新型化合物及包含其的有机发光器件的制作方法

文档序号:24542162发布日期:2021-04-02 10:26阅读:103来源:国知局
新型化合物及包含其的有机发光器件的制作方法

与相关申请的相互引用

本申请主张基于2018年10月15日的韩国专利申请第10-2018-0122688号和2019年10月14日的韩国专利申请第10-2019-0127309号的优先权,包含该韩国专利申请的文献中公开的全部内容作为本说明书的一部分。

本发明涉及新型化合物及包含其的有机发光器件。



背景技术:

通常情况下,有机发光现象是指利用有机物质将电能转换为光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件具有宽视角、优异的对比度、快速响应时间,亮度、驱动电压和响应速度特性优异,因此正在进行大量的研究。

有机发光器件通常具有包括阳极和阴极以及位于上述阳极与阴极之间的有机物层的结构。为了提高有机发光器件的效率和稳定性,上述有机物层大多情况下由分别利用不同的物质构成的多层结构形成,例如,可以由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。对于这样的有机电致发光器件的结构而言,如果在两电极之间施加电压,则空穴从阳极注入有机物层,电子从阴极注入有机物层,当所注入的空穴和电子相遇时会形成激子(exciton),并且当该激子重新跃迁至基态时就会发出光。

对用于如上所述的有机发光器件的有机物,持续要求开发新的材料。

现有技术文献

专利文献

(专利文献0001)韩国专利公开号第10-2000-0051826号



技术实现要素:

技术课题

本发明涉及新型化合物及包含其的有机发光器件。

课题的解决方法

本发明提供由下述化学式1表示的化合物:

[化学式1]

在上述化学式1中,

ar1和ar2各自独立地为c6-60芳基;或者取代或未取代的包含选自n、o和s中的任一个或更多个杂原子的c5-60杂芳基,

ar3和ar4各自独立地为c6-60芳基,但,ar3和ar4中的至少一个为联苯基或萘基。

另外,本发明提供一种有机发光器件,其中,包括:第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与上述第二电极之间的1层以上的有机物层,上述有机物层中的1层以上包含由上述化学式1表示的化合物。

发明效果

根据本发明的化合物可以用作有机发光器件的有机物层的材料,在有机发光器件中可以实现效率的提高、低的驱动电压和/或寿命特性的提高。

附图说明

图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4构成的有机发光器件的例子。

图2图示了由基板1、阳极2、空穴传输层5、电子抑制层6、发光层3、电子传输层7、阴极4构成的有机发光器件的例子。

图3图示了由基板1、阳极2、空穴注入层8、空穴传输层5、电子抑制层6、发光层3、空穴抑制层9、电子传输层7和阴极4构成的有机发光器件的例子。

具体实施方式

下面,为了帮助理解本发明而更详细地进行说明。

在本说明书中,表示与其它取代基连接的键。

在本说明书中,“取代或未取代的”这一用语是指被选自氘;卤素基团;腈基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;氨基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基(alkylthioxy);芳基硫基(arylthioxy);烷基磺酰基(alkylsulfoxy);芳基磺酰基(arylsulfoxy);甲硅烷基;硼基;烷基;环烷基;烯基;芳基;芳烷基;芳烯基;烷基芳基;烷基胺基;芳烷基胺基;杂芳基胺基;芳基胺基;芳基膦基;或者包含n、o和s原子中的1个以上的杂环基中的1个以上的取代基取代或未取代,或者被上述例示的取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代或未取代。例如,“2个以上的取代基连接而成的取代基”可以为联苯基。即,联苯基可以为芳基,也可以被解释为2个苯基连接而成的取代基。

在本说明书中,羰基的碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为1至40。具体而言,可以为如下结构的化合物,但并不限定于此。

在本说明书中,酯基中,酯基的氧可以被碳原子数1至25的直链、支链或环状的烷基、或碳原子数6至25的芳基取代。具体而言,可以为下述结构式的化合物,但并不限定于此。

在本说明书中,酰亚胺基的碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为1至25。具体而言,可以为如下结构的化合物,但并不限定于此。

在本说明书中,甲硅烷基具体有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等,但并不限定于此。

在本说明书中,硼基具体有三甲基硼基、三乙基硼基、叔丁基二甲基硼基、三苯基硼基、苯基硼基等,但并不限定于此。

在本说明书中,作为卤素基团的例子,有氟、氯、溴或碘。

在本说明书中,上述烷基可以为直链或支链,碳原子数没有特别限定,但优选为1至40。根据一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至20。根据另一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至10。根据另一实施方式,上述烷基的碳原子数为1至6。作为烷基的具体例,有甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等,但并不限定于此。

在本说明书中,上述烯基可以为直链或支链,碳原子数没有特别限定,但优选为2至40。根据一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至20。根据另一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至10。根据另一实施方式,上述烯基的碳原子数为2至6。作为具体例,有乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯-1-基、2-苯基乙烯-1-基、2,2-二苯基乙烯-1-基、2-苯基-2-(萘-1-基)乙烯-1-基、2,2-双(二苯-1-基)乙烯-1-基、茋基、苯乙烯基等,但并不限定于此。

