本發(fā)明涉及一種能夠利用較低的驅(qū)動電壓實現(xiàn)有機發(fā)光元件的有機發(fā)光元件用化合物及包括該有機發(fā)光元件用化合物的有機發(fā)光元件,具體而言,涉及一種用于在作為熒光主劑(host)而使用的情況下能夠通過較低的驅(qū)動電壓來實現(xiàn)優(yōu)良的元件特性的有機發(fā)光元件用化合物及包括該有機發(fā)光元件用化合物的有機發(fā)光元件。
背景技術(shù):
有機發(fā)光元件(organiclightemittingdiode:oled)是利用自發(fā)光現(xiàn)象的顯示器件,由于視角較廣,相比于液晶顯示器而可以實現(xiàn)輕薄、簡單化,且具有較快的響應(yīng)速度等優(yōu)點,因此,有望作為全彩(full-color)顯示器或者照明而得到應(yīng)用。
通常,有機發(fā)光現(xiàn)象指利用有機物質(zhì)而將電能轉(zhuǎn)換為光能的現(xiàn)象。利用有機發(fā)光現(xiàn)象的有機發(fā)光元件通常具有包括陽極、陰極以及在陽極與陰極中間的有機物層的結(jié)構(gòu)。在此,有機物層通常為了提高有機發(fā)光元件的效率和穩(wěn)定性而形成為由分別不同的物質(zhì)構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu),例如,可以由空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等構(gòu)成。在這種有機發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中,如果在兩個電極之間施加電壓,則空穴在陽極被注入到有機物層,且電子在陰極被注入到有機物層,當(dāng)被注入的空穴遇到被注入的電子時形成激子(exciton),而且在所述激子重新下降到基態(tài)時發(fā)光。這種有機發(fā)光元件被周知為具有自發(fā)光、高亮度、高效率、低驅(qū)動電壓、較廣的視角、較高的對比度、高速的響應(yīng)性等特性。
在有機發(fā)光元件中作為有機物層而使用的材料可以根據(jù)功能而被分類為發(fā)光材料和電荷傳輸材料,例如,空穴注入材料、空穴傳輸材料、電子傳輸材料、電子注入材料等。所述發(fā)光材料可根據(jù)分子量而被分類為高分子型和低分子型,而且可以根據(jù)發(fā)光機制而被分類為始于電子的單線激發(fā)態(tài)的熒光材料和始于電子的三線激發(fā)態(tài)的磷光材料。并且,發(fā)光材料可以根據(jù)發(fā)光顏色而被劃分為藍色、綠色、紅色發(fā)光材料和為了體現(xiàn)更好的自然顏色而需要的黃色及橙色發(fā)光材料。
另外,在只將一種物質(zhì)作為發(fā)光材料而使用的情況下,由于分子之間的相互作用,最大發(fā)光波長移動至較長的波長,顏色純度降低,或者由于發(fā)光衰減效果而發(fā)生元件的效率降低的問題,所以為了通過顏色純度的增加和能量的轉(zhuǎn)移而增加發(fā)光效率,作為發(fā)光材料而可以使用主劑-摻雜劑體系(host-dopantsystem)。
其原理是,如果將能帶間隙(energybandgap)比形成發(fā)光層的主劑小的摻雜劑少量地混合到發(fā)光層,則從發(fā)光層產(chǎn)生的激子被傳輸?shù)綋诫s劑,從而發(fā)出效率較高的光。此時,由于主劑的波長移動至摻雜劑的波段,所以能夠根據(jù)所利用的摻雜劑的種類而獲得具有所期望的波長的光。
作為關(guān)于這種主劑化合物的現(xiàn)有技術(shù),在授權(quán)專利公報第10-0910150號(2009.08.03)中記載了關(guān)于如下的有機發(fā)光元件的技術(shù):在發(fā)光介質(zhì)層中包含化合物,在所述化合物中,雜環(huán)(heterocycle)的取代基結(jié)合于蒽結(jié)構(gòu)的末端,而且在日本授權(quán)專利公報第5608978號(2014.10.22)中,記載了關(guān)于一種如下的有機發(fā)光元件的技術(shù):在發(fā)光介質(zhì)層包含一種蒽衍生物,在所述蒽衍生物中,二苯并呋喃結(jié)構(gòu)的取代基結(jié)合于蒽結(jié)構(gòu)的末端。
但是,即使制造出了包含所述現(xiàn)有技術(shù)的、用于發(fā)光介質(zhì)層的多樣的種類的化合物,至今還是持續(xù)地需要開發(fā)能夠在更低的電壓下驅(qū)動有機發(fā)光元件的一種有機發(fā)光元件用有機物層材料,這是實情。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
技術(shù)問題
因此,本發(fā)明所要實現(xiàn)的第一個技術(shù)課題是,提供一種可用于有機發(fā)光層,且能夠在較低的電壓下驅(qū)動的有機發(fā)光元件用化合物。
本發(fā)明所要實現(xiàn)的第二個技術(shù)課題是,提供一種包括所述化合物的有機發(fā)光元件。
技術(shù)方案
本發(fā)明為了解決上述的第一個技術(shù)課題而提供表示為下述的[化學(xué)式a]的有機發(fā)光化合物。
[化學(xué)式a]
在所述[化學(xué)式a]中,
