02_image163
1-211
Figure 02_image165
Figure 02_image167
除使用下表3的化合物C代替9H-咔唑，且使用下表3的化合物D代替[1,1':2',1"-聯三苯]-2-基硼酸之外，以與製備實例1相同的方式合成目標化合物。 [表3]
化合物編號 化合物C 化合物D 目標化合物
1-298
Figure 02_image169
Figure 02_image171
Figure 02_image173
1-301
Figure 02_image169
Figure 02_image165
Figure 02_image176
＜ 製備實例 3＞ 製備化合物 2-2
Figure 02_image178
1 ） 製備中間物 2-2-2
在將2-溴二苯并[b,d]噻吩（4.2公克，15.8毫莫耳）、9-苯基-9H,9'H-3,3'-二咔唑（6.5公克，15.8毫莫耳）、CuI（3.0公克，15.8毫莫耳）、反式-1,2-二胺基環己烷（1.9毫升，15.8毫莫耳）以及K3 PO4 （3.3公克，31.6毫莫耳）溶解於1,4-噁烷（100毫升）中之後，使混合物回流24小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:Hex=1:3）來純化，且用甲醇再結晶以獲得中間物2-2-2（7.9公克，85%）。2 ） 製備中間物 2-2-1
在-78℃下向中間物2-2-2（8.4公克，14.3毫莫耳）與THF（100毫升）的混合溶液中逐滴添加2.5 M n-BuLi（7.4毫升，18.6毫莫耳），且將所得物在室溫下攪拌1小時。向反應混合物中逐滴添加硼酸三甲酯（4.8毫升，42.9毫莫耳），且將所得物在室溫下攪拌2小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:MeOH=100:3）來純化，且用DCM再結晶以獲得中間物2-2-1（3.9公克，70%）。3 ） 製備化合物 2-2
在將中間物2-2-1（6.7公克，10.5毫莫耳）、碘苯（2.1公克，10.5毫莫耳）、Pd(PPh3 )4 （606毫克，0.52毫莫耳）以及K2 CO3 （2.9公克，21.0毫莫耳）溶解於甲苯/EtOH/H2 O（100毫升/20毫升/20毫升）中之後，使混合物回流12小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:Hex=1:3）來純化，且用甲醇再結晶以獲得目標化合物2 -2（4.9公克，70%）。＜ 製備實例 4＞ 合成化合物 2-3
除使用4-碘-1,1'-聯苯基代替碘苯以外，以與製備製備實例3的化合物2-2相同的方式獲得目標化合物2-3（83%）。＜ 製備實例 5＞ 合成化合物 2-12
除使用4-碘二苯并[b,d]呋喃代替碘苯以外，以與製備製備實例3的化合物2-2相同的方式獲得目標化合物2-12（80%）。＜ 製備實例 6＞ 合成化合物 3-3
Figure 02_image180
在將3-溴-1,1'-聯苯基（3.7公克，15.8毫莫耳）、9-苯基-9H,9'H-3,3'-二咔唑（6.5公克，15.8毫莫耳）、CuI（3.0公克，15.8毫莫耳）、反式-1,2-二胺基環己烷（1.9毫升，15.8毫莫耳）以及K3 PO4 （3.3公克，31.6毫莫耳）溶解於1,4-噁烷（100毫升）中之後，使混合物回流24小時。在反應完成之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及DCM來萃取所得物，且在用MgSO4 乾燥有機層之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。反應材料藉由管柱層析（DCM:Hex=1:3）來純化，且用甲醇再結晶以獲得目標化合物3-3（7.5公克，85%）。
除使用下表4的化合物E代替3-溴-1,1'-聯苯基，且使用下表4的化合物F代替9-苯基-9H,9'H-3,3'-二咔唑以外，以與製備實例6相同的方式合成目標化合物。 [表4]
化合物編號 化合物E 化合物F 目標化合物
3-4
Figure 02_image182
Figure 02_image184
Figure 02_image186
3-7
Figure 02_image188
Figure 02_image190
3-9
Figure 02_image192
Figure 02_image194
3-31
Figure 02_image196
Figure 02_image198
Figure 02_image200
3-32
Figure 02_image182
Figure 02_image203
3-42
Figure 02_image182
Figure 02_image206
Figure 02_image208
亦以與上文所描述的製備實例中相同的方式來製備除表1至表4中所描述的化合物以外的其餘化合物。
下表5及表6繪示所合成化合物的1H NMR資料及FD-MS資料，且經由以下資料，鑑別目標化合物的合成。 [表5]
化合物編號 1 H NMR (CDCl3 , 200 Mz)
1-1 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 7.96-7.94 (6H, m), 7.79 (2H, d), 7.60-7.35 (13H, m), 7.20-7.16 (4H, t)