在本说明书中,环烷基没有特别限定,但优选为碳原子数3至60的环烷基。根据一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至30。根据另一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至20。根据另一实施方式,上述环烷基的碳原子数为3至6。具体而言,有环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等,但并不限定于此。

在本说明书中,芳基没有特别限定,但优选为碳原子数6至60的芳基,可以为单环芳基或多环芳基。根据一实施方式,上述芳基的碳原子数为6至30。根据一实施方式,上述芳基的碳原子数为6至20。关于上述芳基,作为单环芳基,可以为苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基等,但并不限定于此。作为上述多环芳基,可以为萘基、蒽基、菲基、三亚苯基、芘基、苝基、基、芴基等,但并不限定于此。

在本说明书中,芴基可以被取代,2个取代基可以彼此结合而形成螺结构。在上述芴基被取代的情况下,可以为等。但并不限定于此。

在本说明书中,杂环基是包含o、n、si和s中的1个以上作为杂原子的杂环基,碳原子数没有特别限定,但优选碳原子数为2至60。作为杂环基的例子,有噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基(phenanthroline)、异唑基、噻二唑基、吩噻嗪基和二苯并呋喃基等,但不仅限于此。

在本说明书中,芳烷基、芳烯基、烷基芳基、芳基胺基中的芳基与上述芳基的示例相同。在本说明书中,芳烷基、烷基芳基、烷基胺基中的烷基与上述烷基的示例相同。在本说明书中,杂芳基胺中的杂芳基可以适用上述关于杂环基的说明。在本说明书中,芳烯基中的烯基与上述烯基的示例相同。在本说明书中,亚芳基为2价基团,除此以外,可以适用上述关于芳基的说明。在本说明书中,亚杂芳基为2价基团,除此以外,可以适用上述关于杂环基的说明。在本说明书中,烃环不是1价基团,而是2个取代基结合而成,除此以外,可以适用上述关于芳基或环烷基的说明。在本说明书中,杂环不是1价基团,而是2个取代基结合而成,除此以外,可以适用上述关于杂环基的说明。

本发明提供由上述化学式1表示的化合物。

在由上述化学式1表示的化合物中,在与三芳基胺的胺的氮原子结合的一个苯基中,对于氮原子,仅在邻(ortho)位导入芳基,根据导入这样的取代基而调节化合物的homo和lumo能级,从而可以得到可以调节与各有机物层的能量屏障的优异的效果。

具体而言,ar1和ar2可以各自独立地为c6-30芳基;或者c6-28芳基;或者c6-25芳基;或者取代或未取代的包含选自n、o和s中的任一个或更多个杂原子的c5-30杂芳基;或者c8-20杂芳基;或者c12-18杂芳基。优选地,ar1和ar2可以各自独立地为苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、二甲基芴基、二苯基芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9-苯基-9h-咔唑基、被萘基取代的苯基、被菲基取代的苯基、或者被三亚苯基取代的苯基中的任一个。

具体而言,ar3和ar4可以各自独立地为c6-30芳基、或者c6-25芳基、或者c6-18芳基。优选地,ar3和ar4各自独立地为苯基、联苯基、三联苯基或萘基。

具体而言,ar1和ar2、以及ar3和ar4可以各自彼此相同或彼此不同。

作为一个例子,ar1和ar2、以及ar3和ar4中的至少一对或更多对可以彼此相同。例如,ar1和ar2可以彼此相同,ar3和ar4可以彼此不同。此外,ar1和ar2可以彼此不同,ar3和ar4可以彼此相同。或者ar1和ar2可以彼此相同,ar3和ar4也可以彼此相同。

在这里,ar1和ar2彼此相同时,ar2和ar2可以为苯基、联苯基、三联苯基、萘基或二甲基芴基。

作为一个例子,由上述化学式1表示的化合物可以为由下述化学式1-1至1-12中的任一个表示的化合物。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

[化学式1-3]

[化学式1-4]

[化学式1-5]

[化学式1-6]

[化学式1-7]

[化学式1-8]

[化学式1-9]

[化学式1-10]

[化学式1-11]

[化学式1-12]

在上述化学式1-1至1-12中,

ar1和ar2与上述化学式1中的定义相同,

r1、r2、r3、r4和r5各自独立地为氢;氘;卤素基团;腈基;甲硅烷基;c6-60芳基;c6-60芳烷基;c6-60芳烯基;或者取代或未取代的包含选自n、o和s中的任一个或更多个杂原子的c5-60杂芳基。

具体而言,上述r1、r2、r3、r4和r5可以为氢。

另一方面,由上述化学式1表示的化合物可以将三芳基胺的胺的氮原子上取代的ar1、ar2通过旋转而改变左右位置的立体异构体(stereo-isomer)全部包括在内。

由上述化学式1表示的化合物的代表性的例子如下所示。

另一方面,由上述化学式1表示的化合物可以通过如下述反应式1至2所示的方法进行制造。

[反应式1]

[反应式2]