r1至r5分別相同或不同,而且是相互獨立地從氫、重氫、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至30的烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至30的炔基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至30的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的環(huán)烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷硫氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的芳基硫氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷胺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的芳胺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至50的芳基、被取代或未被取代且具有作為雜原子的o或n或者s的碳原子數(shù)為2至50的雜芳基、氰基、硝基、鹵基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的硅烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的鍺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的硼基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的鋁基、羰基、磷酰基、氨基、巰基、羥基、硒基、碲基、酰胺基、醚基、酯基中選擇的任意一個,
所述r1至r5的未結(jié)合取代基的芳香族環(huán)的碳原子與氫原子結(jié)合,
所述連接基l是單鍵、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的亞芳基;
k是1至5的整數(shù),
1至n彼此相同或不同,并且相互獨立地為1至4的整數(shù),
o是1至3的整數(shù),并且
在所述k至o分別為2以上的情況下,r1至r5分別彼此相同或不同,
x的“***”可以是與連接基l結(jié)合的結(jié)合位點。
此外,本發(fā)明為了實現(xiàn)上述第二個課題而提供一種有機發(fā)光元件,其包括:第一電極;第二電極,與所述第一電極相面對;以及有機層,夾設(shè)于所述第一電極和所述第二電極之間,所述有機層包括一種以上的本發(fā)明的有機發(fā)光化合物。
有益效果根據(jù)本發(fā)明,表示為[化學(xué)式a]的有機發(fā)光化合物相比于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的有機發(fā)光化合物而具有能夠在低電壓下驅(qū)動有機發(fā)光元件的優(yōu)良的特性。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一具體的示例的有機發(fā)光元件的示意圖。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明進行更為詳細(xì)的說明。
本發(fā)明將以下述的[化學(xué)式a]表示的化合物作為新型的芳香族有機發(fā)光化合物而提供。
[化學(xué)式a]
r1至r5分別相同或不同,而且是相互獨立地從氫、重氫、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至30的烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至20的炔基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至30的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的環(huán)烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷硫氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的芳基硫氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的烷胺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至30的芳胺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至50的芳基、被取代或未被取代且具有作為雜原子的o或n或者s的碳原子數(shù)為2至50的雜芳基、氰基、硝基、鹵基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的硅烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的鍺基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的硼基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至30的鋁基、羰基、磷?;?、氨基、巰基、羥基、硒基、碲基、酰胺基、醚基、酯基中選擇的任意一個,
所述r1至r5的未結(jié)合取代基的芳香族環(huán)的碳原子與氫原子結(jié)合,
所述連接基l是單鍵、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的亞芳基;
k是1至5的整數(shù),
1至n分別彼此相同或不同,并且相互獨立地為1至4的整數(shù),
o是1至3的整數(shù),并且
在所述k至o分別為2以上的情況下,各個r1至r5彼此相同或不同,
x的“***”是與連接基l結(jié)合的結(jié)合位點,
在所述[化學(xué)式a]中“被取代或未被取代的”中的“取代”表示被從由如下的物質(zhì)組成的群中選擇的一種以上的取代基所取代:重氫、氰基、鹵基、羥基、硝基、碳原子數(shù)為1至24的烷基、碳原子數(shù)為1至24的鹵化烷基、碳原子數(shù)為1至24的烯基、碳原子數(shù)為1至24的炔基、碳原子數(shù)為1至24的雜烷基、碳原子數(shù)為6至24的芳基、碳原子數(shù)為6至24的芳烷基、碳原子數(shù)為2至24的雜芳基或者碳原子數(shù)為2至24的雜芳烷基、碳原子數(shù)為1至24的烷氧基、碳原子數(shù)為1至24的烷基氨基、碳原子數(shù)為1至24的芳基氨基、碳原子數(shù)為1至24的雜芳基氨基、碳原子數(shù)為1至24的烷基硅烷基、碳原子數(shù)為1至24的芳基硅烷基、碳原子數(shù)為1至24的芳氧基。
