TWI824216B - 雜環化合物、包括其的有機發光元件以及用於有機發光元件的有機材料層之組成物 - Google Patents

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Abstract

本申請案提供一種雜環化合物及一種在有機材料層中含 有雜環化合物的有機發光元件。

Description

雜環化合物、包括其的有機發光元件以及用於有 機發光元件的有機材料層之組成物
本說明書主張2019年12月26日在韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)申請的韓國專利申請案第10-2019-0175166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。
本說明書是關於一種雜環化合物、一種包含其的有機發光元件以及一種用於有機發光元件的有機材料層的組成物。
電致發光元件為一種類型的自發光顯示元件，且具有如下優點：具有廣視角及較快回應速度且具有極佳對比度。
有機發光元件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結構的有機發光元件時，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作為有機薄膜的材料，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的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、電子注入以及類似者的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元件之效能、使用壽命或效率。
先前技術文獻
專利文獻
(專利文獻1)美國專利第4,356,429號
本說明書是關於提供一種雜環化合物、一種包含其的有機發光元件以及一種用於有機發光元件的有機材料層的組成物。
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 109145603-A0305-02-0005-3
在化學式1中，L1與L2彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，X為O；S；或NRa，Y1至Y5彼此相同或不同，且各自獨立地為N或CRb，Y1至Y5中的至少一者或多者為N，且當存在兩個或大於兩個CRb時，Rb彼此相同或不同，R1由以下化學式A表示，R2至R9為氫；氘；鹵素基團；氰基；經取代或未經取代的烷基；經取代或未經取代的環烷基；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，Ra為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基，Rb是由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代 的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環，m及n各自獨立地為0至3的整數，且當m及n各自為2或大於2時，括弧中的取代基彼此相同或不同，以及p為0或1，
Figure 109145603-A0305-02-0006-4
在化學式A中，L11與L12彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar11與Ar12彼此相同或不同，且各自獨立地由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或Ar11與Ar12彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環，a及b各自為0或1，以及
Figure 109145603-A0305-02-0006-5
意謂鍵結至化學式1的L1的位置。
此外，本申請案的一個實施例提供一種有機發光元件，包含第一電極；第二電極；以及設置於第一電極與第二電極之間的一 或多個有機材料層，其中有機材料層中的一或多個層包含由化學式1表示的雜環化合物。
最後，本申請案的一個實施例提供一種用於有機發光元件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以下雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者。
Figure 109145603-A0305-02-0007-6
本說明書中所描述的雜環化合物可用作有機發光元件的有機材料層的材料。在有機發光元件中，雜環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。
特定而言，當在有機發光元件的有機材料層中使用由化學式1表示的雜環化合物時，可降低元件的驅動電壓，可增強光效率，且可增強元件的使用壽命特性。
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為各自示出根據本申請案的一個實施例的有機發光元件的層壓結構的圖式。
在下文中，將更詳細地描述本說明書。
在本說明書中，某一部分「包含(including)」某些成分意謂能夠更包含其他成分，且除非另有相反的特定陳述，否則不排除其他成分。
在本說明書中，術語「取代(substitution)」意謂鍵結至化合物的碳原子的氫原子變為另一取代基，且取代位置不受限制，只要其為氫原子經取代的位置(亦即，取代基可取代的位置)即可，且當兩個或大於兩個取代基取代時，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」意謂經一或多個由下列各者所組成的族群中選出的取代基取代：具有1個至60個碳原子的直鏈或分支鏈烷基；具有2個至60個碳原子的直鏈或分支鏈烯基；具有2個至60個碳原子的直鏈或分支鏈炔基；具有3個至60個碳原子的單環或多環環烷基；具有2個至60個碳原子的單環或多環雜環烷基；具有6個至60個碳原子的單環或多環芳基；具有2個至60個碳原子的單環或多環雜芳基；矽基；氧化膦基；以及胺基，或未經取代，或經連接由上文示出的取代基中選出的兩個或大於兩個取代基的取代基取代，或未經取代。
更特定而言，本說明書中的「經取代或未經取代」意謂經 一或多個由下列各者所組成的族群中選出的取代基取代：具有6個至60個碳原子的單環或多環芳基；或具有2個至60個碳原子的單環或多環雜芳基。
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。烷基的碳原子數可為1至60，特定而言1至40，且更特定而言1至20。烷基的特定實例可包含甲基、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。烯基的碳原子數可為2至60，特定而言2至40，且更特定而言2至20。烯基的特定實例可包含乙烯基、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，特定而言2至40，且更特定而言2至20。
在本說明書中，烷氧基可為直鏈、分支鏈或環狀。烷氧基的碳原子數不受特定限制，但較佳為1至20。烷氧基的特定實例可包含甲氧基、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個至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連接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。環烷基的碳基團數可為3至60，特定而言3至40，且更特定而言5至20。環烷基的特定實例可包含環丙基、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，雜環烷基包含作為雜原子的O、S、Se、N或Si，包含具有2個至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連接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，特定而言2至40，且更特定而言3至20。
在本說明書中，芳基包含具有6個至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連接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，特定而言6至40，且更特定而言6至25。芳基的特定實例可包含苯基、聯苯基、聯三苯基、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)、丙烯合萘基(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)R101R102表示，且R101及R102彼此相同或不同且可各自獨立地為由下列各者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。氧化膦的特定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、使Si原子直接連接作為自由基的取代基，且由-SiR104R105R106表示。R104至R106彼此相同或不同，且可各自獨立地為由下列各者中的至少一者形成 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。矽基的特定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形成環。