在上述反应式1至2中,ar1、ar2、ar3和ar4与上述化学式1中的定义相同,x1至x4各自独立地为卤素基团。

具体而言,上述反应式1是在苯基胺的邻(ortho)位的两侧导入芳基(ar3,ar4)的反应。

上述反应式1可以在碱(base)存在下使用钯催化剂(pdcatalyst)而实施。作为一个例子,在上述反应式1中,作为碱成分,可以使用碳酸钾(k2co3)等,作为钯催化剂,可以使用双(三叔丁基膦)钯(btp,bis(tri-tert-butylphosphine)palladium)等。

上述反应式1中的反应(i)是在苯基胺的邻(ortho)位中的一处导入芳基的反应,通过在碱(base)存在下使用钯催化剂(pdcatalyst)使在邻(ortho)位上取代有卤素基团的苯基胺与芳基硼酸(ar3-b(oh)2)进行反应而实现。像这样在苯基胺的邻(ortho)位中的一处导入芳基后,如上述反应式1中的反应(ii)所示,与另外的芳基硼酸(ar4-b(oh)2)进行反应,从而在苯基胺的邻(ortho)位中的其余一处也都导入芳基。

在这里,在ar3与ar4相同的情况下,可以省略上述反应式1中的反应(ii),通过在反应(i)中在苯基胺的邻(ortho)位中的两侧一次性导入芳基的一步反应而实施。

另外,上述反应式2是在通过反应式1而生成的在邻(ortho)位上取代有卤素基团的苯基胺上进一步导入芳基或杂芳基基团(ar1,ar2)的反应。

另外,上述反应式2可以在碱(base)存在下使用钯催化剂(pdcatalyst)而实施。在上述反应式2中,作为碱成分,可以使用叔丁醇钠(naotbu)等,作为pd催化剂,可以使用双(三叔丁基膦)钯(btp)或1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯(ii)(pd(dppf)cl2)等。

上述反应式2中的反应(iii)是通过在碱(base)存在下使用钯催化剂(pdcatalyst)使通过上述反应式1而生成的邻(ortho)位上取代有卤素基团的苯基胺即二芳基苯基胺与包含待取代的芳基或杂芳基的卤化物(ar1-x3)进行反应而实现的。像这样通过反应(iii)而导入芳基或杂芳基来代替二芳基苯基胺中的氢后,如上述反应式1中的反应(iv)所示,与另外的包含芳基或杂芳基的卤化物(ar2-x4)进行反应,代替苯基胺的其余氢而全部导入芳基或杂芳基。优选地,x3和x4各自独立地为溴或氯。

在这里,在ar1与ar2相同的情况下,可以省略上述反应式2中的反应(iv),在反应(iii)中,可以用将芳基或杂芳基一次性导入两侧来代替二芳基苯基胺的2个氢的一步反应而实施。

在根据上述反应式1至2的制造方法中,用于胺取代反应的反应基团能够根据该领域中已知的那样进行变更。上述制造方法可以在后述的制造例中更具体化。

另外,本发明提供包含由上述化学式1表示的化合物的有机发光器件。作为一个例子,本发明提供一种有机发光器件,其中,包括:第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与上述第二电极之间的1层以上的有机物层,上述有机物层中的1层以上包含由上述化学式1表示的化合物。

本发明的有机发光器件的有机物层可以由单层结构形成,还可以由层叠有两层以上的有机物层的多层结构形成。例如,本发明的有机发光器件可以具有包括空穴注入层、空穴传输层、电子抑制层、发光层、空穴抑制层、电子传输层、电子注入层等作为有机物层的结构。但是,有机发光器件的结构并不限定于此,可以包括更少数的有机层。

另外,上述有机物层可以包括空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层,上述空穴注入层、空穴传输层、或者同时进行空穴注入和传输的层包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,上述有机物层可以包括电子抑制层,这时,上述电子抑制层与上述发光层的位置相邻,上述电子抑制层包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,上述有机物层可以包括发光层,上述发光层包含由上述化学式1表示的化合物。特别是,根据本发明的化合物可以用作发光层的掺杂剂。

另外,上述有机物层可以包括空穴抑制层,这时,上述空穴抑制层与上述发光层位的置相邻,上述空穴抑制层包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,上述有机物层可以包括电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子注入和传输的层,上述电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子注入和传输的层包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,上述有机物层包括空穴传输层和发光层,上述空穴传输层可以包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,上述有机物层包括电子抑制层和发光层,上述电子抑制层可以包含由上述化学式1表示的化合物。

另外,根据本发明的有机发光器件可以是在基板上依次层叠有阳极、1层以上的有机物层和阴极的结构(正常型(normaltype))的有机发光器件。此外,根据本发明的有机发光器件可以是在基板上依次层叠有阴极、1层以上的有机物层和阳极的逆向结构(倒置型(invertedtype))的有机发光器件。例如,根据本发明的一实施例的有机发光器件的结构例示于图1和图2。

图1图示了由基板1、阳极2、发光层3、阴极4构成的有机发光器件的例子。在如上所述的结构中,由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述发光层中。