并且,所述“被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至24的烷基”、“被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至24的芳基”等中,當(dāng)考慮到所述烷基或芳基的范圍時,所述碳原子數(shù)為1至24的烷基及碳原子數(shù)為6至24的芳基的碳原子數(shù)的范圍分別表示不考慮所述取代基被取代的部分而視為未被取代時的構(gòu)成烷基部分或芳基部分的全部碳原子數(shù)。例如,對位上取代有丁基的苯基應(yīng)當(dāng)視為相當(dāng)于被碳原子數(shù)為4的丁基所取代的碳原子數(shù)為6的芳基。
在本發(fā)明的化合物中使用的作為取代基的芳基表示包含一個以上的環(huán)的由碳化氫構(gòu)成的芳香族體系,而且當(dāng)在所述芳基中存在取代基時,能夠與相鄰的取代基相互融合(fused)而額外地形成環(huán)。
作為所述芳基的的具體例,可列舉苯基、鄰聯(lián)苯基、間聯(lián)苯基、對聯(lián)苯基、鄰三聯(lián)苯基、間三聯(lián)苯基、對三聯(lián)苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、茚基、芴基、四氫萘基、苝基、
作為本發(fā)明的化合物中使用的取代基的雜芳基表示如下的碳原子數(shù)為2至24的環(huán)芳香族體系:包括從n、o、p或者s中選擇的1、2或3個雜原子,其余環(huán)原子為碳。所述環(huán)可融合而形成環(huán)。另外,所述雜芳基中的一個以上的氫原子可被與所述芳基的情形相同的取代基所取代。
作為本發(fā)明中使用的取代基的烷基的具體例,可列舉甲基、乙基、丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、己基等,所述烷基中的一個以上的氫原子也可與所述芳基的情形相同地被取代基所取代。
作為本發(fā)明的化合物中使用的取代基的烷氧基的具體例,可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丁氧基、仲丁氧基、戊氧基、異戊氧基、己氧基等,所述烷氧基中的一個以上的氫原子也可與所述芳基相同地被取代基所取代。
作為本發(fā)明的化合物中使用的取代基的硅烷基的具體例,可列舉三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、三苯基硅烷基、三甲氧基硅烷基、二甲氧基苯硅烷基、二苯甲基硅烷基、硅烷基、二苯基乙烯基硅烷基、甲基環(huán)丁基硅烷基、二甲基呋喃硅烷基等,所述硅烷基中的一個以上的氫原子也可與所述芳基相同地被取代基所取代。
本發(fā)明中的由所述化學(xué)式a表示的化合物的技術(shù)特征在于,結(jié)合于蒽環(huán)的9號位置的連接基l如同以下的圖1所示地結(jié)合于被取代或未被取代的二苯并呋喃的任意一側(cè)苯環(huán)的1號位置或者2號位置的碳原子。
在將由所述化學(xué)式a表示的化合物作為有機發(fā)光元件的發(fā)光層而使用的情況下,所獲取的有機發(fā)光元件可以呈現(xiàn)較低的驅(qū)動電壓。
對本發(fā)明中的由所述化學(xué)式a表示的化合物而言,連接基l可以為單鍵,或者可以是選自下述的[結(jié)構(gòu)式1]或者[結(jié)構(gòu)式2]中的任意一種。
在此,在所述連接基l中,芳香族環(huán)的碳位可結(jié)合有氫或者重氫。
例如,所述連接基l可以是單鍵,或者可以具有由下述的[l1]至[l6]表示的結(jié)構(gòu)。
在此,所述“-*”表示結(jié)合于蒽的結(jié)合位點,所述“-**”是結(jié)合于x的結(jié)合位點。
并且,本發(fā)明的所述化學(xué)式a內(nèi)的取代基r1至r5中的一個以上可以包括重氫。
作為一實施例,所述取代基r1可以是重氫,k可以是5。
作為一實施例,r2和/或r3是重氫,而且l為2以上或者m為2以上。
作為一實施例,r2和r3同時為重氫,據(jù)此l和m可以分別為2以上。
作為一實施例,所述r4和/或r5為重氫,并且n可以為2以上或者o為2以上。
作為一實施例,所述r4和r5同時為重氫,并且n和o可以分別為2以上。
以下,作為本發(fā)明的有機發(fā)光化合物的代表性的結(jié)構(gòu)式,示出了選自下述的以[化合物1]至[化合物138]表示的群的任意一個化合物,但是根據(jù)本發(fā)明的化合物并不局限于此。
此外,本發(fā)明提供一種有機發(fā)光元件,其包括:第一電極;第二電極,與所述第一電極相面對;以及有機層,夾設(shè)于所述第一電極和所述第二電極之間,所述有機層包括一種以上的本發(fā)明的有機發(fā)光化合物。
本發(fā)明中“(有機層)包括一種以上的化合物”可解釋為“(有機層)可包括屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的一種化合物,或者包括屬于所述化合物范圍內(nèi)的互不相同的兩種以上的化合物”。
此時,包含所述本發(fā)明的化合物的有機層可包括如下層中的至少一個層:空穴傳輸層、空穴注入層、同時具備空穴注入功能和空穴傳輸功能的功能層、發(fā)光層、電子傳輸層以及電子注入層。
并且,在本發(fā)明中,夾設(shè)于所述第一電極與所述第二電極之間的有機層可以是發(fā)光層,在此情況下,所述發(fā)光層由主劑和摻雜劑構(gòu)成,所述化學(xué)式a的化合物可作為主劑而被使用。