1-5 δ=8.55 (2H, d), 8.38 (1H, d), 8.19 (2H, d), 7.94 (4H, m), 7.75-7.73 (4H, m), 7.61-7.35 (12H, m), 7.20-7.16 (4H, m)
1-9 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 7.96-7.94 (4H, m), 7.75 (2H, m), 7.58-7.35 (9H, m), 7.25-7.16 (10H, m)
1-40 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 7.96-7.94 (4H, m), 7.75 (2H, m), 7.58-7.35 (9H, m), 7.25-7.16 (14H, m)
1-78 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 7.96-7.94 (4H, m), 7.75 (2H, m), 7.58-7.35 (9H, m), 7.25-7.16 (18H, m)
1-79 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 8.08 (1H, d), 7.98-7.88 (4H, m), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.31 (4H, m), 7.20-7.16 (4H, m)
1-80 δ=8.55 (3H, d), 8.45 (1H, d), 8.19 (2H, d), 7.94-7.92 (4H, m), 7.70 (1H, t), 7.58-7.49 (6H, m), 7.35 (2H, t), 7.20-7.16 (4H, m)
1-81 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 8.03-7.94 (4H, m), 7.82-7.76 (2H, m), 7.58-7.16 (13H, m)
1-88 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 7.98-7.94 (3H, m), 7.82 (1H, d), 7.69 (1H, d), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.31 (4H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
1-93 δ=9.60 (1H, d), 9.27 (1H, s), 8.55 (2H, d), 8.33-8.30 (2H, m), 8.19-8.15 (3H, m), 7.94 (2H, d), 7.70-7.50 (10H, m), 7.35 (2H, t), 7.20-7.16 (4H, m)
1-115 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 8.08-7.94 (7H, m), 7.58-7.50 (6H, m), 7.39-7.16 (10H, m)
1-117 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 8.03-7.94 (6H, m), 7.82-7.76 (2H, m), 7.58-7.50 (5H, m), 7.39-7.16 (10H, m)
1-123 δ=8.55 (2H, d), 8.19 (2H, d), 8.09 (1H, d), 7.96-7.89 (6H, m), 7.78 (1H, d), 7.58-7.50 (5H, m), 7.38-7.16 (10H, m), 1.69 (6H, s)
1-177 δ=8.55 (2H, d), 8.31 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.96-7.91 (5H, m), 7.75-7.74 (5H, m), 7.58-7.35 (10H, m), 7.25-7.16 (9H, m)
1-208 δ=8.55 (2H, d), 8.31 (1H, d), 8.19 (1H, d), 7.96-7.91 (5H, m), 7.75-7.74 (5H, m), 7.58(1H, d), 7.50-7.35 (9H, m), 7.25-7.16 (13H, m)
1-211 δ=8.55 (2H, d), 8.31 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.03-7.91 (5H, m), 7.82-7.74 (5H, m), 7.58-7.31 (10H, m), 7.20-7.16 (3H, m)
1-298 δ=8.62 (1H, d), 8.55 (1H, d), 8.31 (1H, d), 8.22-8.19 (2H, m), 7.96-7.91 (4H, m), 7.75-7.74 (8H, m), 7.58-7.35 (12H, m), 7.25-7.16 (8H, m)