图2图示了由基板1、阳极2、空穴传输层5、电子抑制层6、发光层3、电子传输层7、阴极4构成的有机发光器件的例子。在如上所述的结构中,由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述空穴传输层、电子抑制层、发光层、以及电子传输层中的1层以上中。

图3图示了由基板1、阳极2、空穴注入层8、空穴传输层5、电子抑制层6、发光层3、空穴抑制层9、电子传输层7和阴极4构成的有机发光器件的例子。在如上所述的结构中,由上述化学式1表示的化合物可以包含在上述空穴注入层、空穴传输层、电子抑制层、发光层、空穴抑制层、以及电子传输层中的1层以上中。

根据本发明的有机发光器件除了上述有机物层中的1层以上包含由上述化学式1表示的化合物以外,可以利用该技术领域中公知的材料和方法进行制造。此外,当上述有机发光器件包括复数个有机物层的情况下,上述有机物层可以由相同的物质或不同的物质形成。

例如,根据本发明的有机发光器件可以通过在基板上依次层叠第一电极、有机物层和第二电极而制造。这时可以如下制造:利用溅射法(sputtering)或电子束蒸发法(e-beamevaporation)之类的pvd(physicalvapordeposition:物理气相沉积)方法,在基板上蒸镀金属或具有导电性的金属氧化物或它们的合金而形成阳极,在该阳极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、电子抑制层、发光层、空穴抑制层、电子传输层等的有机物层,之后在该有机物层上蒸镀可用作阴极的物质而制造。除了这种方法以外,也可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光器件。

另外,由上述化学式1表示的化合物在制造有机发光器件时不仅可以利用真空蒸镀法,还可以利用溶液涂布法来形成有机物层。在这里,所谓溶液涂布法是指旋涂法、浸涂法、刮涂法、喷墨印刷法、丝网印刷法、喷雾法、辊涂法等,但不仅限于此。

除了这些方法以外,还可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光器件(wo2003/012890)。但是,制造方法并不限定于此。

作为一个例子,上述第一电极为阳极,上述第二电极为阴极,或者上述第一电极为阴极,上述第二电极为阳极。

作为上述阳极物质,通常为了使空穴能够顺利地向有机物层注入,优选为功函数大的物质。作为上述阳极物质的具体例,有钒、铬、铜、锌、金等金属或它们的合金;氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)等金属氧化物;zno:al或sno2:sb等金属与氧化物的组合;聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](pedot)、聚吡咯和聚苯胺等导电性高分子等,但不仅限于此。

作为上述阴极物质,通常为了使电子容易地向有机物层注入,优选为功函数小的物质。作为上述阴极物质的具体例,有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅等金属或它们的合金;lif/al或lio2/al等多层结构物质等,但不仅限于此。

上述空穴注入层是注入来自电极的空穴的层,作为空穴注入物质,优选为如下化合物:具有传输空穴的能力,具有注入来自阳极的空穴的效果,具有对于发光层或发光材料的优异的空穴注入效果,防止发光层中生成的激子向电子注入层或电子注入材料迁移,而且薄膜形成能力优异的化合物。优选空穴注入物质的homo(最高占有分子轨道,highestoccupiedmolecularorbital)介于阳极物质的功函数与周围有机物层的homo之间。作为空穴注入物质的具体例,有金属卟啉(porphyrin)、低聚噻吩、芳基胺系有机物、六腈六氮杂苯并菲系有机物、喹吖啶酮(quinacridone)系有机物、苝(perylene)系有机物、蒽醌及聚苯胺和聚噻吩系导电性高分子等,但不仅限于此。

上述空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层,作为空穴传输物质,是能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴并将其转移至发光层的物质,对空穴的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有芳基胺系有机物、导电性高分子、以及同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但不仅限于此。

上述电子抑制层是指如下的层:形成在空穴传输层上,具体而言,上述电子抑制层与发光层相接而具备,通过防止电子的过度迁移而提高空穴-电子之间的结合效率,从而起到改善有机发光器件的效率的作用的层。就上述电子抑制层而言,为了不使电子从发光层迁移,对电子的迁移率小的物质是合适的。

作为上述发光物质,是能够从空穴传输层和电子传输层分别接收空穴和电子并使它们结合而发出可见光区域的光的物质,优选对于荧光或磷光的量子效率高的物质。作为具体示例,有8-羟基喹啉铝配合物(alq3);咔唑系化合物;二聚苯乙烯基(dimerizedstyryl)化合物;balq;10-羟基苯并喹啉-金属化合物;苯并唑、苯并噻唑及苯并咪唑系化合物;聚(对亚苯基亚乙烯基)(ppv)系高分子;螺环(spiro)化合物;聚芴;红荧烯等,但不仅限于此。

上述发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料有芳香族稠环衍生物或含杂环化合物等。具体而言,作为芳香族稠环衍生物,有蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等,作为含杂环化合物,有咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物、嘧啶衍生物等,但并不限定于此。

