本发明涉及有机化合物并且涉及包括该有机化合物的有机发光元件、显示设备、摄像设备、照明设备和移动物体。
背景技术:
有机发光元件(也称为有机电致发光元件)为包括一对电极和设置于电极之间的有机化合物层的电子元件。通过借助该对电极注入电子和空穴,有机化合物层中的发光有机化合物的激子产生。当激子恢复至其基态时,有机发光元件发出光。
有机发光元件的近期显著进展可以实现低驱动电压、多样的发射波长、高速响应性、和发光装置的薄型化和轻量化。
srgb和adobergb的标准已知为用于显示器的颜色再现范围,并且已经需要适合于此类颜色再现范围的材料。近年来,已经需要作为具有更宽的颜色再现范围的标准的bt2020的再现。
迄今,已经踊跃地创出具有良好的发光性能的化合物。日本专利特开no.2010-143879(下文中为ptl1)公开了由以下结构式表示的有机化合物作为具有良好的发光性能的有机化合物。在该说明书中,该有机化合物称为化合物a。
ptl1中所公开的化合物a为蓝色发光材料。然而,鉴于srgb、adobergb和bt2020所需要的颜色再现范围,蓝色发光的颜色纯度不足。
技术实现要素:
鉴于前述内容,本发明提供具有bt2020的颜色再现范围所需要的高的颜色纯度的蓝色发光材料。
根据本发明的一个方面的有机化合物由以下式(1)表示。
在式(1)中,r1至r18各自独立地选自由氢原子、卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳氧基、甲硅烷基和氰基组成的组。r1至r18中的至少之一表示具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基。
本发明的进一步特征将会参考附图从示例性实施方案的以下说明中变得明显。
附图说明
图1表明在根据本发明一个实施方案的有机化合物中的基本骨架的homo的电子轨道分布和lumo的电子轨道分布。
图2a为表明根据本发明一个实施方案的显示设备的像素的一个实例的示意性截面图。图2b为表明包括根据本发明一个实施方案的有机发光元件的显示设备的一个实例的示意性截面图。
图3示意性表明包括根据本发明一个实施方案的有机发光元件的显示设备的一个实例。
图4a示意性表明根据本发明一个实施方案的摄像设备的一个实例。图4b示意性表明根据本发明一个实施方案的移动设备的一个实例。
图5a示意性表明根据本发明一个实施方案的显示设备的一个实例。图5b示意性表明可折叠的显示设备的一个实例。
图6a示意性表明根据本发明一个实施方案的照明设备的一个实例。图6b示意性表明作为根据本发明一个实施方案的移动物体的一个实例的汽车。
具体实施方式
将会描述根据本发明的一个实施方案的有机化合物。根据本发明的一个实施方案的有机化合物为由以下式(1)表示的有机化合物。根据本发明的一个实施方案的有机化合物为在除了基本骨架以外还具有特定取代基时发出具有高的颜色纯度的蓝光的有机化合物。在本说明书中,基本骨架是指其中由式(1)表示的有机化合物的r1至r18各自表示氢原子的骨架。在本说明书中,高的颜色纯度意味着,由cie坐标表达的发光坐标接近于bt2020的蓝色坐标,即,(0.131,0.046)。
在式(1)中,r1至r18各自独立地选自氢原子和取代基。取代基各自独立地选自由卤素原子、烷基、烷氧基、氨基、芳基和杂环基组成的组。
r1至r18中的至少之一表示具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基。
在该实施方案中,卤素原子的非限制性实例包括氟、氯、溴和碘。
在该实施方案中,烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、辛基、环己基、1-金刚烷基和2-金刚烷基。烷基可以具有1~10个碳原子。
在该实施方案中,烷氧基的非限制性实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-乙基-辛氧基和苄氧基。烷氧基可以具有1~6个碳原子。
在该实施方案中,氨基的非限制性实例包括n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基、n-甲基-n-乙基氨基、n-苄基氨基、n-甲基-n-苄基氨基、n,n-二苄基氨基、苯胺基、n,n-二苯基氨基、n,n-二萘基氨基、n,n-二芴基氨基、n-苯基-n-甲苯基氨基、n,n-二甲苯基氨基、n-甲基-n-苯基氨基、n,n-二茴香醚基(anisolyl)氨基、n-