1-301 δ=8.62 (1H, d), 8.55 (1H, d), 8.31 (1H, d), 8.22-8.19 (2H, m), 8.03-7.91 (4H, m), 7.82-7.74 (8H, m), 7.58-7.31 (12H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
2-2 δ=8.55(1H, d), 8.45(1H, d), 8.30(1H, d), 8.19(1H, d), 8.13(1H, d), 8.00~7.89(6H, m), 7.77(2H, m), 7.62~7.35(15H, m), 7.20~7.16(2H, m)
2-3 δ=8.55(1H, d), 8.45(1H, d), 8.30(1H, d), 8.19(1H, d), 8.13(1H, d), 8.00~7.89(6H, m), 7.77-7.75(4H, m), 7.62~7.35(13H, m), 7.25~7.16(6H, m)
2-12 δ=8.55(1H, d), 8.45(1H, d), 8.30(1H, d), 8.19~7.89(11H, m), 7.77(2H, m), 7.62~7.31(14H, m), 7.20~7.16(2H, m)
3-3 δ=8.55 (1H, d), 8.30 (1H, d), 8.21-8.13 (3H, m), 7.99-7.89 (4H, m), 7.77-7.35 (17H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-4 δ=8.55 (1H, d), 8.30(1H, d), 8.19-8.13(2H, m), 7.99-7.89(8H, m), 7.77-7.75 (3H, m), 7.62-7.35 (11H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-7 δ=8.55 (1H, d), 8.31-8.30 (3H, d), 8.19-8.13 (2H, m), 7.99-7.89 (5H, m), 7.77-7.75 (5H, m), 7.62-7.35 (14H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-9 δ=8.55 (1H, d), 8.30 (1H, d), 8.19-8.13 (2H, m), 8.03-7.77 (9H, m), 7.62-7.50 (9H, m), 7.36-7.35 (2H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-31 δ=8.55 (1H, d), 8.30 (1H, d), 8.21-8.13 (4H, m), 7.99-7.89 (4H, m), 7.77-7.35 (20H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-32 δ=8.55 (1H, d), 8.30 (1H, d), 8.21-8.13 (3H, m), 7.99-7.89 (8H, m), 7.77-7.35 (17H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
3-42 δ=8.55 (1H, d), 8.30 (1H, d), 8.19 (1H, d), 8.13 (1H, d), 7.99-7.89 (12H, m), 7.77-7.75 (5H, m), 7.58 (1H, d), 7.50-7.35 (8H, m), 7.20-7.16 (2H, m)
[表6]
化合物 FD-MS 化合物 FD-MS
1-1 m/z=639.24 (C45 H29 N5 =639.76) 1-5 m/z=639.24 (C45 H29 N5 =639.76)
1-9 m/z=639.24 (C45 H29 N5 =639.76) 1-40 m/z=715.27 (C51 H33 N5 =715.86)
1-78 m/z=791.30 (C57 H37 N5 =791.30) 1-79 m/z=577.19 (C39 H23 N5 O=577.65)
1-80 m/z=593.17 (C39 H23 N5 S=593.71) 1-81 m/z=577.19 (C39 H23 N5 O=577.65)
1-88 m/z=577.19 (C39 H23 N5 O=577.65) 1-115 m/z=653.22 (C45 H27 N5 O=653.75)
1-117 m/z=653.22 (C45 H27 N5 O=653.75) 1-123 m/z=679.27 (C48 H33 N5 =679.83)
1-177 m/z=715.27 (C51 H33 N5 =715.86) 1-208 m/z=791.30 (C57 H37 N5 =791.30)
1-211 m/z=653.22 (C45 H27 N5 O=653.75) 1-298 m/z=791.30 (C57 H37 N5 =791.30)
1-301 m/z=729.25 (C51 H31 N5 O=729.84) 2-2 m/z=666.21 (C48 H30 N2 S=666.84)