作为掺杂剂材料,有芳香族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体而言,芳香族胺衍生物是具有取代或未取代的芳基氨基的芳香族稠环衍生物,有具有芳基氨基的芘、蒽、二茚并芘等,苯乙烯基胺化合物是在取代或未取代的芳基胺上取代有至少一个芳基乙烯基的化合物,被选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的1个或2个以上的取代基取代或未取代。具体而言,有苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等,但并不限定于此。此外,作为金属配合物,有铱配合物、铂配合物等,但并不限定于此。

上述空穴抑制层是指如下的层:形成在发光层上,具体而言,上述空穴抑制层与发光层相接而具备,通过防止空穴的过度迁移而提高空穴-电子之间的结合率,从而起到改善有机发光器件的效率的作用的层。就上述电子抑制层而言,为了不使空穴再次从发光层迁移,对空穴的迁移率小的物质是合适的。

上述电子传输层是从电子注入层接收电子并将电子传输至发光层的层,具体而言,上述电子传输层与上述空穴抑制层相接而具备。特别是,在上述电子传输层中,作为电子传输物质,是能够从阴极良好地接收电子并将其转移至发光层的物质,对电子的迁移率大的物质是合适的。作为具体例,有8-羟基喹啉的al配合物、包含alq3的配合物、有机自由基化合物、羟基黄铜-金属配合物等,但不仅限于此。电子传输层可以如现有技术中所使用的那样与任意期望的阴极物质一同使用。特别是,合适的阴极物质的例子是具有低功函数且伴随有铝层或银层的通常的物质。具体为铯、钡、钙、镱和钐,在各情况下均伴有铝层或银层。

上述电子注入层是注入来自电极的电子的层,优选为如下化合物:具有传输电子的能力,具有注入来自阴极的电子的效果,具有对于发光层或发光材料的优异的电子注入效果,防止发光层中生成的激子向空穴注入层迁移,而且薄膜形成能力优异的化合物。具体而言,有芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等和它们的衍生物、金属配位化合物以及含氮五元环衍生物等,但并不限定于此。

作为上述金属配位化合物,有8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、双(8-羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯化镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓等,但并不限定于此。

根据所使用的材料,根据本发明的有机发光器件可以为顶部发光型、底部发光型或双向发光型。

另外,由上述化学式1表示的除了有机发光器件以外,还可以包含在有机太阳能电池或有机晶体管中。

根据本发明的新型化合物及包含其的有机发光器件的制造在以下实施例中具体地进行说明。但是,下述实施例是用于例示本发明,本发明的范围并不限定于此。

合成例1.化合物1的合成

步骤1)化合物1-a的合成

利用2,6-二溴苯胺(50.0g,199.27mmol)和[1.1'-联苯]-4-基硼酸(82.87g,418.46mmol),通过与上述合成例1的步骤1相同的方法获得了上述化合物7-a(68.0g,收率85.84%)。

将2,6-二溴苯胺(50.0g,199.27mmol)和[1.1'-联苯]-4-基硼酸(82.87g,418.46mmol)溶解于1,4-二烷(700ml)后,加入碳酸钾(130.71g,996.35mmol,水350ml)溶液后,加热搅拌10分钟。在上述溶液中,加入溶解于1,4-二烷(10ml)的双(三叔丁基膦)钯(btp,0.20g,0.40mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用氯仿和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物1-a(68.0g,收率85.84%)。

步骤2)化合物1-b的合成

向在上述合成例1的步骤1中获得的化合物1-a(40.0g,100.63mmol)和溴苯(15.80g,100.63mmol)、以及叔丁醇钠(21.94g,228.27mmol)中加入甲苯(250ml)后,加热搅拌10分钟。在上述混合物中加入溶解于甲苯(30ml)中的1,1’-双(二苯基膦)二茂铁二氯钯(ii)(pd(dppf)cl2,0.60g,0.82mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用甲苯和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物1-b(37.0g,收率77.63%)。

步骤3)化合物1的合成

向在上述合成例1的步骤2中获得的化合物1-b(20.0g,42.23mmol)和4-溴-1,1':4',1"-三联苯(13.32g,43.07mmol)、以及叔丁醇钠(naotbu,8.37g,87.11mmol)中加入二甲苯(200ml)后,加热搅拌10分钟。在上述混合物中加入溶解于二甲苯(10ml)中的双(三叔丁基膦)钯(btp,0.16g,0.31mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用甲苯和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物1(21.0g,收率79.46%)。(ms[m+h]+=626)

合成例2.化合物2的合成

利用上述合成例1的步骤2中获得的化合物1-b(20.0g,42.23mmol)和3-溴-9-苯基-9h-咔唑(13.88g,43.07mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物2(21.5g,收率79.70%)。(ms[m+h]+=639)

合成例3.化合物3的合成

步骤1)化合物3-a的合成

利用上述合成例1的步骤1中获得的化合物1-a(40.0g,100.63mmol)和4-溴-1.1’-联苯(23.46g,100.63mmol),通过与上述合成例1的步骤2相同的方法获得了上述化合物3-a(47.7g,收率86.23%)。