在本說明書中，螺環基團為包含螺環結構的基團，且可具有15個至60個碳原子。舉例而言，螺環基團可包含其中2,3-二氫-1H-茚基或環己烷基螺環鍵結至芴基的結構。特定而言，以下螺環基團可包含以下結構式的基團中的任一者。
Figure 109145603-A0305-02-0012-7
在本說明書中，雜芳基包含作為雜原子的S、O、Se、N或Si，包含具有2個至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，多環意謂其中雜芳基直接連接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，特定而言2至40，且更特定而言3至25。雜芳基的特定實例可包含吡啶基、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、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、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，胺基可由下列各者所組成的族群中選出：單烷基胺基、單芳基胺基、單雜芳基胺基、-NH2、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，且儘管碳原子數不受其特定限制，但碳原子數較佳為1至30。胺基的特定實例可包含甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、苯胺基、萘胺基、聯苯胺基、二聯苯胺基、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、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。此外，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。
在本發明中，「相鄰」基團可意謂取代與對應取代基所取代的原子直接連接的原子的取代基、空間位置最接近對應取代基的取代基，或取代對應取代基所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及取代脂族環中的相同碳的兩個取代基可解釋為彼此「相鄰」的基團。
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(2H)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」下，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，且可表示為氫-2，且元素符號亦可書寫為D或2H。
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，當將鹼性化合物可具有的取代基的總數目定義為T1且將此等取代基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 109145603-A0305-02-0015-8
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目為5(公式中的T1)，且此等取代基中氘的數目為1(公式中的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 109145603-A0305-02-0015-9
此外，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。
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。
Figure 109145603-A0305-02-0016-10
在化學式1中，L1與L2彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，X為O；S；或NRa，Y1至Y5彼此相同或不同，且各自獨立地為N或CRb，Y1至Y5中的至少一者或多者為N，且當存在兩個或大於兩個CRb時，Rb彼此相同或不同，R1由以下化學式A表示，R2至R9為氫；氘；鹵素基團；氰基；經取代或未經取代的烷基；經取代或未經取代的環烷基；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，Ra為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基，Rb是由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至 60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環，m及n各自獨立地為0至3的整數，且當m及n各自為2或大於2時，括弧中的取代基彼此相同或不同，以及p為0或1，
Figure 109145603-A0305-02-0017-11
在化學式A中，L11與L12彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar11與Ar12彼此相同或不同，且各自獨立地由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或Ar11與Ar12彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環，a及b各自為0或1，以及
Figure 109145603-A0305-02-0018-12
意謂鍵結至化學式1的L1的位置。
由化學式1表示的化合物藉由在一個分子中具有具良好電洞傳輸能力的供體及具良好電子傳輸能力的受體兩者並且將取代基固定在萘并苯并呋喃的第11位處而具有空間置放，且空間上分離HOMO(最高佔用分子軌域)與LUMO(最低未佔用分子軌域)，從而允許強電荷傳輸。因此，可在用作有機發光元件中的有機材料時預期高效率。
在本申請案的一個實施例中，化學式1的L1至L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；經取代或未經取代的伸芳基；或經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L1與L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L1與L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L1至L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L1與L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；經取代或未經取代的伸苯基；或經取代或未經取代 的伸聯苯基。
在另一實施例中，L1與L2彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；伸苯基；或伸聯苯基。
在本申請案的一個實施例中，L1與L2可彼此不同。
在本申請案的一個實施例中，L1與L2可彼此相同。
在本申請案的一個實施例中，L1可為直接鍵，且L2可為具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L1可為直接鍵，且L2可為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L1可為直接鍵，且L2可為具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；經取代或未經取代的伸苯基；或經取代或未經取代的伸聯苯基。
在另一實施例中，L1可為直接鍵；伸苯基；或伸聯苯基。
在另一實施例中，L1為直接鍵。
在另一實施例中，L1為伸苯基。
在另一實施例中，L1為伸聯苯基。
在本申請案的一個實施例中，L2可為直接鍵，且L1可為具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L2可為直接鍵，且L1可為 具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L2可為直接鍵，且L1可為具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L2可為直接鍵；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L2可為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L2可為直接鍵；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在另一實施例中，L2可為直接鍵；經取代或未經取代的伸苯基；或經取代或未經取代的伸聯苯基。