2-3 m/z=742.24 (C54 H34 N2 S=742.94) 2-12 m/z=756.22 (C54 H32 N2 OS=756.92)
3-3 m/z=560.23 (C42 H28 N2 =560.70) 3-4 m/z=560.23 (C42 H28 N2 =560.70)
3-7 m/z=636.26 (C48 H32 N2 =636.80) 3-9 m/z=534.21 (C40 H26 N2 =534.66)
3-31 m/z=636.26 (C48 H32 N2 =636.80) 3-32 m/z=636.26 (C48 H32 N2 =636.80)
3-42 m/z=636.26 (C48 H32 N2 =636.80)      
＜ 實驗實例 1＞ - 製造有機發光裝置
用蒸餾水超音波清潔其上以薄膜形式塗佈有氧化銦錫（ITO）至1,500埃的厚度的玻璃基底。在用蒸餾水清潔結束之後，用溶劑（諸如丙酮、甲醇以及異丙醇）來超音波清潔基底，接著乾燥，且在紫外線（UV）清潔器中使用UV進行紫外線臭氧（UVO）處理5分鐘。此後，將基底轉移至電漿清潔器（plasma cleaner；PT），且在真空下進行電漿處理以用於ITO功函數及殘餘膜移除之後，將基底轉移至熱沈積設備以用於有機沈積。
在透明ITO電極（陽極）上，形成作為常用層的電洞注入層2-TNATA（4,4',4"-三[2-萘基(苯基)胺基]三苯胺）及電洞傳輸層NPB（N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-(1,1'-聯苯基)-4,4'-二胺）。
如下在其上熱真空沈積發光層。作為發光層，將下表6中所描述的化學式1的化合物沈積至400埃，且以相對於發光層的沈積厚度的7%摻雜且沈積綠色磷光摻雜劑[Ir(ppy)3 ]。此後，使BCP（浴銅靈）沈積至60埃作為電洞阻擋層，且在其上使Alq3 沈積至200埃作為電子傳輸層。最後，電子注入層藉由使氟化鋰（LiF）沈積至10埃的厚度而形成於電子傳輸層上，且接著陰極藉由使鋁（Al）陰極沈積至1,200埃的厚度而形成於電子注入層上，且因此，製造有機電致發光裝置。
同時，在10-8 托至10-6 托下，針對OLED製造中使用的各材料來真空昇華純化所有製造OLED所需的有機化合物。
對於如上製造的有機電致發光裝置中的每一者，使用由麥克科學公司（McScience Inc.）製造的M7000來量測電致發光（EL）特性，且根據量測結果，當標準亮度為6,000坎德拉/平方公尺時，經由由麥克科學公司製造的使用壽命量測系統（M6000）來量測T90 。
量測根據本揭露內容製造的有機發光裝置的驅動電壓、發光效率、顏色（EL顏色）以及使用壽命的結果如下表7中所示。 [表7]
   發光層化合物 驅動電壓（伏） 效率（坎德拉/安培） 顏色 EL顏色 使用壽命（T90 ）
實例1 1-1 4.38 76.4 綠色 230
實例2 1-5 4.66 71.2 251
實例3 1-9 4.66 71.1 352
實例4 1-40 4.66 71.2 360
實例5 1-78 4.67 71.2 356
實例6 1-79 4.67 71.2 277
實例7 1-80 4.66 71.1 271
實例8 1-81 4.66 71.1 347
實例9 1-88 4.32 71.5 289
實例10 1-93 4.42 73.2 277
實例11 1-115 4.31 79.2 261
實例12 1-117 4.69 66.2 271
實例13 1-123 4.36 78.9 256
實例14 1-177 4.45 72.8 370
實例15 1-208 4.35 79.2 382
實例16 1-211 4.31 79.2 365
實例17 1-298 4.33 74.2 405
實例18 1-301 4.67 71.2 390
比較例1 Ref. 1 5.66 45.8 68
比較例2 Ref. 2 5.03 48.7 39
比較例3 Ref. 3 5.47 41.2 37
比較例4 Ref. 4 4.42 75.7 137
比較例5 Ref. 5 5.33 49.2 93
比較例6 Ref. 6 5.37 43.5 52
比較例7 Ref. 7 5.82 42.8 28
比較例8 Ref. 8 4.45 72.8 98
比較例9 Ref. 9 5.14 48.9 57
比較例10 Ref. 10 5.34 48.9 36
比較例11 Ref. 11 4.41 75.8 149
比較例12 Ref. 12 4.33 75.2 146
比較例13 Ref. 13 5.28 46.2 39
比較例14 Ref. 14 5.12 45.6 54
比較例15 Ref. 15 4.36 78.9 139
比較例16 Ref. 16 4.13 79.2 142
比較例17 Ref. 17 5.64 43.9 41
比較例18 Ref. 18 5.51 43.3 41
比較例19 Ref. 19 4.67 71.2 101
Figure 02_image210
如自表7的結果所見，與比較例1至比較例18相比，使用本揭露內容的有機電致發光裝置發光層材料的有機電致發光裝置具有更低的驅動電壓、增強的發光效率以及顯著改良的使用壽命。