在该实施方案中,芳基的非限制性实例包括苯基、萘基、茚基、联苯基、三联苯基、芴基、菲基和苯并菲基(triphenylenylgroup)。芳基可以具有6~18个碳原子。
在该实施方案中,杂环基的非限制性实例包括吡啶基、嘧啶基、吡嗪基(pyrazylgroup)、三嗪基(triazylgroup)、苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并硒吩基(dibenzoselenophenylgroup)、二苯并碲吩基(dibenzotellurophenylgroup)、噁唑基、噁二唑基、噻唑基、噻二唑基、咔唑基、吖啶基、菲咯啉基、喹啉基和异喹啉基。即,杂环基为具有作为杂原子的氮原子、氧原子或硫原子的取代基。杂环基可以具有一个以上的杂原子并且可以具有一种以上的杂原子。杂环基可以具有3~15个碳原子。
在该实施方案中,芳氧基的非限制性实例包括苯氧基和噻吩氧基(thienyloxygroup)。
在该实施方案中,甲硅烷基的非限制性实例包括三甲基甲硅烷基和三苯基甲硅烷基。甲硅烷基可以具有作为取代基的烷基或芳基。该烷基可以具有1~10个碳原子。该芳基可以具有6~18个碳原子。
上述的烷基、烷氧基、氨基、芳基、杂环基和芳氧基可以进一步具有除了关于各基团所记载的那些以外的取代基。可以进一步引入的取代基的非限制性实例包括:具有1~4个碳原子的烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基;芳烷基,例如苄基;芳基,例如苯基和联苯基;杂环基,例如吡啶基和吡咯基;氨基,例如二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基和二甲苯基氨基;烷氧基,例如甲氧基、乙氧基和丙氧基;芳氧基,例如苯氧基;卤素原子,例如氟、氯、溴和碘;和氰基。
接下来,将会描述根据本发明的一个实施方案的有机化合物的合成方法。根据本发明的一个实施方案的有机化合物通过例如以下反应方案来合成。
合成路线1
合成路线2
合成路线3
此处,由式(1)表示的有机化合物可以通过适当地改变取代基ar来获得。实施例中将会描述合成方法的详情。
接下来,将会描述根据本发明的一个实施方案的有机化合物。
当做出由式(1)表示的有机化合物的发明时,本发明人着重于基本骨架本身。这是因为,从基本骨架发出的光期望地在具有高的颜色纯度的蓝色区域中,从而获得具有高的颜色纯度的蓝色发光材料。即,由式(1)表示的有机化合物的基本骨架为适于发出具有高的颜色纯度的蓝光的骨架。本发明人得出其中具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基引入基本骨架的由式(1)表示的有机化合物的结论。
因为根据本发明的一个实施方案的有机化合物在其具有高的颜色纯度的基本骨架上拥有具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基,所以发出与基本骨架本身发出的光相比具有更高的颜色纯度的蓝光。
在本说明书中,具有高的颜色纯度的蓝色区域是指其中在稀释溶液中最大发光波长为430nm以上且445nm以下的区域。具有高的颜色纯度的蓝光在cie颜色坐标系上y坐标可以为0.10以下。
因为根据本发明的一个实施方案的有机化合物在其基本骨架上拥有具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基,所以有机化合物具有与基本骨架本身相比更高的电子接受性。具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基的数目可以为1~4。具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基的数目可以为1或2。
具有高的电子接受性的有机化合物为具有高的氧化稳定性的化合物。特别地,有机发光材料需要具有高的氧化稳定性。这是因为,有机化合物在有机发光元件的有机化合物层中反复地氧化和还原,因此导致电荷的转移和再结合。在氧化和还原,即,电荷的转移方面不稳定的化合物通过氧化-还原过程和处于激发状态下而化学地改变为不同的化合物。这损害固有的元件特性,这降低了有机发光元件的亮度并缩短元件的寿命。为了抑制此类劣化,要求氧化稳定性。用于实现高的氧化稳定性的一个因素为高的电子接受性。