在另一實施例中，L2可為直接鍵；伸苯基；伸聯苯基；或伸萘基。
在另一實施例中，L2為直接鍵。
在另一實施例中，L2為伸苯基。
在另一實施例中，L2為伸聯苯基。
在本申請案的一個實施例中，化學式1的m及n各自獨立地為0至3的整數，且當m及n為2或大於2時，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，m為3。
在本申請案的一個實施例中，m為2。
在本申請案的一個實施例中，m為1。
在本申請案的一個實施例中，m為0。
在本申請案的一個實施例中，當m為2或大於2時，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，n為3。
在本申請案的一個實施例中，n為2。
在本申請案的一個實施例中，n為1。
在本申請案的一個實施例中，n為0。
在本申請案的一個實施例中，當n為2或大於2時，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1的X可為O；S或NRa。
在本申請案的一個實施例中，X為O；或NRa。
在本申請案的一個實施例中，X為O。
在本申請案的一個實施例中，X可為NRa。
在本申請案的一個實施例中，化學式1的Y1至Y5彼此相同或不同且各自獨立地為N或CRb，Y1至Y5中的至少一者或多者為N，且當存在兩個或大於兩個CRb時，Rb可彼此相同或不同。
在本申請案的一個實施例中，在Y1至Y5中存在一或多個以及三個或小於三個N，且其餘者為CRb，且當存在兩個或大於兩個CRb時，Rb可彼此相同或不同。
在本申請案的一個實施例中，Ra可為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基。
在本申請案的一個實施例中，Ra可為具有6個至10個碳原子的經取代或未經取代的芳基。
在本申請案的一個實施例中，Ra可為經取代或未經取代的苯基。
在本申請案的一個實施例中，Ra可為苯基。
在本申請案的一個實施例中，Rb是由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環。
在本申請案的一個實施例中，Rb是由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團可彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的 族群中選出：氫；氘；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可為氫；或氘。
在本申請案的一個實施例中，Rb為氫。
在本申請案的一個實施例中，Rb為氘。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；經取代或未經取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；經取代或未經取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；以及經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；未經取代或經苯基或萘基取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；未經取代或經具有2個至10個碳原子的烷基取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；以及經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，Rb可由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；未經取代或經苯基或萘基取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；未經取代或經甲基取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；以及經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，化學式1可由以下化學式1-1表示。
Figure 109145603-A0305-02-0024-13
在化學式1-1中，各取代基具有與化學式1中相同的定義。
在本申請案的一個實施例中，化學式1可由以下化學式2或化學式3表示。
[化學式2]
Figure 109145603-A0305-02-0025-14
Figure 109145603-A0305-02-0025-15
在化學式2及化學式3中，各取代基具有與化學式1中相同的定義。
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至化學式2-6中的任一者表示。
Figure 109145603-A0305-02-0025-16
Figure 109145603-A0305-02-0026-17
Figure 109145603-A0305-02-0026-18
Figure 109145603-A0305-02-0026-19
[化學式2-5]
Figure 109145603-A0305-02-0027-20
Figure 109145603-A0305-02-0027-21
在化學式2-1至化學式2-6中，L1、L2、X、R1、m以及n具有與化學式1中相同的定義，以及Y11至Y15為CRb，且Rb具有與化學式1中相同的定義。
在本申請案的一個實施例中，化學式3可由以下化學式3-1至化學式3-6中的任一者表示。
[化學式3-1]
Figure 109145603-A0305-02-0028-22
Figure 109145603-A0305-02-0028-23
Figure 109145603-A0305-02-0028-24
[化學式3-4]
Figure 109145603-A0305-02-0029-25
Figure 109145603-A0305-02-0029-26
Figure 109145603-A0305-02-0029-27
在化學式3-1至化學式3-6中，L1、L2、X、R1、m以及n具有與化學式1中相同的定義，以及Y11至Y15為CRb，且Rb具有與化學式1中相同的定義。
在本申請案的一個實施例中，R1可由以下化學式A表示。
Figure 109145603-A0305-02-0030-28
在化學式A中，L11與L12彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar11與Ar12彼此相同或不同，且各自獨立地由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或Ar11與Ar12彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環，a及b為0或1，以及
Figure 109145603-A0305-02-0030-29
意謂鍵結至化學式1的L1的位置。
在本申請案的一個實施例中，化學式A可由以下化學式A-1至化學式A-5中的任一者表示。
Figure 109145603-A0305-02-0030-30
[化學式A-2]
Figure 109145603-A0305-02-0031-31
Figure 109145603-A0305-02-0031-32
Figure 109145603-A0305-02-0031-33
Figure 109145603-A0305-02-0031-34
在化學式A-1至化學式A-5中，L13與L14彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar13與Ar14彼此相同或不同，且各自獨立地為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至40個碳原子 的經取代或未經取代的雜芳基，R20至R26各自獨立地為氫；氘；鹵素基團；氰基；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，X11為O；S；或CRcRd，且Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地為具有1個至10個碳原子的經取代或未經取代的烷基，c及d各自為0或1，以及
Figure 109145603-A0305-02-0032-35