步骤2)化合物3的合成

利用上述合成例3的步骤1中获得的化合物3-a(20.0g,36.38mmol)和1-溴二苯并[b,d]呋喃(9.17g,37.11mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物3(19.5g,收率74.87%)。(ms[m+h]+=716)

合成例4.化合物4的合成

利用上述合成例3的步骤1中获得的化合物3-a(20.0g,36.38mmol)和2-溴二苯并[b,d]噻吩(9.77g,37.11mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物4(20.4g,收率76.61%)。(ms[m+h]+=732)

合成例5.化合物5的合成

利用上述合成例3的步骤1中获得的化合物3-a(20.0g,36.38mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(10.14g,37.11mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物5(21.7g,收率80.40%)。(ms[m+h]+=742)

合成例6.化合物6的合成

向在上述合成例1的步骤1中获得的化合物1-a(15.0g,37.73mmol)和2-溴萘(16.02g,77.35mmol)、以及叔丁醇钠(16.45g,171.19mmol)中加入二甲苯(200ml)后,加热搅拌10分钟。在上述混合物中加入溶解于二甲苯(15ml)中的双(三叔丁基膦)钯(0.25g,0.49mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用甲苯和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物6(20.5g,收率83.61%)。(ms[m+h]+=650)

合成例7.化合物7的合成

利用上述合成例1的步骤1中获得的化合物1-a(15.0g,37.73mmol)和4-溴-1.1'-联苯(18.03g,77.35mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物7(22.5g,收率84.96%)。(ms[m+h]+=702)

合成例8.化合物8的合成

利用上述合成例1的步骤1中获得的化合物1-a(15.0g,37.73mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(21.13g,77.35mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物8(23.4g,收率79.30%)。(ms[m+h]+=782)

合成例9.化合物9的合成

步骤1)化合物9-a的合成

利用2,6-二溴苯胺(50.0g,199.27mmol)和萘-1-基硼酸(71.97g,418.46mmol),通过与上述合成例1的步骤1相同的方法获得了上述化合物9-a(52.0g,收率75.54%)。

步骤2)化合物9-b的合成

利用上述合成例9的步骤1中获得的化合物9-a(40.0g,115.79mmol)和4-溴-1.1'-联苯(26.99g,115.79mmol),通过与上述合成例1的步骤2相同的方法获得了上述化合物9-b(46.1g,收率80.00%)。

步骤3)化合物9的合成

利用上述合成例9的步骤2中获得的化合物9-b(20.0g,40.19mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(11.20g,40.99mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物9(21.8g,收率78.62%)。(ms[m+h]+=690)

合成例10.化合物10的合成

利用上述合成例9的步骤1中获得的化合物9-a(15.0g,43.42mmol)和4-溴-1.1'-联苯(20.75g,89.01mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物10(22.7g,收率80.45%)。(ms[m+h]+=650)

合成例11.化合物11的合成

步骤1)化合物11-a的合成

利用2,6-二溴苯胺(50.0g,199.27mmol)和萘-2-基硼酸(71.97g,418.46mmol),通过与上述合成例1的步骤1相同的方法获得了上述化合物11-a(56.0g,收率81.35%)。

步骤2)化合物11-b的合成

利用上述合成例11的步骤1中获得的化合物11-a(40.0g,115.79mmol)和4-溴-1.1'-联苯(26.99g,115.79mmol),通过与上述合成例1的步骤2相同的方法获得了上述化合物11-b(48.3g,收率83.82%)。

步骤3)化合物11的合成

利用上述合成例11的步骤2中获得的化合物11-b(20.0g,40.19mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(11.20g,40.99mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物11(22.8g,收率82.23%)。(ms[m+h]+=690)

合成例12.化合物12的合成

利用上述合成例11的步骤1中获得的化合物11-a(15.0g,43.42mmol)和4-溴-1.1'-联苯(20.75g,89.01mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物12(23.8g,收率84.35%)。(ms[m+h]+=650)

合成例13.化合物13的合成

步骤1)化合物13-a的合成

将2-溴-6-氯苯胺(50.0g,242.17mmol)和苯基硼酸(31.00g,254.27mmol)溶解于1,4-二烷(600ml)后,加入碳酸钾(100.41g,726.51mmol:水300ml)溶液后,加热搅拌10分钟。在上述溶液中,加入溶解于1,4-二烷(50ml)中的1,1'-双(二苯基膦)二茂铁二氯钯(ii)(0.89g,1.21mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用氯仿和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物13-a(40.0g,收率81.10%)。

步骤2)化合物13-b的合成

将上述合成例13的步骤1中获得的化合物13-a(40.0g,196.40mmol)和[1.1'-联苯]-4-基硼酸(40.84g,206.22mmol)溶解于1,4-二烷(500ml)后,加入碳酸钾(81.43g,589.20mmol:水250ml)溶液后,加热搅拌10分钟。在上述溶液中加入溶解于1,4-二烷(25ml)中的双(三叔丁基膦)钯(0.50g,0.98mmol)后,加热搅拌1小时。反应结束并过滤后,用氯仿和水进行层分离。去除溶剂后,用乙酸乙酯重结晶,从而获得了上述化合物13-b(48.0g,收率76.04%)。