因此,本发明人已经着重于将还原电位的增加作为关于具有高的电子接受性的材料的设计策略之一,并且已经发现由式(1)表示的化合物。
具体地,电子接受性通过向基本骨架中引入作为吸电子取代基的具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基而得以改善。
吸电子基团为例如,卤素基团,如氟原子。然而,此类卤素基团具有与其它吸电子基团相比更高的氧化力(oxidationpower),因而容易影响构成有机发光元件的其它有机化合物。这会缩短器件的寿命。吸电子基团可以为羧基。当引入羧基时,有机化合物的热稳定性劣化。因此,引入了羧基的有机化合物会在升华纯化上有困难。如果不进行升华纯化,则难以增加有机化合物的纯度。羧基有时不适合用于有机发光元件的材料。因此,本发明人已经发现,作为吸电子取代基的氰基不损害热稳定性。
在以下表1中,将其中氰基作为吸电子取代基引入基本骨架的由式(1)表示的有机化合物和不存在氰基的与该有机化合物不同的比较化合物a在发光波长和还原电位上彼此比较。比较化合物a为ptl1中所公开的示例化合物。
通过使用由hitachi,ltd.制造的f-4500在室温、350nm的激发波长下的稀释的甲苯溶液的光致发光测量来测量发光波长。
还原电位通过循环伏安法(cv)测量来测定。cv测量使用0.1m高氯酸四丁基铵的dmf溶液(对于还原电位测量)来进行。参比电极为ag/ag+,对电极为pt,并且工作电极为玻璃碳。电压的扫描速度为1.0v/s。测量仪器为由als制造的电化学分析仪660c。
表1
表1示出,根据本实施方案的具有作为吸电子取代基的氰基的化合物的还原电位与比较化合物a相比高0.1ev以上。这显示由式(1)表示的有机化合物的电子接受性改善。进一步,通过引入具有至少一个氰基的苯基(为具有至少一个氰基的芳基),发光波长转移至较短的波长。
如表1中示出,通过向基本骨架中引入作为吸电子取代基的具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基,改善蓝色纯度。当具有至少一个氰基的芳基或杂环基引入以下结构式中由箭头显示的取代位置时,显著地产生该效果。换言之,当具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基引入由式(1)表示的有机化合物中的r7、r8、r9、r16、r17和r18时,改善蓝色纯度。
对于结构式中的取代位置,将基本骨架的homo和lumo的电子轨道分布进行彼此比较。lumo的电子轨道分布低于homo的电子轨道分布。因此,homo呈现相对大的吸电子效果并且光学带隙(opticalbandgap)可能地扩大。术语"homo"是指最高占有分子轨道,并且"lumo"是指最低未占分子轨道。
为了支持以上考虑,基本骨架的homo和lumo的电子轨道分布使用分子轨道计算法来计算并显示。图1表明结果。计算结果示出,在以上结构式中由箭头表示的取代位置处,lumo的电子轨道分布低于homo的电子轨道分布并且lumo的轨道系数低于homo的轨道系数。
现今已经广泛使用的密度泛函理论(dft)用作分子轨道计算法的计算手法。泛函数为b3lyp并且基函数为6-31g*。基函数也称为6-31g(d)。分子轨道计算法通过使用现今已经广泛使用的gaussian09(gaussian09,revisionc.01,m.j.frisch,g.w.trucks,h.b.schlegel,g.e.scuseria,m.a.robb,j.r.cheeseman,g.scalmani,v.barone,b.mennucci,g.a.petersson,h.nakatsuji,m.caricato,x.li,h.p.hratchian,a.f.izmaylov,j.bloino,g.zheng,j.l.sonnenberg,m.hada,m.ehara,k.toyota,r.fukuda,j.hasegawa,m.ishida,t.nakajima,y.honda,o.kitao,h.nakai,t.vreven,j.a.montgomery,jr.,j.e.peralta,f.ogliaro,m.bearpark,j.j.heyd,e.brothers,k.n.kudin,v.n.staroverov,t.keith,r.kobayashi,j.normand,k.raghavachari,a.rendell