意謂鍵結至化學式1的L1的位置。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1的L13與L14彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1的L13與L14彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，L13與L14彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；或具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基。
在本申請案的一個實施例中，L13與L14彼此相同或不同，且可各自獨立地為直接鍵；經取代或未經取代的伸苯基；經取代或未經取代的伸聯苯基；或經取代或未經取代的伸萘基。
在本申請案的一個實施例中，L13與L14彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；伸苯基；伸聯苯基；或伸萘基。
在本申請案的一個實施例中，L13為直接鍵。
在本申請案的一個實施例中，L13為伸苯基。
在本申請案的一個實施例中，L13為伸聯苯基。
在本申請案的一個實施例中，L13為伸萘基。
在本申請案的一個實施例中，L14為直接鍵。
在本申請案的一個實施例中，L14為伸苯基。
在本申請案的一個實施例中，L14為伸聯苯基。
在本申請案的一個實施例中，L14為伸萘基。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1的Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1的Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為經取代或未經取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；經取代或未經取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；或經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為經取代或未經取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；未經取代或經由具有1個 至10個碳原子的苯基及烷基所組成的族群中選出的一或多者取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；或經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為經取代或未經取代的苯基；經取代或未經取代的聯苯基；經取代或未經取代的萘基；未經取代或經由苯基及甲基所組成的族群中選出的一或多者取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；或經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，Ar13與Ar14彼此相同或不同，且可各自獨立地為苯基；聯苯基；萘基；未經取代或經由苯基及甲基所組成的族群中選出的一或多者取代的芴基；經取代或未經取代的二苯并噻吩基；或經取代或未經取代的二苯并呋喃基。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1的c及d可各自為0或1。
在本申請案的一個實施例中，c為0。
在本申請案的一個實施例中，c為1。
在本申請案的一個實施例中，d為0。
在本申請案的一個實施例中，d為1。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-1至化學式A-5的R20至R26可各自獨立地為氫；氘；鹵素基團；氰基；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基。
在本申請案的一個實施例中，R20至R26可各自獨立地為氫；氘；或具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基。
在本申請案的一個實施例中，R20至R26可各自獨立地為氫；氘；或經取代或未經取代的苯基。
在本申請案的一個實施例中，R20至R26可各自獨立地為氫；或苯基。
在本申請案的一個實施例中，R20可為氫；或苯基。
在本申請案的一個實施例中，R20為氫。
在本申請案的一個實施例中，R20為苯基。
在本申請案的一個實施例中，R21為氫。
在本申請案的一個實施例中，R22為氫。
在本申請案的一個實施例中，R23為氫。
在本申請案的一個實施例中，R24為氫。
在本申請案的一個實施例中，R25為氫。
在本申請案的一個實施例中，R26為氫。
在本申請案的一個實施例中，化學式A-5的X11為O；S；或CRcRd，且Rc及Rd彼此相同或不同，且可各自獨立地為具有1個至10個碳原子的經取代或未經取代的烷基。
在本申請案的一個實施例中，X11為O；S；或CRcRd，且Rc及Rd可全部為甲基。
在本申請案的一個實施例中，X11為O。
在本申請案的一個實施例中，X11為S。
在本申請案的一個實施例中，X11為CRcRd，且Rc及Rd全部為甲基。
在化學式1中，當其中R1為化學式A-1的雜環化合物用作有機發光元件中的有機材料時，有機發光元件具有更低的驅動 電壓，且可藉此具有更高的效率。此被視為是歸因於其中R1為化學式A-1的雜環化合物具有更快的電洞遷移率。
在本申請案的一個實施例中提供的雜環化合物中，化學式1由以下化合物中的任一者表示。
Figure 109145603-A0305-02-0036-36
Figure 109145603-A0305-02-0037-37
Figure 109145603-A0305-02-0038-38
Figure 109145603-A0305-02-0039-39
Figure 109145603-A0305-02-0040-40
Figure 109145603-A0305-02-0041-41
Figure 109145603-A0305-02-0042-42
Figure 109145603-A0305-02-0043-43
此外，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元件的電洞注入層材料、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的條件的材料。
此外，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，雜環化合物具有高玻璃轉化溫度(Tg)，且藉此具有優良的熱穩定性。熱穩定性的此類增加成為向元件提供驅動穩定性的重要因素。
可使用多步驟化學反應來製備根據本申請案的一個實施例的雜環化合物。首先製備一些中間化合物，且可由中間化合物製備化學式1的化合物。更特定而言，可基於稍後描述的製備實例來製備根據本申請案的一個實施例的雜環化合物。
本申請案的另一實施例提供一種包含由化學式1表示的雜環化合物的有機發光元件。「有機發光元件」可以諸如「有機發光二極體」、「OLED」、「OLED元件」以及「有機電致發光元件」的術語表述。
本申請案的一個實施例提供一種有機發光元件，包含第一電極；第二電極；以及設置於第一電極與第二電極之間的一或多個有機材料層，其中有機材料層中的一或多個層包含由化學式1表示的雜環化合物。
在本申請案的一個實施例中，第一電極可為陽極，且第二電極可為陰極。
在本申請案的另一實施例中，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，有機發光元件可為藍色有機發光元件，且根據化學式1的雜環化合物可用作藍色有機發光元件的材料。
在本申請案的另一個實施例中，有機發光元件可為綠色有機發光元件，且根據化學式1的雜環化合物可用作綠色有機發 光元件的材料。
在本申請案的另一實施例中，有機發光元件可為紅色有機發光元件，且根據化學式1的雜環化合物可用作紅色有機發光元件的材料。
關於由化學式1表示的雜環化合物的特定描述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來形成有機材料層中的一者或多者以外，可使用常用有機發光元件製造方法及材料來製造本申請案的有機發光元件。
當製造有機發光元件時，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。
本申請案的有機發光元件的有機材料層可以單層結構形成，但可以層壓兩個或大於兩個有機材料層的多層結構形成。舉例而言，本揭露內容的有機發光元件可具有包含電洞注入層、電洞傳輸層、電洞輔助層、發光層、電子傳輸層、電子注入層以及類似層作為有機材料層的結構。然而，有機發光元件的結構不限於此，且可包含少量的有機材料層。
在本申請案的有機發光元件中，有機材料層包含發光層，且發光層可包含雜環化合物。在發光層中使用雜環化合物空間上分離HOMO(最高佔用分子軌域)與LUMO(最低未佔用分子軌域)，從而允許強電荷傳輸，且因此，在有機發光元件中可獲得優良的驅動、效率以及使用壽命。
本揭露內容的有機發光元件可更包含一個、兩個或大於兩個由下列各者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、電洞輔助層以及電洞阻擋層。