具體言之，在下表8中，化合物1-298（實例17）的LUMO軌域非定域至三嗪及聯三苯基取代基。然而，經鑑別，當三嗪基不具有如Ref. 4、Ref. 7、Ref. 8、Ref. 11、Ref. 14、Ref. 16以及Ref. 19的化合物中足夠長的芳基取代基時，三嗪的LUMO軌域定域至短芳基取代基，從而不能有效地穩定電子且由此減少使用壽命。 [表8]
化合物 LUMO
Figure 02_image212
Figure 02_image214
Figure 02_image216
Figure 02_image218
Figure 02_image220
Figure 02_image222
Figure 02_image224
Figure 02_image226
Figure 02_image228
Figure 02_image230
Figure 02_image232
Figure 02_image234
Figure 02_image236
Figure 02_image238
Figure 02_image240
Figure 02_image242
在下表9中，經鑑別，當三嗪基皆經如在Ref. 1、Ref. 9以及Ref. 10的化合物中的咔唑取代時，三嗪的LUMO軌域非定域至咔唑。經鑑別，具有拉電子特性的三嗪有效地穩定電子，然而，具有推電子特性的咔唑不能有效地穩定電子且由此減少使用壽命。 [表9]
化合物 LUMO
Figure 02_image244
Figure 02_image214
Figure 02_image247
Figure 02_image249
Figure 02_image251
Figure 02_image253
經鑑別，當三嗪基經如在Ref. 2、Ref. 3、Ref. 6、Ref. 17以及Ref. 18的化合物中的嘧啶基、氰基或吡啶基取代時，電子遷移率過度增加且電洞與電子之間的平衡在發光層中被打破，且因此，使用壽命減少。
當咔唑的第3號及第4號位置經如在Ref. 11、Ref. 12、Ref.13、Ref.15以及Ref. 16的化合物中的苯基取代時，昇華溫度藉由具有比未經取代的咔唑更大的分子量而增加，且相對平面的結構藉由具有比具有在第2號位置處取代的苯基的咔唑更小的結構畸變而形成，且昇華溫度增加。經鑑別，當長時間暴露在較高昇華溫度下時，有機化合物劣化且使用壽命減少。
經鑑別，當咔唑經如在Ref. 6、Ref. 7以及Ref. 8的化合物中的胺或咔唑取代時，電洞遷移率過度增加且電洞與電子之間的平衡在發光層中被打破，且因此，使用壽命減少。
在Ref. 10的化合物中，吡啶鍵代替三嗪。經鑑別，此降低了電子遷移率，且電洞與電子之間的平衡在發光層中被打破，且因此，使用壽命減少。
在下表10中，Ref. 5的化合物具有直接鍵結至三嗪的芘基。經鑑別，經取代基取代的芘由於低的T1 能級而再次吸收自綠色摻雜劑發出的光能（約2.4電子伏），且裝置具有降低的效率及使用壽命。具有低T1 能級的芘主要用作螢光OLED裝置而非磷光OLED裝置的摻雜劑，且其原理是藉由防止T1 能量轉移及瞄準S1 能量轉移來驅動裝置。 [表10]
化合物 T1 能級 S1 能級
Figure 02_image255
 2.12 3.11
Figure 02_image257
 2.68 3.35
＜ 實驗實例 2＞ - 製造有機發光裝置
用蒸餾水超音波清潔其上以薄膜形式塗佈有氧化銦錫（ITO）至1,500埃的厚度的玻璃基底。在用蒸餾水清潔結束之後，用溶劑（諸如丙酮、甲醇以及異丙醇）來超音波清潔基底，接著乾燥，且在紫外線（UV）清潔器中使用UV進行紫外線臭氧（UVO）處理5分鐘。此後，將基底轉移至電漿清潔器（PT），且在真空下進行電漿處理以用於ITO功函數及殘餘膜移除之後，將基底轉移至熱沈積設備以用於有機沈積。
在透明ITO電極（陽極）上，形成作為常用層的電洞注入層2-TNATA（4,4',4"-三[2-萘基(苯基)胺基]三苯胺）及電洞傳輸層NPB（N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-(1,1'-聯苯基)-4,4'-二胺）。
如下在其上熱真空沈積發光層。作為發光層，將如下表11中所描述的一種類型的化學式1的化合物與一種類型的化學式2的化合物按下表11中所描述的重量比預混合，且在一個供應源中沈積至400埃作為主體，且以相對於發光層的沈積厚度的7%的量摻雜且沈積綠色磷光摻雜劑[Ir(ppy)3 ]。此後，使BCP（浴銅靈）沈積至60埃作為電洞阻擋層，且在其上使Alq3 沈積至200埃作為電子傳輸層。最後，電子注入層藉由使氟化鋰（LiF）沈積至10埃的厚度而形成於電子傳輸層上，且接著陰極藉由使鋁（Al）陰極沈積至1,200埃的厚度而形成於電子注入層上，且因此，製造有機電致發光裝置。
同時，在10-8 托至10-6 托下，針對OLED製造中使用的各材料來真空昇華純化所有製造OLED所需的有機化合物。
對於如上製造的有機電致發光裝置中的每一者，使用由麥克科學公司製造的M7000來量測電致發光（EL）特性，且根據量測結果，當標準亮度為6,000坎德拉/平方公尺時，經由由麥克科學公司製造的使用壽命量測系統（M6000）來量測T90 。
量測根據本揭露內容製造的有機發光裝置的驅動電壓、發光效率、顏色座標（color coordinate；CIE）以及使用壽命的結果如下表11中所示。 [表11]