在此情況下,作為在所述發(fā)光層使用的摻雜劑物質(zhì)的具體例,可以列舉芘類化合物、用重氫取代的芘類化合物、芳基胺、用重氫取代的芳基胺,紫蘇類化合物,用重氫取代的紫蘇類化合物,吡咯類化合物,用重氫取代的吡咯化合物、腙類化合物、用重氫取代的腙類化合物、咔唑類化合物、用重氫取代的咔唑類化合物、茋類化合物、用重氫取代的茋類化合物、星爆(starbursttype)化合物、用重氫取代的星爆型化合物、惡二唑類化合物、用重氫取代的惡二唑類化合物,香豆素(coumarine)、用重氫取代的香豆素(coumarine)等,但是本發(fā)明并不局限于此。
當(dāng)所述發(fā)光層包括主劑和摻雜劑時,以約100重量份的主劑為基準(zhǔn),摻雜劑的含量通??稍诩s0.01至約20重量份的范圍內(nèi)選擇,然而并不局限于此。
而且,本發(fā)明中選自所述空穴注入層、空穴傳輸層、同時具有空穴注入功能及空穴傳輸功能的功能層、發(fā)光層、電子傳輸層及電子注入層的一個以上的層可通過單分子沉積方式或溶液工藝而形成。其中,所述沉積方式表示如下的方式:將作為用于形成所述各個層的材料而被使用的物質(zhì)在真空或低壓狀態(tài)下通過加熱等而蒸發(fā),從而形成薄膜。所述溶液工藝表示如下的方法:將作為用于形成所述各個層的材料而被使用的物質(zhì)與溶劑進行混合,并對其應(yīng)用噴墨印刷、輥對輥涂覆、絲網(wǎng)印刷、噴涂、浸涂、旋涂等方法而形成薄膜。
并且,本發(fā)明中的所述有機發(fā)光元件可應(yīng)用于從下列裝置中選擇的任意一種裝置:平板顯示裝置、柔性顯示裝置、單色或白色的平板照明用裝置、單色或白色的柔性照明用裝置。
作為本發(fā)明的具體例,在所述陽極和所述有機發(fā)光層之間額外地層疊有空穴傳輸層(htl,holetransportlayer),在所述陰極和所述有機發(fā)光層之間可以額外地層疊有電子傳輸層(etl,electrontransportlayer)。
作為所述空穴傳輸層的材料,使用電離勢低的供電子性分子,其中主要使用將三苯胺作為基本骨架的二胺、三胺或四胺衍生物,例如,可以使用n,n'-雙(3-甲基苯基)-n,n'-二苯基-[1,1-聯(lián)苯基]-4,4'-二胺(tpd)或n,n'-二(萘-1-基)-n,n'-二苯聯(lián)苯胺(a-npd)等。
在所述空穴傳輸層的下部還可以額外地層疊空穴注入層(hil,holeinjectinglayer),所述空穴注入層材料也同樣只要是本領(lǐng)域中通常使用的材料則不會特殊地受限,例如,可以使用銅酞菁(cupc,copperphthalocyanine)或者作為星爆型胺類的tcta(4,4',4"-tri(n-carbazolyl)triphenyl-amine),m-mtdata(4,4',4"-tris-(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)等。
并且,作為所述電子傳輸層的材料,例如可以使用作為惡二唑衍生物的pbd、bmd、bnd或者alq3等。
另外,在所述電子傳輸層的上部還可以層疊有電子注入層(eil,electroninjectinglayer),所述電子注入層使來自陰極的電子的注入變得容易,從而最終執(zhí)行改善能量效率的功能,而所述電子注入層材料同樣只要是本領(lǐng)域中通常使用的材料即可沒有特別的限制地得到使用,例如,可以利用lif,nacl,csf,li2o,bao等物質(zhì)。
以下,通過圖1而對本發(fā)明的有機發(fā)光元件進行說明。
圖1是示出本發(fā)明的有機發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光元件包括陽極20、空穴傳輸層40、有機發(fā)光層50、電子傳輸層60以及陰極80,并可根據(jù)需要而再包括空穴注入層30和電子注入層70,此外還可以形成1層或2層的中間層。
參考圖1而對本發(fā)明的有機發(fā)光元件及其制造方法進行觀察則如下。首先,在基板10上部涂覆陽極電極用物質(zhì)而形成陽極20。在此,基板10采用通常在有機el元件中使用的基板,優(yōu)選采用透明性、表面平滑性、取用容易性及防水性優(yōu)良的有機基板或者透明塑料基板。并且,作為陽極電極用物質(zhì),使用透明且導(dǎo)電性優(yōu)秀的氧化銦錫(ito)、氧化銦鋅(izo)、氧化錫(sno2)、氧化鋅(zno)等。
在所述陽極20電極上部將空穴注入層物質(zhì)真空熱沉積或者旋涂而形成空穴注入層30。然后,在所述空穴注入層30的上部將空穴傳輸層物質(zhì)真空熱沉積或者旋涂而形成空穴傳輸層40。
接著,在所述空穴傳輸層40的上部層疊有機發(fā)光層50,并在所述有機發(fā)光層50的上部選擇性地將空穴阻擋層(未圖示)通過真空沉積法或旋涂法而形成薄膜。在所述空穴阻擋層在空穴通過有機發(fā)光層而流入到陰極的情況下使元件的壽命和效率降低,因此采用homo(最高占有分子軌道:highestoccupiedmolecularorbital)級別很低的物質(zhì),從而防止這種問題。此時,使用的空穴阻擋物質(zhì)并不特別受限,然而需要具備電子傳輸能力,并具有高于發(fā)光化合物的電離勢(ionizationpotential),代表性地可采用balq、bcp、tpbi等。
通過真空沉積法或旋涂法而在所述空穴阻擋層上沉積電子傳輸層60,然后形成電子注入層70,并在所述電子注入層70的上部將陰極形成用金屬真空熱沉積,從而形成陰極80電極,由此完成有機el元件。在此,作為陰極形成用金屬可使用鋰(li)、鎂(mg)、鋁(al)、鋁-鋰(al-li)、鈣(ca)、鎂-銦(mg-in)、鎂-銀(mg-ag)等,且為了得到全面發(fā)光元件,可采用使用到ito、izo的透射型陰極。
而且,根據(jù)本發(fā)明的具體例,所述發(fā)光層的厚度優(yōu)選為50至
此時,所述主劑可以是由下述的[化學(xué)式1]或者[化學(xué)式2]表示的化合物。此時,所述發(fā)光層可以額外地包括多樣的摻雜劑物質(zhì)。
在所述[化學(xué)式1]和[化學(xué)式2]中,