圖1至圖3示出根據本申請案的一個實施例的有機發光元件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，且所屬領域中已知的有機發光元件的結構亦可用於本申請案中。
圖1示出其中陽極200、有機材料層300以及陰極400連續層壓於基底100上的有機發光元件。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元件。
圖3示出有機材料層為多層的情況。根據圖3的有機發光元件包含電洞注入層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，且可進一步添加其他所需功能層。
視需要，包含由化學式1表示的化合物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元件中，下文示出除化學式1的化合物以外的材料，然而，此等材料僅出於說明性目的且不用於限制本申請案的範疇，且可經所屬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、導電聚合物或類似材料作為陽極材料。陽極材料的特定實例包含金屬，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，以及類似材料，但不限於此。
可使用具有相對較小功函數的材料作為陰極材料，且可使用金屬、金屬氧化物、導電聚合物或類似材料作為陰極材料。陰極材料的特定實例包含：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，以及其類似者，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 derivatives)，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-苯乙烯磺酸脂)、聚苯胺/樟腦磺酸或聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸酯)；以及類似材料。
可使用吡唑啉衍生物、芳胺類衍生物、二苯乙烯(stilbene)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(tetracyanoanthraquinodimethane)及其衍生物、芴酮(fluorenone)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通常用於所屬領域中，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。此外，螢光材料亦可用作發光材料，然而，亦可使用磷光材料。可單獨使用藉由結合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，可混合相同系列主體，或可混合不同系列主體。舉例而言，可選擇n型主體材料或p型主體材料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。
在本申請案的有機發光元件中，有機材料層包含發光層，且發光層可包含雜環化合物作為發光材料的主體材料。
在本申請案的有機發光元件中，發光層可包含兩種或大 於兩種主體材料，且所述主體材料中的至少一者可包含雜環化合物作為發光材料的主體材料。
在本申請案的有機發光元件中，發光層可在預混合之後使用兩種或大於兩種主體材料，且所述兩種或大於兩種主體材料中的至少一者可包含雜環化合物作為發光材料的主體材料。
預混合意謂在沈積於有機材料層上之前預先在一個供應源中混合發光層的兩種或大於兩種主體材料。
在本申請案的有機發光元件中，發光層可包含兩種或大於兩種主體材料，所述兩種或大於兩種主體材料各自包含一或多種p型主體材料及n型主體材料，且主體材料中的至少一者可包含雜環化合物作為發光材料的主體材料。在此情況下，有機發光元件可具有優良的驅動、效率以及使用壽命。
在本申請案的有機發光元件中，發光層可包含雜環化合物及以下雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者。
Figure 109145603-A0305-02-0049-44
在本申請案的一個實施例中，由化學式1表示的雜環化 合物及雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者可用作主體材料。
本申請案的一個實施例提供一種用於有機發光元件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以下雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者。
Figure 109145603-A0305-02-0050-45
在組成物中，由化學式1表示的雜環化合物：雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者可具有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。
視所使用的材料而定，根據本申請案的一個實施例的有機發光元件可為頂部發光型、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元件中的類似原理而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元件中。
在下文中，本說明書將參考實例更詳細地進行描述，然而，此等僅出於說明性目的，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
Figure 109145603-A0305-02-0051-120
1)製備化合物C-2
在將1-溴萘-2-醇(100公克，448.29毫莫耳)、(2-氯-6-氟苯基)硼酸(85.98公克，493.12毫莫耳)、Pd(PPh)4(25.9公克，22.41毫莫耳)以及Na2CO3(95.03公克，896.58毫莫耳)溶解於甲苯/乙醇/H2O(1公升/200毫升/200毫升)中之後，使混合物回流4小時。在完成反應之後，藉由在室溫下向其中引入蒸餾水及二氯甲烷(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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：1)純化反應材料以獲得目標化合物C-1(48.9公克，40%)。
2)製備化合物C-1
在將化合物C-2(49公克，179.68毫莫耳)及Cs2CO3(146.36公克，449.21莫耳)溶解於二甲基乙醯胺(DMA)(400毫升)之後，使混合物回流2小時。在完成反應之後，在室溫下過濾鹽，且使用旋轉式蒸發器移除溶劑。使用DCM/MeOH純化反應材料以獲得目標化合物C-1(27.24公克，60%)。
3)製備化合物C
在室溫下將化合物C-1(27公克，106.84毫莫耳)溶解於三氯甲烷(CHCl3)(300毫升)中之後，向其中滴加Br2，且使所得物反應。在完成反應之後，用甲醇使所得物再結晶以獲得目標 化合物C(26.93公克，76%)。
Figure 109145603-A0305-02-0052-48
4)製備化合物1-2
在將化合物1-3(化合物C)(10.0公克，30.15毫莫耳)、二苯胺(5.1公克，30.15毫莫耳)、Pd2(dba)3(1.38公克，1.51毫莫耳)、P(t-Bu)3(1.22公克，3.02毫莫耳)以及NaOtBu(5.67公克，60.32毫莫耳)溶解於甲苯(100毫升)中之後，使混合物回流2小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：3))純化反應材料以獲得目標化合物1-2(7.59公克，60%)。
5)製備化合物1-1
在將化合物1-2(7.59公克，18.08毫莫耳)、雙(頻哪醇根基)二硼(4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙-1,3,2-二氧雜硼戊烷)(5.97公克，23.5毫莫耳)、Pd2(dba)3(0.83公克，0.903毫莫耳)、Xphos(0.86公克，1.81毫莫耳)以及KOAc(3.55公克，36.15毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷(80毫升)中之後，使混合物回流12小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：2)純化反應材料以獲得目標化合物1-1(4.81公克，52%)。
6)製備化合物1
在將化合物1-1(4.81公克，9.41毫莫耳)、2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(2.52公克，9.41毫莫耳)、Pd(pph3)4(0.54公克，0.47毫莫耳)以及K2CO3(2.6公克，18.81毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷/H2O(50毫升/10毫升)中之後，使混合物回流3小時。在完成反應之後，將所產生的固體過濾，用蒸餾水洗滌且乾燥。將乾燥的固體煮沸且溶解於DCB中，藉由二氧化矽純化，且使用旋轉式蒸發器移除溶劑。用丙酮使所得物再結晶以獲得目標化合物1(3.25公克，56%)。