   發光層化合物 比率 驅動電壓（伏） 效率（坎德拉/安培） 顏色 EL顏色 使用壽命（T90 ）
實例19 1-40: 2-2 1:8 4.73 54.2 綠色 338
實例20 1:5 4.71 57.2 444
實例21 1:2 4.33 75.2 569
實例22 1:1 4.48 70.2 543
實例23 2:1 4.69 69.2 518
實例24 5:1 4.32 68.3 433
實例25 8:1 4.21 67.0 325
實例26 1-78: 2-3 1:2 4.38 76.4 539
實例27 1:1 4.45 72.8 522
實例28 2:1 4.66 71.1 500
實例29 1-177: 2-12 1:2 4.31 79.2 586
實例30 1:1 4.42 75.7 558
實例31 2:1 4.66 71.1 536
實例32 1-208: 3-4 1:2 4.35 79.2 599
實例33 1:1 4.41 75.8 591
實例34 2:1 4.67 71.2 540
實例35 1-211: 3-7 1:2 4.33 74.2 562
實例36 1:1 4.42 72.2 553
實例37 2:1 4.66 71.2 528
實例38 1-298: 3-31 1:2 4.33 75.2 679
實例39 1:1 4.48 70.2 546
實例40 2:1 4.69 69.2 525
實例41 1-301: 3-32 1:2 4.33 75.2 620
實例42 1:1 4.48 70.2 582
實例43 2:1 4.69 69.2 543
基於表11的結果，當同時包含化學式1的化合物（n型）及化學式2的化合物時，獲得更優良的效率及使用壽命的效果。此類結果可導致預測在同時包含兩種化合物時出現激發複合物現象。
激發複合物現象為由於兩個分子之間的電子交換而釋放具有供體（p主體）HOMO能級大小及受體（n主體）LUMO能級大小的能量的現象。當兩個分子之間出現激發複合物現象時，反向系統間交叉（RISC）出現，且因此，螢光的內部量子效率可增加至高達100%。當具有良好電洞傳輸能力的供體（p主體）及具有良好電子傳輸能力的受體（n主體）用作發光層的主體時，將電洞注入至p主體且將電子注入至n主體，且因此，可降低驅動電壓，此最終有助於增強使用壽命。在本申請案的揭露內容中，經鑑別，化學式2的化合物起供體作用且化學式1的化合物起受體作用，且當與發光層的主體一起使用時獲得優良的裝置特性。
100:基底 200:陽極 300:有機材料層 301:電洞注入層 302:電洞傳輸層 303:發光層 304:電洞阻擋層 305:電子傳輸層 306:電子注入層 400:陰極
圖1至圖3為各自示意性地示出根據本申請案的一個實施例的有機發光裝置的層壓結構的圖。
Figure 110113927-A0101-11-0002-1
100:基底
200:陽極
300:有機材料層
400:陰極

Claims (17)

  1. 一種雜環化合物，由以下化學式1表示： [化學式1]
    Figure 03_image001
    其中，在化學式1中， Ar1至Ar4彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； L1為直接鍵；經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基； Z1是由以下所組成的族群中選出：鹵素；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C10至C60芳基；經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基；-p(=O)RR'；-SiRR'R"；以及經取代或未經取代的胺基； 當Z1為經取代或未經取代且具有9個或小於9個質子數的雙環或四環C15至C60芳基時，L1為經取代或未經取代的C6至C60伸芳基；或經取代或未經取代的C2至C60伸雜芳基； R、R'以及R"彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； a為1至4的整數； b為1至6的整數；且 當a及b各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
  2. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式1由以下化學式3至化學式8中的任一者表示： [化學式3]
    Figure 03_image021
    [化學式4]
    Figure 03_image023
    [化學式5]
    Figure 03_image025
    [化學式6]
    Figure 03_image263
    [化學式7]
    Figure 03_image029
    [化學式8]
    Figure 03_image031