a可以是選自如下項中的任意一種:被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至50的芳基、被取代或未被取代且具有作為雜原子的o、n或者s的碳原子數(shù)為3至50的雜芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的亞芳基、被取代或未被取代且具有作為雜原子的o、n或者s的碳原子數(shù)為3至50的雜亞芳基。
具體而言,a是被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的亞芳基或者單鍵,優(yōu)選地,可以是蒽、芘、菲、茚菲、
在此,所述[化學(xué)式a3]的z1至z2從氫、重氫原子、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的炔基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷硫基(alkylthio)、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至60的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳硫基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的雜芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的(烷基)氨基、二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基)氨基或者(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基、二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基構(gòu)成的群中選擇一種以上,z1至z2分別彼此相同或不同,而且可以與彼此相鄰的基構(gòu)成縮合環(huán)。
并且,在所述[化學(xué)式1]中,
所述x1及x2分別獨立地,是被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的亞芳基或者單鍵,x1和x2可以彼此結(jié)合,
所述y1及y2分別獨立地,是從由被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至24的芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至24的雜芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至24的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至24的雜烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至24的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至24的烷氧基、氰基、鹵基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至24的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至40的烷基硅烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的芳基硅烷基、鍺、磷、硼、重氫和氫構(gòu)成的群中選擇的一種以上,y1至y2分別彼此相同或不同,并且可以與相鄰的基團形成脂肪族、芳香族、雜脂肪族或雜芳香族的縮合環(huán),
所述1、m分別是1至20整數(shù),n是1至4的整數(shù)。
并且,在所述[化學(xué)式2]中,
cy是被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至8的環(huán)烷基,b是1至4的整數(shù),且在b為2以上的情況下,各個環(huán)烷烴可以是融合的形態(tài),并且,被取代的氫原子可以被取代為重氫或者烷基,其可以彼此相同或不同。
此外,所述b可以是單鍵或–[c(r5)(r6)]p–,所述p是1至3的整數(shù),在p為2以上的情況下,2以上的r5及r6彼此相同或不同;
所述r1、r2、r3、r5及r6可以彼此獨立地選自:氫、重氫、鹵素原子,羥基,氰基,硝基,氨基,脒基,肼基,腙基,羧基或其鹽,磺酸基或其鹽,磷酸或其鹽、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的炔基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷硫基(alkylthio)、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至60的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳硫基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的雜芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的(烷基)氨基、二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基)氨基或者(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基或者二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至40的烷基硅烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的芳基硅烷基、鍺、磷、硼,
a是1至4的整數(shù),在a為2以上的情況下,2以上的r3彼此相同或不同,在r3為復(fù)數(shù)的情況下,各個r3可以是融合的形態(tài),而且n是1至4的整數(shù)。