除使用以下表1中的中間物A-1代替二苯胺及使用以下表1中的中間物B-1代替2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪之外，以與製備實例1中相同的方式合成目標化合物。
Figure 109145603-A0305-02-0053-49
Figure 109145603-A0305-02-0054-50
Figure 109145603-A0305-02-0055-51
Figure 109145603-A0305-02-0056-52
Figure 109145603-A0305-02-0057-53
Figure 109145603-A0305-02-0058-54
Figure 109145603-A0305-02-0059-55
<製備實例2>製備化合物13
Figure 109145603-A0305-02-0059-121
1)製備化合物13-3
在將化合物C(10.0公克，30.15毫莫耳)、雙(頻哪醇根基)二硼(9.2公克，36.2毫莫耳)、Pd(dppf)Cl2(1.1公克，1.51毫莫耳)以及KOAc(5.68公克，60.32毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷(100毫升)中之後，使混合物回流2小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：2)純化反應材料以獲得目標化合物13-3(6.97 公克，61%)。
2)製備化合物13-2
在將化合物13-3(6.97公克，18.41毫莫耳)、4-溴-N,N-二苯基苯胺(5.97公克，18.41毫莫耳)、Pd(pph3)4(1.06公克，9.2毫莫耳)以及K2CO3(5.09公克，36.81毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷/H2O(80毫升/12毫升)中之後，使混合物回流3小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：3)純化反應材料以獲得目標化合物13-2(4.75公克，52%)。
3)製備化合物13-1
在使化合物13-2(4.75公克，9.58毫莫耳)、雙(頻哪醇根基)二硼(4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙-1,3,2-二氧雜硼戊烷)(3.16公克，12.45毫莫耳)、Pd2(dba)3(0.44公克，0.48毫莫耳)、Xphos(0.46公克，0.96毫莫耳)以及KOAc(1.88公克，19.15毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷(50毫升)中之後，使混合物回流12小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：2)純化反應材料以獲得目標化合物13-1(4.28公克，76%)。
4)製備化合物13
在將化合物13-1(4.28公克，7.28毫莫耳)、2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(1.95公克，7.28毫莫耳)、Pd(pph3)4(0.42公克，0.36毫莫耳)以及K2CO3(2.01公克，14.57毫莫耳)溶解於1,4- 二噁烷/H2O(50毫升/10毫升)中之後，使混合物回流3小時。在完成反應之後，將所產生的固體過濾，用蒸餾水洗滌且乾燥。將乾燥的固體煮沸且溶解於DCB中，藉由二氧化矽純化，且使用旋轉式蒸發器移除溶劑。用丙酮使所得物再結晶以獲得目標化合物13(2.93公克，58%)。
除使用以下表2中的中間物A-2代替4-溴-N,N-二苯基苯胺且使用以下表2中的中間物B-2代替2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪之外，以與製備實例2中相同的方式合成目標化合物。
Figure 109145603-A0305-02-0061-57
Figure 109145603-A0305-02-0062-58
Figure 109145603-A0305-02-0063-59
Figure 109145603-A0305-02-0064-60
Figure 109145603-A0305-02-0065-61
<製備實例3>製備化合物145
Figure 109145603-A0305-02-0065-63
1)製備化合物145-3
在將化合物C-1(10公克，39.57毫莫耳)、雙(頻哪醇根基)二硼(4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙-1,3,2-二氧雜硼戊烷)(12.06公克，47.49毫莫耳)、Pd2(dba)3(1.81公克，1.98毫莫耳)、Xphos(1.89公克，3.96毫莫耳)以及KOAc(7.77公克，79.15毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷(100毫升)中之後，使混合物回流12小時。在完成反應之後，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。藉由管柱層析法(DCM：Hex=1：2)純化反應材料以獲得目標化合物145-3(8.58公克，63%)。
2)製備化合物145-2
在將化合物145-3(8.58公克，24.93毫莫耳)、2-氯-4,6- 二苯基-1,3,5-三嗪(7.34公克，27.42毫莫耳)、Pd(pph3)4(1.44公克，1.25毫莫耳)以及K2CO3(6.89公克，49.85毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷/H2O(100毫升/20毫升)中之後，使混合物回流3小時。在完成反應之後，將所產生的固體過濾，用蒸餾水洗滌且乾燥。將乾燥的固體煮沸且溶解於DCB中，藉由二氧化矽純化，且使用旋轉式蒸發器移除溶劑。用丙酮使所得物再結晶以獲得目標化合物145-2(9.19公克，82%)。
3)製備化合物145-1
在氮取代下將化合物145-2(9.19公克，20.44毫莫耳)溶解於THF(120毫升)中之後，使溫度降低至-78℃。在向其中滴加2.5M n-BuLi(8.59毫升，21.47毫莫耳)之後，使溫度升高至室溫，且使所得物反應1小時。使溫度再次降低至-78℃，且在向其中滴加B(OMe)3(2.74毫升，24.53毫莫耳，d：0.932公克/毫升)之後，使溫度升高至室溫，且使所得物反應1小時。在完成反應之後，使用MeOH終止反應，且在藉由二氧化矽純化所得物之後，使用旋轉式蒸發器移除溶劑。用EA及Hex使所得物再結晶以獲得目標化合物145-1(5.24公克，52%)。
4)製備化合物145
在將化合物145-1(5.24公克，10.62毫莫耳)、4-溴-N,N-二苯基苯胺(3.79公克，11.68毫莫耳)、Pd(pph3)4(0.61公克，0.53毫莫耳)以及K2CO3(2.94公克，21.24毫莫耳)溶解於1,4-二噁烷/H2O(50毫升/10毫升)中之後，使混合物回流3小時。在完成反應之後，將所產生的固體過濾，用蒸餾水洗滌且乾燥。將乾燥的固體煮沸且溶解於DCB中，藉由二氧化矽純化，且使用旋轉 式蒸發器移除溶劑。用丙酮使所得物再結晶以獲得目標化合物145(2.58公克，35%)。
除使用以下表3中的中間物A-3代替2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪且使用以下表3中的中間物B-3代替4-溴-N,N-二苯基苯胺之外，以與製備實例3中相同的方式合成目標化合物。
Figure 109145603-A0305-02-0067-64
Figure 109145603-A0305-02-0068-65
Figure 109145603-A0305-02-0069-66
以與製備實例中相同的方式製備本說明書中所描述的化合物，且所製備化合物的合成鑑別結果顯示於以下表4及表5中。以下表4顯示1H NMR(CDCl3，200Mz)的量測值，且以下表5顯示FD-質譜法(FD-MS：場解吸質譜法)的量測值。
Figure 109145603-A0305-02-0069-67
Figure 109145603-A0305-02-0070-68
Figure 109145603-A0305-02-0071-69
Figure 109145603-A0305-02-0072-70
Figure 109145603-A0305-02-0072-71
Figure 109145603-A0305-02-0073-72
Figure 109145603-A0305-02-0074-73
Figure 109145603-A0305-02-0075-74
Figure 109145603-A0305-02-0076-75
Figure 109145603-A0305-02-0077-76