    在化學式3至化學式8中， Ar1至Ar4、L1以及a具有與化學式1中相同的定義； X為O；S；或C(R21)(R22)； R1至R5彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； R6至R9彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基； Z11為-P(=O)RR'；-SiRR'R"；或經取代或未經取代的胺基； Z12與Z13彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含O或S作為雜原子的C2至C60雜芳基； R、R'以及R"具有與化學式1中相同的定義； R21與R22彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環； a1至d1各自為1至4的整數； e1為1至5的整數； 當a1至e1各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同； r1及r2各自為0或1的整數；且 r1+r2＜2。
  3. 如請求項1所述的雜環化合物，其中所述「經取代或未經取代的」意謂經一或多個由以下所組成的族群中選出的取代基取代：氘；鹵素；氰基；C1至C60直鏈或分支鏈烷基；C2至C60直鏈或分支鏈烯基；C2至C60直鏈或分支鏈炔基；C3至C60單環或多環環烷基；C2至C60單環或多環雜環烷基；C6至C60單環或多環芳基；C2至C60單環或多環雜芳基；-SiRR'R"；-P(=O)RR'；C1至C20烷基胺；C6至C60單環或多環芳基胺；以及C2至C60單環或多環雜芳基胺，或未經取代，或經連接兩個或大於兩個由上文所示出的取代基中選出的取代基的取代基取代，或未經取代；以及 R、R'以及R"具有與化學式1中相同的定義。
  4. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式1由以下化學式9至化學式14中的任一者表示： [化學式9]
    Figure 03_image033
    [化學式10]
    Figure 03_image035
    [化學式11]
    Figure 03_image037
    [化學式12]
    Figure 03_image039
    [化學式13]
    Figure 03_image041
    [化學式14]
    Figure 03_image043
    在化學式9至化學式14中， L1、Z1、a以及b具有與化學式1中相同的定義；以及 Ar11至Ar14彼此相同或不同，且各自獨立地為氘；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基。
  5. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式1由以下化合物中的任一者表示：
    Figure 03_image273
    Figure 03_image047
    Figure 03_image276
    Figure 03_image278
    Figure 03_image280
    Figure 03_image282
    Figure 03_image284
    Figure 03_image286
    Figure 03_image288
    Figure 03_image290
    Figure 03_image292
    Figure 03_image294
    Figure 03_image296
    Figure 03_image298
    Figure 03_image300
    Figure 03_image302
    Figure 03_image304
    Figure 03_image306
    Figure 03_image308
    Figure 03_image310
    。
  6. 一種有機發光裝置，包括： 第一電極； 第二電極，與所述第一電極相對設置；以及 一或多個有機材料層，設置於所述第一電極與所述第二電極之間， 其中所述有機材料層的一或多個層包含如請求項1至請求項5中任一項所述的雜環化合物。
  7. 如請求項6所述的有機發光裝置，其中包含所述雜環化合物的所述有機材料層更包含由以下化學式2表示的雜環化合物： [化學式2]
    Figure 03_image312
    在化學式2中， Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C2至C60烯基；經取代或未經取代的C2至C60炔基；經取代或未經取代的C1至C60烷氧基；經取代或未經取代的C3至C60環烷基；經取代或未經取代的C2至C60雜環烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；經取代或未經取代的C2至C60雜芳基；-Si(R10)(R11)(R12)；-P(=O)(R10)(R11)；以及經取代或未經取代的胺基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環； R10、R11以及R12彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； Ra與Rb彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； r及s各自為0至7的整數；且 當r及s各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