并且,所述[化學(xué)式1]和[化學(xué)式2]的與a結(jié)合的胺基可以表示為從由[取代基1]至[取代基52]表示的群中選擇的任意一種,但是并不局限于此。
在所述取代基中,r可以彼此相同或獨立地選自氫、重氫、鹵素原子,羥基,氰基,硝基,氨基,脒基,肼基,腙基,羧基或其鹽,磺酸基或其鹽,磷酸或其鹽、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的烯基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的炔基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷硫基(alkylthio)、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至60的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳氧基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為5至60的芳硫基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為2至60的雜芳基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的(烷基)氨基、二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至60的烷基)氨基或者(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基或者二(被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至60的芳基)氨基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至40的烷基硅烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至30的芳基硅烷基、鍺、磷、硼,并且分別可以取代1至12個,各個取代基可以與相鄰的基團形成縮合環(huán)。
以下,通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行更為詳細(xì)的說明。然而,在本領(lǐng)域中具有基本知識的人均可理解,這些實施例為了更為具體地說明本發(fā)明而被提供,而本發(fā)明的范圍并不局限于此。
(實施例)
合成例1:化合物5的合成
合成例1-(1):中間體1-a的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式1,合成出中間體1-a。
<反應(yīng)式1>
在500ml圓底燒瓶反應(yīng)器中投入10-苯基(d5)-蒽-9-硼酸(38.6g,127mmol)、1-溴-4-碘苯(30.0g,106mmol)、四(三苯基膦)鈀(3.43g,3mmol)、碳酸鉀(27.35g,197.9mmol),并投入了甲苯150ml、四氫呋喃150ml和水60ml。將圓底燒瓶反應(yīng)器的溫度升溫至90度并攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,將反應(yīng)器的溫度降低至室溫,然后用乙酸乙酯萃取并分離了有機層。針對有機層進行減壓濃縮之后用柱層析法(columnchromatography)分離,從而獲取了<中間體1-a>(35.0g,79.7%)。
合成例1-(2):中間體1-b的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式2,合成出中間體1-b。
<反應(yīng)式2>
在干燥好的2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入1,3-二甲氧基苯(100.0g,0.724mol)、四氫呋喃800ml并將其融化。在氮氣氛圍下,將反應(yīng)溶液降低溫度至-10度之后慢慢滴加了正丁基鋰(543ml,0.868mol)。在相同溫度下攪拌4個小時之后將溫度降低至-78度。保持相同溫度并將硼酸三甲酯(112.8g,1.086mol)慢慢地滴加30分鐘,之后在常溫下攪拌了一夜。反應(yīng)完成之后慢慢低價2n的鹽酸并將其酸化。利用水和乙酸乙酯萃取并分離有機層之后利用硫酸鎂去除了水分。將物質(zhì)減壓濃縮之后利用庚烷使其結(jié)晶。將所生成的固體進行過濾之后利用庚烷洗滌,從而獲取了<中間體1-b>(92.0g,69%)。
合成例1-(3):中間體1-c的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式3,合成出中間體1-c。
<反應(yīng)式3>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入1-溴-2-氟苯(80.0g,0.457mol)、<中間體1-b>(91.5g,0.503mol)、四(三苯基膦)鈀(11.6g,0.01mol)、碳酸鉀(126.4g,0.914mol),并投入了甲苯400ml、四氫呋喃400ml和水160ml。將反應(yīng)器的溫度升溫至80度并攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,將反應(yīng)器的溫度降低至室溫,然后利用乙酸乙酯萃取并分離了有機層。針對有機層進行減壓濃縮之后用柱層析法分離,從而獲取了<中間體1-c>(85.0g,80%)。
合成例1-(4):中間體1-d的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式4,合成出中間體1-d。