[實驗實例]
<實驗實例1>
1)製造有機發光元件(紅色主體)
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。在完成用蒸餾水清潔之後，將基底用溶劑(諸如丙酮、甲醇以及異丙醇)超音波清潔，接著乾 燥，且在UV清潔器中使用UV進行UVO處理持續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。使用以下化合物A作為主體及(piq)2(Ir)(acac)作為紅色磷光摻雜劑藉由向主體摻雜3重量%的(piq)2(Ir)(acac)來將發光層沈積至500埃。此後，將BCP沈積至60埃作為電洞阻擋層，且在其上將Alq3沈積至200埃作為電子傳輸層。
最後，藉由將氟化鋰(LiF)沈積至10埃的厚度而在電子傳輸層上形成電子注入層，且接著藉由將鋁(Al)陰極沈積至1,200埃的厚度而在電子注入層上形成陰極，且因此，製造有機發光元件(比較例1)。
同時，在10-8托至10-6托下，針對待在OLED製造中使用的各材料真空昇華純化製造OLED所需的所有有機化合物。
除使用以下表6中所列出的化合物代替用作發光層的主體的化合物A之外，以與用於製造實驗實例1的有機發光元件的製程中相同的方式進一步製造比較例2至比較例4以及實例1至實例65的有機發光元件。
特定而言，用作實例1至實例65以及比較例1至比較例4中的發光層的主體的化合物如以下表6中所顯示。
在本文中，以下表6中的比較例1至比較例4的化合物A至化合物D如下。
Figure 109145603-A0305-02-0079-77
2)有機發光元件的驅動電壓及發光效率
針對如上文所製造的實例1至實例65以及比較例1至比較例4的有機發光元件中的每一者，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，且藉由量測結果，當標準亮度為6,000坎德拉/平方公尺時，經由麥克科學公司製造的使用壽命量測系統(M6000)來量測T90。
本揭露內容的有機發光元件的所量測特性如以下表6中所顯示。
Figure 109145603-A0305-02-0079-78
Figure 109145603-A0305-02-0080-79
Figure 109145603-A0305-02-0081-80
根據實驗實例1，鑑別出，當使用化學式1的雜環化合物作為有機發光元件的有機材料層(尤其發光層)的主體時，驅動電壓及效率得到改進。特定而言，鑑別出，相較於比較例1至比較例4，在苯環在中心結構中延伸時，使用化學式1的雜環化合物的實例1至實例65具有增加的共振效應，且藉此適用作紅色主體。此外，藉由在一個分子中具有具良好電洞傳輸能力的供體及具良好電子傳輸能力的受體兩者並且將取代基固定在萘并苯并呋喃的第11位處，實例1至實例65具有空間置放，且空間上分離HOMO(最高佔用分子軌域)與LUMO(最低未佔用分子軌域)，從而允許強電荷傳輸，且在用作有機發光元件中的有機材料時預期高效率。
此外，當將實例1至實例57以及實例58至實例65進行比較時，鑑別出，在化學式1中，與在對應於R1的電洞單元為咔唑基時相比，在對應於R1的電洞單元為胺基時獲得相對較低的驅動電壓。原因被視為是歸因於如下事實：與在對應於R1的電洞單元為咔唑基時相比，在對應於R1的電洞單元為胺基時，電洞遷移率相對較快，此使得能夠在低電壓下發光。
<實驗實例2>
1)製造有機發光元件(紅色主體)
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。在完成用蒸餾水清潔之後，將基底用溶劑(諸如丙酮、甲醇以及異丙醇)超音波清潔，接著乾燥，且在UV清潔器中使用UV進行UVO處理持續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。使用在一個供應源中將本揭露內容的雜環化合物5沈積為第一主體且將化合物1-1沈積為第二主體的方法且使用(piq)2(Ir)(acac)作為紅色磷光摻雜劑藉由向主體摻雜3重量%的(piq)2(Ir)(acac)將發光層沈積至500埃。此後，將BCP沈積至60埃作為電洞阻擋層，且在其上將Alq3沈積至200埃作為電子傳輸層。
最後，藉由將氟化鋰(LiF)沈積至10埃的厚度而在電子傳輸層上形成電子注入層，且接著藉由將鋁(Al)陰極沈積至1,200埃的厚度而在電子注入層上形成陰極，且因此，製造有機發光元件(實例66)。
同時，在10-8托至10-6托下，針對待在OLED製造中使用的各材料真空昇華純化製造OLED所需的所有有機化合物。
除使用以下表7中所列出的化合物代替用作發光層的第二主體的化合物1-1之外，以與用於製造實驗實例2的有機發光 元件的製程中相同的方式進一步製造實例66至實例113的有機發光元件。
特定而言，在實例66至實例113中用作發光層的第一主體及第二主體的化合物如以下表7中所顯示。
2)有機發光元件的驅動電壓及發光效率
針對如上文所製造的實例66至實例113的有機發光元件中的每一者，使用由麥克科學公司製造的M7000來量測電致發光(EL)特性，且藉由量測結果，當標準亮度為6,000坎德拉/平方公尺時，經由麥克科學公司製造的使用壽命量測系統(M6000)來量測T95。
本揭露內容的有機發光元件的所量測特性如以下表7中所顯示。
在本文中，在以下表7中，化合物1-1至化合物1-14如下。以下化合物1-1至化合物1-14為具有極佳電洞傳輸能力的p-主體(p型主體)化合物。
Figure 109145603-A0305-02-0083-82
Figure 109145603-A0305-02-0084-83
Figure 109145603-A0305-02-0084-84
Figure 109145603-A0305-02-0085-85
根據實驗實例2，鑑別出，在使用本揭露內容的雜環化合物作為有機發光元件的有機材料層(尤其發光層)的第一主體且使用具有極佳電洞傳輸能力的特定化合物作為第二主體時能夠改進驅動電壓及效率。特定而言，鑑別出，當使用具有電洞傳輸能力的具有本揭露內容的雜環化合物的化合物1-1至化合物1-14時，減少了由自本揭露內容的雜環化合物產生的電子的積聚所引起的效能劣化的現象，此改進了使用壽命問題。
<實驗實例3>
1)製造有機發光元件(紅色主體)
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。在完成用蒸餾水清潔之後，將基底用溶劑(諸如丙酮、甲醇以及異丙醇)超音波清潔，接著乾燥，且在UV清潔器中使用UV進行UVO處理持續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。使用在一個供應源中將本揭露內容的雜環化合物14沈積為第一主體且將化合物2-1沈積 為第二主體的方法且使用(piq)2(Ir)(acac)作為紅色磷光摻雜劑藉由向主體摻雜3重量%的(piq)2(Ir)(acac)將發光層沈積至500埃。此後，將BCP沈積至60埃作為電洞阻擋層，且在其上將Alq3沈積至200埃作為電子傳輸層。
最後，藉由將氟化鋰(LiF)沈積至10埃的厚度而在電子傳輸層上形成電子注入層，且接著藉由將鋁(Al)陰極沈積至1,200埃的厚度而在電子注入層上形成陰極，且因此，製造有機發光元件(實例114)。
同時，在10-8托至10-6托下，針對待在OLED製造中使用的各材料真空昇華純化製造OLED所需的所有有機化合物。
除使用以下表8中所列出的化合物代替用作發光層的第一主體的化合物14及化合物2-1之外，以與用於製造實驗實例3的有機發光元件的製程中相同的方式進一步製造實例114至實例153的有機發光元件。
特定而言，在實例114至實例153中用作發光層的第一主體及第二主體的化合物如以下表8中所顯示。
2)有機發光元件的驅動電壓及發光效率
針對如上文所製造的實例114至實例153的有機發光元件中的每一者，使用由麥克科學公司製造的M7000來量測電致發光(EL)特性，且藉由量測結果，當標準亮度為6,000坎德拉/平方公尺時，經由麥克科學公司製造的使用壽命量測系統(M6000)來量測T95。
本揭露內容的有機發光元件的所量測特性如以下表8中所顯示。
在本文中，在以下表8中，化合物2-1至化合物2-4如下。以下化合物2-1至化合物2-4為具有極佳電子傳輸能力的n-主體(n型主體)化合物。
Figure 109145603-A0305-02-0087-86
Figure 109145603-A0305-02-0087-87
Figure 109145603-A0305-02-0088-88
根據實驗實例3，鑑別出，在使用本揭露內容的雜環化合物作為有機發光元件的有機材料層(尤其發光層)的第一主體且使用具有極佳電子傳輸能力的特定化合物作為第二主體時能夠改進元件使用壽命。特定而言，鑑別出，當使用具有電子傳輸能力的具有本揭露內容的雜環化合物的化合物2-1至化合物2-4時，發光層中的電荷平衡得到最大化，從而增強發光特性。
Figure 109145603-A0305-02-0001-1
Figure 109145603-A0305-02-0002-2
100:基底
200:陽極
300:有機材料層
400:陰極

Claims (13)

  1. 一種雜環化合物，由以下化學式2或化學式3表示：
    Figure 109145603-A0305-02-0090-89