步骤3)化合物13的合成

利用上述合成例13的步骤2中获得的化合物13-b(15.0g,46.67mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(26.13g,95.67mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物13(26.4g,收率78.92%)。(ms[m+h]+=706)

合成例14.化合物14的合成

步骤1)化合物14-a的合成

利用上述合成例13的步骤1中获得的化合物13-a(40.0g,196.40mmol)和萘-1-基硼酸(35.47g,206.22mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物14-a(45.0g,收率77.57%)。

步骤2)化合物14的合成

利用上述合成例14的步骤1中获得的化合物14-a(15.0g,50.78mmol)和4-溴-1.1'-联苯(24.27g,104.10mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物14(25.2g,收率82.74%)。(ms[m+h]+=600)

合成例15.化合物15的合成

利用上述合成例14的步骤1中获得的化合物14-a(15.0g,50.78mmol)和4-溴-1,1':4',1"-三联苯(32.19g,104.10mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物15(30.5g,收率79.87%)。(ms[m+h]+=752)

合成例16.化合物16的合成

步骤1)化合物16-a的合成

利用上述合成例13的步骤1中获得的化合物13-a(40.0g,196.40mmol)和萘-2-基硼酸(35.47g,206.22mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物16-a(46.0g,收率79.29%)。

步骤2)化合物16的合成

利用上述合成例16的步骤1中获得的化合物16-a(15.0g,50.78mmol)和4-溴-1.1'-联苯(24.27g,104.10mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物16(26.0g,收率85.37%)。(ms[m+h]+=600)

合成例17.化合物17的合成

利用上述合成例16的步骤1中获得的化合物16-a(15.0g,50.78mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(28.44g,104.10mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物17(26.2g,收率75.89%)。(ms[m+h]+=680)

合成例18.化合物18的合成

步骤1)化合物18-a的合成

利用2-溴-6-氯苯胺(50.0g,242.17mmol)和[1.1'-联苯]-4-基硼酸(50.35g,254.27mmol),通过与上述合成例13的步骤1相同的方法获得了上述化合物18-a(52.0g,收率76.75%)。

步骤2)化合物18-b的合成

利用上述合成例18的步骤1中获得的化合物18-a(40.0g,142.97mmol)和萘-1-基硼酸(25.82g,150.12mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物18-b(40.0g,收率75.31%)。

步骤3)化合物18的合成

利用上述合成例18的步骤2中获得的化合物18-b(15.0g,40.38mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(22.61g,82.78mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物18(24.8g,收率81.24%)。(ms[m+h]+=756)

合成例19.化合物19的合成

步骤1)化合物19-a的合成

利用2-溴-6-氯苯胺(50.0g,242.17mmol)和[1.1':4',1"-三联苯]-4-基硼酸(69.70g,254.27mmol),通过与上述合成例13的步骤1相同的方法获得了上述化合物19-a(68.0g,收率78.90%)。

步骤2)化合物19-b的合成

利用上述合成例19的步骤1中获得的化合物19-a(40.0g,112.40mmol)和[1,1'-联苯]-4-基硼酸(23.37g,118.02mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物19-b(40.0g,收率75.13%)。

步骤3)化合物19的合成

利用上述合成例19的步骤2中获得的化合物19-b(15.0g,31.67mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(15.13g,64.93mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物19(20.1g,收率81.58%)。(ms[m+h]+=778)

合成例20.化合物20的合成

步骤1)化合物20-a的合成

利用上述合成例19的步骤2中获得的化合物19-b(40.0g,84.46mmol)和4-溴-1.1'-联苯(19.69g,84.46mmol),通过与上述合成例1的步骤2相同的方法获得了上述化合物20-a(42.0g,收率79.46%)。

步骤2)化合物20的合成

利用上述合成例20的步骤1中获得的化合物20-a(20.0g,31.96mmol)和2-溴-9,9-二甲基-9h-芴(8.90g,32.60mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物20(19.5g,收率74.58%)。(ms[m+h]+=818)

合成例21.化合物21的合成

步骤1)化合物21-a的合成

利用上述合成例19的步骤1中获得的化合物19-a(40.0g,112.40mmol)和萘-1-基硼酸(20.30g,118.02mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物21-a(40.0g,收率79.51%)。

步骤2)化合物21的合成

利用上述合成例21的步骤1中获得的化合物21-a(15.0g,33.51mmol)和4-溴-1,1':3',1"-三联苯(21.24g,68.70mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物21(24.0g,收率79.21%)。(ms[m+h]+=904)

合成例22.化合物22的合成

步骤1)化合物22-a的合成

利用上述合成例21的步骤1中获得的化合物21-a(40.0g,89.37mmol)和4-溴-1.1'-联苯(20.83g,89.37mmol),通过与上述合成例1的步骤2相同的方法获得了上述化合物22-a(43.0g,收率80.22%)。