  8. 如請求項7所述的有機發光裝置，其中化學式2由以下化學式2-1或化學式2-2表示： [化學式2-1]
    Figure 03_image314
    [化學式2-2]
    Figure 03_image316
    在化學式2-1及化學式2-2中， Rc、Rd、r以及s具有與化學式2中相同的定義； Ra1、Rb1以及Rc1彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基； R1'與R2'彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；以及經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； L1'為直接鍵；或經取代或未經取代的C6至C60伸芳基； Ar1'為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代且包含S及O中的至少一者的C2至C60雜芳基； m'為0至4的整數； n'是0至2的整數；且 當m'為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
  9. 如請求項7所述的有機發光裝置，其中所述由化學式2表示的雜環化合物為由以下化合物中選出的任一者：
    Figure 03_image318
    Figure 03_image320
    Figure 03_image322
    Figure 03_image324
    Figure 03_image326
    Figure 03_image328
    Figure 03_image330
    Figure 03_image332
    Figure 03_image334
    Figure 03_image336
    Figure 03_image338
    。
  10. 如請求項7所述的有機發光裝置，其中Rc及Rd為氫。
  11. 如請求項6所述的有機發光裝置，其中所述有機材料層包含發光層，且所述發光層包含所述雜環化合物。
  12. 如請求項6所述的有機發光裝置，其中所述有機材料層包含發光層，所述發光層包含主體材料，且所述主體材料包含所述雜環化合物。
  13. 如請求項6所述的有機發光裝置，更包括一個、兩個或大於兩個由以下所組成的族群中選出的層：發光層、電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、電子傳輸層、電子阻擋層以及電洞阻擋層。
  14. 一種用於有機發光裝置的有機材料層的組成物，所述組成物包括： 如請求項1至5中任一項所述的雜環化合物；以及 由以下化學式2表示的雜環化合物： [化學式2]
    Figure 03_image340
    在化學式2中， Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地由以下所組成的族群中選出：氫；氘；鹵素基團；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C2至C60烯基；經取代或未經取代的C2至C60炔基；經取代或未經取代的C1至C60烷氧基；經取代或未經取代的C3至C60環烷基；經取代或未經取代的C2至C60雜環烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；經取代或未經取代的C2至C60雜芳基；-Si(R10)(R11)(R12)；-P(=O)(R10)(R11)；以及經取代或未經取代的胺基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結以形成經取代或未經取代的C6至C60芳族烴環或經取代或未經取代的C2至C60雜環； R10、R11以及R12彼此相同或不同，且各自獨立地為氫；氘；-CN；經取代或未經取代的C1至C60烷基；經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； Ra與Rb彼此相同或不同，且各自獨立地為經取代或未經取代的C6至C60芳基；或經取代或未經取代的C2至C60雜芳基； r及s各自為0至7的整數；且 當r及s各自為2或大於2時，各括弧中的取代基彼此相同或不同。
  15. 如請求項14所述的用於有機發光裝置的有機材料層的組成物，其中所述雜環化合物:所述由化學式2表示的雜環化合物在所述組成物中具有1:10至10:1的重量比。
  16. 一種製造有機發光裝置的方法，所述方法包括： 製備基底； 在所述基底上形成第一電極； 在所述第一電極上形成一或多個有機材料層；以及 在所述有機材料層上形成第二電極， 其中形成所述有機材料層包含使用如請求項14所述的用於有機材料層的組成物形成一或多個所述有機材料層。
  17. 如請求項16所述的製造有機發光裝置的方法，其中形成所述有機材料層是在將所述雜環化合物與所述化學式2的雜環化合物預混合之後使用熱真空沈積法形成的。
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