    Figure 109145603-A0305-02-0090-90
     其中在化學式2及化學式3中，L1與L2彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基；X為O；S；或NRa；Y1至Y5彼此相同或不同，且各自獨立地為N或CRb，Y1至Y5中的至少一者或多者為N，且當存在兩個或大於兩個CRb時，Rb彼此相同或不同； R1由以下化學式A表示；Ra為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；Rb是由下列各者所組成的族群中選出：氫；氘；具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳基；以及具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或彼此相鄰的兩個或大於兩個基團彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取代的雜環；m及n各自獨立地為0至3的整數，且當m及n各自為2或大於2時，括弧中的取代基彼此相同或不同；以及
    Figure 109145603-A0305-02-0091-91
     在化學式A中，L11與L12彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基；Ar11與Ar12彼此相同或不同，且各自獨立地由下列各者所組成的族群中選出：具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；及具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基，或Ar11與Ar12彼此鍵結形成具有6個至60個碳原子的經取代或未經取代的芳族烴環或具有2個至60個碳原子的經取代或未經取 代的雜環；a及b各自為0或1；以及
    Figure 109145603-A0305-02-0092-92
    意謂鍵結至化學式2或化學式3的L1的位置。
  2. 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」意謂經一或多個由下列各者所組成的族群中選出的取代基取代：具有1個至60個碳原子的直鏈或分支鏈烷基；具有2個至60個碳原子的直鏈或分支鏈烯基；具有2個至60個碳原子的直鏈或分支鏈炔基；具有3個至60個碳原子的單環或多環環烷基；具有2個至60個碳原子的單環或多環雜環烷基；具有6個至60個碳原子的單環或多環芳基；具有2個至60個碳原子的單環或多環雜芳基；矽基；氧化膦基；以及胺基，或未經取代，或經連接由上文示出的取代基中選出的兩個或大於兩個取代基的取代基取代，或未經取代。
  3. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式2由以下化學式2-1至化學式2-6中的任一者表示：
    Figure 109145603-A0305-02-0092-93
     [化學式2-2]
    Figure 109145603-A0305-02-0093-94
    Figure 109145603-A0305-02-0093-95
    Figure 109145603-A0305-02-0093-96
     [化學式2-5]
    Figure 109145603-A0305-02-0094-97
    Figure 109145603-A0305-02-0094-98
     在化學式2-1至化學式2-6中，L1、L2、X、R1、m以及n具有與化學式2中相同的定義；以及Y11至Y15為CRb，且Rb具有與化學式2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3由以下化學式3-1至化學式3-6中的任一者表示：[化學式3-1]
    Figure 109145603-A0305-02-0095-99
    Figure 109145603-A0305-02-0095-100
    Figure 109145603-A0305-02-0095-101
     [化學式3-4]
    Figure 109145603-A0305-02-0096-102
    Figure 109145603-A0305-02-0096-103
    Figure 109145603-A0305-02-0096-104
     在化學式3-1至化學式3-6中，L1、L2、X、R1、m以及n具有與化學式3中相同的定義，Y11至Y15為CRb，且Rb具有與化學式3中相同的定義。
  5. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式A由以 下化學式A-1至化學式A-5中的任一者表示：
    Figure 109145603-A0305-02-0097-105
    Figure 109145603-A0305-02-0097-106
    Figure 109145603-A0305-02-0097-107
    Figure 109145603-A0305-02-0097-108
    Figure 109145603-A0305-02-0097-109
     在化學式A-1至化學式A-5中，L13與L14彼此相同或不同，且各自獨立地為直接鍵；具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的伸雜芳基；Ar13與Ar14彼此相同或不同，且各自獨立地為具有6個至40個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至40個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基；R20至R26各自獨立地為氫；氘；鹵素基團；氰基；具有6個至20個碳原子的經取代或未經取代的芳基；或具有2個至20個碳原子的經取代或未經取代的雜芳基；X11為O；S；或CRcRd，且Rc與Rd彼此相同或不同，且各自獨立地為具有1個至10個碳原子的經取代或未經取代的烷基；c及d各自為0或1；以及
    Figure 109145603-A0305-02-0098-110
    意謂鍵結至化學式2或化學式3的L1的位置。
  6. 如請求項1所述的雜環化合物，其中化學式2或化學式3由以下化合物中的任一者表示：
    Figure 109145603-A0305-02-0099-111
    Figure 109145603-A0305-02-0100-112
    Figure 109145603-A0305-02-0101-113
    Figure 109145603-A0305-02-0102-114
    Figure 109145603-A0305-02-0103-115
    Figure 109145603-A0305-02-0104-116
    Figure 109145603-A0305-02-0105-117
    Figure 109145603-A0305-02-0106-118
  7. 一種有機發光元件，包括：第一電極；第二電極；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中的一或多個層包含如請求項1至請求項6中任一項所述的雜環化合物。
  8. 如請求項7所述的有機發光元件，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。
  9. 如請求項7所述的有機發光元件，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作為發光材料的主體材料。
  10. 如請求項9所述的有機發光元件，其中所述發光層包含兩種或大於兩種主體材料，且所述兩種或大於兩種主體材料中的至少一者為所述雜環化合物。
  11. 如請求項7所述的有機發光元件，更包括一個、兩個或大於兩個由下列各者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、電洞輔助層以及電洞阻擋層。
  12. 一種用於有機發光元件的有機材料層的組成物，所述組成物包括：如請求項1所述的化學式2或化學式3表示的所述雜環化合物；以及以下雜環化合物1-1至雜環化合物1-14中的任一者：
    Figure 109145603-A0305-02-0108-119
  13. 如請求項12所述的用於有機發光元件的有機材料層的組成物，其中，在所述組成物中，由化學式2或化學式3表示的所述雜環化合物與所述雜環化合物1-1至所述雜環化合物1-14中的任一者的重量比為1：10至10：1。
TW109145603A 2019-12-26 2020-12-23 雜環化合物、包括其的有機發光元件以及用於有機發光元件的有機材料層之組成物 TWI824216B (zh)

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