步骤2)化合物22的合成

利用上述合成例22的步骤1中获得的化合物22-a(20.0g,33.35mmol)和2-溴二苯并[b,d]呋喃(8.40g,34.01mmol),通过与上述合成例1的步骤3相同的方法获得了上述化合物22(20.0g,收率75.72%)。(ms[m+h]+=792)

合成例23.化合物23的合成

步骤1)化合物23-a的合成

利用上述合成例19的步骤1中获得的化合物19-a(40.0g,112.40mmol)和萘-2-基硼酸(20.30g,118.02mmol),通过与上述合成例13的步骤2相同的方法获得了上述化合物23-a(42.0g,收率83.49%)。

步骤2)化合物23的合成

利用上述合成例23的步骤1中获得的化合物23-a(15.0g,33.51mmol)和3-溴-1,1'-联苯(16.02g,68.70mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物23(21.0g,收率83.34%)。(ms[m+h]+=752)

合成例24.化合物24的合成

利用上述合成例23的步骤1中获得的化合物23-a(15.0g,33.51mmol)和2-溴二苯并[b,d]呋喃(16.98g,68.70mmol),通过与上述合成例6相同的方法获得了上述化合物24(21.0g,收率80.35%)。(ms[m+h]+=780)

<实验例和比较实验例>

实验例1-1

将ito(氧化铟锡,indiumtinoxide)以1400埃(angstrom)的厚度被涂布成薄膜的玻璃基板放入溶解有洗涤剂的蒸馏水中,利用超声波进行洗涤。这时,洗涤剂使用菲希尔公司(fischerco.)制品,蒸馏水使用了利用密理博公司(milliporeco.)制造的过滤器(filter)过滤两次的蒸馏水。将ito洗涤30分钟后,用蒸馏水重复两次而进行10分钟超声波洗涤。在蒸馏水洗涤结束后,用异丙醇、丙酮、甲醇的溶剂进行超声波洗涤并干燥后,输送至等离子体清洗机。此外,利用氧等离子体,将上述基板清洗5分钟后,将基板输送至真空蒸镀机。

在这样准备的ito透明电极上,将由下述化学式hat表示的化合物以的厚度进行热真空蒸镀而形成空穴注入层。在上述空穴注入层上,作为空穴传输层,将由下述化学式ht1表示的化合物以的厚度进行真空蒸镀后,作为电子抑制层,将上述合成例1中制造的化合物1以的厚度进行热真空蒸镀。接着,作为发光层,将由下述化学式bh表示的化合物和由下述化学式bd表示的化合物以25:1的重量比且以的厚度进行真空蒸镀。接着,作为空穴抑制层,将由下述化学式hb1表示的合物以的厚度进行真空蒸镀。接着,作为同时进行电子传输和电子注入的层,将由下述化学式et1表示的化合物和由下述liq表示的化合物以1:1的重量比且以的厚度进行热真空蒸镀。在上述电子传输和电子注入层上,依次将氟化锂(lif)以的厚度、将铝以的厚度进行蒸镀而形成阴极,从而制造了有机发光器件。

实验例1-2至1-15和比较实验例1-1至1-8

在上述实验例1-1中,使用下述表1中记载的化合物代替化合物1,除此以外,通过与上述实验例1-1相同的方法制作了实验例1-2至1-15和比较实验例1-1至1-8的有机发光器件。对实验例和比较实验例中制造的有机发光器件施加10ma/cm2的电流时,测定了电压、效率、色坐标和寿命,将其结果示于下述表1。另一方面,t95是指亮度从初始亮度(6000尼特)减少至95%时所需的时间。

在下述表1中,用于电子抑制层的化合物eb1至eb8分别由下述化学式eb1至eb8表示。

【表1】

如上述表1所示的那样,确认了本发明的化合物的电子抑制能力优异,从而将其用作电子抑制层的有机发光器件在驱动电压、效率、寿命方面显示出显著的效果。

实验例2-1至2-15和比较实验例1-1、2-1至2-7

在上述实验例1-1中,作为电子抑制层,使用由上述化学式eb1表示的化合物代替化合物1,作为空穴传输层,使用下述表2中记载的化合物代替由下述化学式ht1表示的化合物,除此以外,通过与上述实验例1-1相同的方法制作了实验例2-1至2-15和比较实验例2-1至2-7的有机发光器件。对实验例和比较实验例中制造的有机发光器件施加10ma/cm2的电流时,测定了电压、效率、色坐标和寿命,将其结果示于下述表1。另一方面,t95是指亮度从初始亮度(6000尼特)减少至95%时所需的时间。

在下述表2中,用于空穴传输层的化合物ht1至ht8分别由下述化学式ht1至ht8表示。

【表2】

如上述表2所示的那样,确认了本发明的化合物的空穴传输能力优异,从而将其用作空穴传输层的有机发光器件在驱动电压、效率、寿命方面显示出显著的效率。

【符号说明】

1:基板2:阳极

3:发光层4:阴极

5:空穴传输层6:电子抑制层

7:电子传输层8:空穴注入层

9:空穴抑制层。

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