<反應(yīng)式4>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體1-c>(85.0g,0.366mol),并投入醋酸510ml和氫溴酸340ml并回流攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,將溫度降低至常溫,并慢慢地滴加到1000ml的涼水。然后利用水和乙酸乙酯對溶液進行萃取而分離了有機層。針對有機層,利用400ml的碳酸氫鈉水溶液進行洗滌之后減壓濃縮。通過柱層析法對所得到的物質(zhì)進行分離純化,從而獲取了<中間體1-d>(71g,95%)。
合成例1-(5):中間體1-e的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式5,合成出中間體1-e。
<反應(yīng)式5>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體1-d>(71.0,39mmol)、碳酸鉀(96.1g,0.695mol)、1-甲基-2-吡咯烷酮1060ml,并在120度下攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,將溫度降低至常溫,并慢慢地滴加到1000ml的涼水。然后利用水和乙酸乙酯進行萃取而分離了有機層。通過柱層析法對所得到的物質(zhì)進行分離純化,從而獲取了<中間體1-e>(60.0g,93.7%)。
合成例1-(6):中間體1-f的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式6,合成出中間體1-f。
<反應(yīng)式6>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體1-e>(60.0g,0.326mol)和二氯甲烷600ml并將其融化,之后慢慢投入吡啶(38.7g,0.489mol)并在常溫下攪拌了30分鐘。在將反應(yīng)溶液冷卻至0度之后,保持相同的溫度并滴加了三氟甲磺酸酐(137.8g,0.489mol)。在常溫下攪拌5小時之后在反應(yīng)容器慢慢投入100ml的水并攪拌10分鐘。利用水和乙酸乙酯對溶液進行萃取而分離并減壓濃縮了有機層。通過柱層析法對所得到的物質(zhì)進行分離純化,從而獲取了<中間體1-f>(87g,84.5%)。
合成例1-(7):中間體1-g的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式7,合成出中間體1-g。
<反應(yīng)式7>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體1-f>(87g,0.275mol)、雙(頻哪醇合)二硼(83.8g,0.330mol)、1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵-鈀(ii)二氯化物(4.5g,0.006mol)、乙酸鉀(54.0g,0.550mol)、1,4-二惡烷870ml,并回流攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,通過硅藻土墊(celitepad)而將濾液減壓濃縮。通過柱層析法對所得到的物質(zhì)進行分離純化,從而獲得了<中間體1-g>(65.3g,80.7%)。
合成例1-(8):化合物1的合成
根據(jù)如下的反應(yīng)式8,合成出中間體1-g。
<反應(yīng)式8>
在250ml圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體1-a>(5.5g,13mmol)、<中間體1-g>(4.7g,16mmol)、四(三苯基膦)鈀(0.46g,3mmol)、碳酸鉀(3.67g,26.5mmol),并投入了甲苯30ml、1,4-二惡烷30ml和水11ml。將反應(yīng)器的溫度升溫至90度并攪拌了一夜。在反應(yīng)結(jié)束之后,將反應(yīng)器的溫度降低至室溫,然后利用乙酸乙酯萃取并分離了有機層。針對有機層進行減壓濃縮之后用柱層析法分離。并利用甲苯和丙酮重結(jié)晶而獲得了<化合物1>(3.2g,48%)。
ms:m/z502.2[m+]
合成例2:化合物13的合成
合成例2-(1):<中間體2-a>的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式9而合成了中間體2-a:
<反應(yīng)式9>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入2-溴二苯并呋喃(70.0g,0.283mol)、雙(頻哪醇合)二硼(86.3g,0.340mol)、1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵-鈀(ii)二氯化物(4.6g,0.006mol)、乙酸鉀(56.6g,0.567mol)、1,4-二惡烷870ml,并回流攪拌了一夜。反應(yīng)完成之后,通過硅藻土墊并將濾液減壓濃縮。通過柱層析法對所得到的物質(zhì)進行分離純化,從而獲得了<中間體2-a>(66.4g,79%)。
合成例2-(2):化合物13的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式10而合成了化合物13:
<反應(yīng)式10>
以與上述的合成例1-(8)相同的方法獲取了<化合物13>(3.0g,66.1%),只不過用<中間體2-a>來代替了<中間體1-g>。
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合成例3:化合物22的合成
合成例3-(1):中間體3-a的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式11而合成了中間體3-a:
<反應(yīng)式11>
以與上述的合成例1-(1)相同的方法獲取了<中間體3-a>(32g,72.8%),只不過用1-溴-3-碘苯代替了1-溴-4-碘苯。
合成例3-(2):化合物22的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式12而合成了化合物22:
<反應(yīng)式12>
以與上述的合成例1-(8)相同的方法獲取了<化合物22>(3.5g,57.8%),只不過用<中間體3-a>來代替了<中間體1-a>。
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合成例4:化合物31的合成
合成例4-(1):化合物31的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式13而合成了化合物31:
<反應(yīng)式13>
以與上述的合成例2-(2)相同的方法獲取了<化合物31>(2.7g,44.6%),只不過用<中間體3-a>來代替了<中間體1-a>。
ms:m/z502.2[m+]
合成例5:化合物43的合成
合成例5-(1):中間體5-a的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式14而合成了中間體5-a:
<反應(yīng)式14>
以與上述的合成例1-(1)相同的方法獲取了<中間體5-a>(29g,59.5%),只不過用1,4-二溴萘來代替了1-溴-4-碘苯。
合成例5-(2):化合物43的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式15而合成了化合物43:
<反應(yīng)式15>
以與上述的合成例1-(8)相同的方法獲取了<化合物43>(4.2g,69.4%),只不過用<中間體5-a>來代替了<中間體1-a>。
ms:m/z552.2[m+]
合成例6:化合物52的合成
合成例6-(1):化合物52的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式16而合成了化合物52:
<反應(yīng)式16>
以與上述的合成例2-(2)相同的方法獲取了<化合物52>(4.0g,67.4%),只不過用<中間體5-a>來代替了<中間體1-a>。
ms:m/z552.2[m+]
合成例7:化合物61的合成
合成例7-(1):中間體7-a的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式17而合成了中間體7-a:
<反應(yīng)式17>
以與上述的合成例1-(6)相同的方法獲取了<中間體7-a>(244g,95%),只不過用1,4-二羥基萘來代替了<中間體1-e>。
合成例7-(2):中間體7-b的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式18而合成了中間體7-b:
<反應(yīng)式18>
在2l圓底燒瓶反應(yīng)器中投入<中間體7-a>(110.0g,0.259mol)、10-苯基(d5)-蒽-9-硼酸(78.6g,0.259mol)、四(三苯基膦)鈀(6.0g,5mmol)、碳酸鉀(71.7g,0.519mol),并投入甲苯770ml、乙醇330ml、水220ml。將反應(yīng)器的溫度升溫至60度并攪拌了1小時。在反應(yīng)結(jié)束之后,將反應(yīng)器的溫度降低至室溫,并過濾了所生成的固體。利用水和乙酸乙酯萃取濾液,從而對有機層進行了分離減壓濃縮。將物質(zhì)融化在甲苯并用甲醇重結(jié)晶而獲取了<中間體7-b>(100.0g,72.3%)。
合成例7-(3):化合物61的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式19而合成了化合物61:
<反應(yīng)式19>
以與上述的合成例1-(8)相同的方法獲取了<化合物61>(2.8g,54%),只不過用<中間體7-b>來代替了<中間體1-a>。
ms:m/z552.2[m+]
合成例8:化合物70的合成
合成例8-(1):化合物70的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式20而合成了化合物70。
<反應(yīng)式20>
以與上述的合成例2-(2)相同的方法獲取了<化合物70>(2.4g,46%),只不過用<中間體7-b>來代替了<中間體1-a>。
ms:m/z552.2[m+]
合成例9:化合物118的合成
合成例9-(1):化合物118的合成
根據(jù)以下的反應(yīng)式21而合成了化合物118:
<反應(yīng)式21>
以與上述的合成例7-(2)和7-(3)相同的方法獲取了<化合物118>(3.5g,58%),只不過在合成例7-(2)和7-(3)中分別用10-苯基(h5)-蒽-9-硼酸和<中間體9-a>來代替了10-苯基(d5)-蒽-9-硼酸和<中間體7-b>。
ms:m/z547.2[m+]
實施例1~7:有機發(fā)光元件的制造
將ito玻璃圖案化而使其發(fā)光面積成為2mm×2mm大小,然后洗凈。將所述ito玻璃安裝在真空腔室之后使基底壓力成為1×10-7torr,然后在所述ito上以hat-cn
比較例1~7
代替所述實施例1至7中使用的化合物而使用[bh1]至[bh7],除此之外,以相同方法制作出有機發(fā)光元件,所述[bh1]至[bh7]的結(jié)構(gòu)如下。
針對基于實施例1至7、比較例1至7來制造出的有機發(fā)光元件,將測量驅(qū)動電壓的結(jié)果示于如下的[表1]。電壓在10ma/cm2的電流密度下進行了測量。
[表1]
如所述[表1]的評價結(jié)果表示,相比于根據(jù)比較例的有機發(fā)光元件,使用具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)的化合物的有機發(fā)光元件的驅(qū)動電壓較低。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明,可以制造具有低電壓驅(qū)動的優(yōu)秀的元件特性的有機發(fā)光元件,因此具有產(chǎn)業(yè)上的可利用性。