,j.c.burant,s.s.iyengar,j.tomasi,m.cossi,n.rega,j.m.millam,m.klene,j.e.knox,j.b.cross,v.bakken,c.adamo,j.jaramillo,r.gomperts,r.e.stratmann,o.yazyev,a.j.austin,r.cammi,c.pomelli,j.w.ochterski,r.l.martin,k.morokuma,v.g.zakrzewski,g.a.voth,p.salvador,j.j.dannenberg,s.dapprich,a.d.daniels,o.farkas,j.b.foresman,j.v.ortiz,j.cioslowski,和d.j.fox,gaussian,inc.,wallingfordct,2010.)来进行。
对于根据本发明的一个实施方案的有机化合物,分子间堆积程度可以通过将具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基引入式(1)中的r7、r8、r9、r16、r17和r18来降低。通过降低分子间堆积程度,可以改善升华性并且可以降低结晶性。
在本说明书中,升华性是指其中有机化合物的升华温度高于有机化合物的热分解温度的状态。其中温度差大的状态称为高的升华性。结晶性是指其中分子在例如高温或施加电场等高熵下保持无定形状态的状态。保持无定形状态的性能称为低的结晶性。
升华性的改善可以减少在升华纯化期间经历热分解的分子的数目。通过进行升华纯化,有机化合物的纯度可以相对容易地改善。这可以减少包含于有机发光元件中的杂质的量。因而,可以抑制由于杂质导致的发光效率的降低和驱动耐久性的降低。通过降低结晶性,可以降低浓度猝灭。从改善有机发光元件的发光效率的观点,浓度猝灭的降低是合适的。
由式(1)表示的有机化合物的基本骨架平面具有大的长轴和短轴之比。因此,如果不引入该取代基,则在薄膜的形式下,基本骨架平面之间的距离小,这增加分子间相互作用。这可以导致浓度猝灭和升华性的降低。由式(1)表示的有机化合物在四个六元环稠合的部分具有高的平面性。四个六元环稠合的部分也称为基本骨架的
根据本发明的一个实施方案的有机化合物的基本骨架仅由烃构成。因此,有机化合物拥有具有高的键能的化学稳定的骨架。为了维持整个有机化合物的高的键能,待引入基本骨架的取代基可以为具有高的键能的取代基。例如,如果例如具有氨基的化合物等具有低的键能的化合物用作有机发光元件的发光材料,则该化合物在驱动元件期间容易劣化,这会缩短有机发光元件的耐久寿命。
关于以下化合物a-1、a-2和b-1,具有低的键稳定性的键为咔唑环与亚苯基之间的键和氨基与苯基之间的键(氮-碳键)。化合物b-1中的碳-碳键具有更高的键稳定性。
如上所述,根据本发明的一个实施方案的有机化合物与比较化合物相比可以发出具有更高的颜色纯度的蓝光。有机化合物由于其高的还原电位而是化学稳定的化合物。
将会在以下具体地描述根据本发明的一个实施方案的有机化合物。然而,本发明不限于此。
以上示例化合物当中,属于d组的示例化合物为其中具有至少一个氰基的取代或未取代的芳基或杂环基引入由式(1)表示的有机化合物中的r7、r8、r9、r16、r17和r18中的至少之一的有机化合物。如上所述,此类有机化合物具有高的电子接受性并且有助于发出实现高的蓝色纯度的具有短波长的蓝光。因为有机化合物具有高的稳定性,所以包括该有机化合物的有机发光元件具有长寿命。因为取代基引入式(1)中的r7、r8、r9、r16、r17和r18中的至少之一,整个分子的平面性是低的,因而分子间堆积程度降低。因此,有机化合物具有降低的结晶性、降低的浓度猝灭和高的升华性。
以上示例化合物当中,属于e组的示例化合物为其中取代基不对称地引入并因而具有低对称性的c1对称的化合物,而属于d组的示例化合物具有c2对称。因此,抑制了整个分子上的分子间堆积,因而降低结晶性,这进一步降低浓度猝灭并改善升华性。
以上示例化合物当中,属于f组的示例化合物为其中具有至少一个氰基的取代或未取代的芳基或杂环基引入式(1)中的r3、r4、r12和r13中的至少之一的有机化合物。因为在分子的长轴方向上引入取代基,所以分子的振子强度高。
以上示例化合物当中,属于g组的示例化合物为其中引入三个以上的具有至少一个氰基的取代或未取代的芳基或杂环基的有机化合物。因此,示例化合物为具有更高的电子接受性的化学稳定的有机化合物。具有至少一个氰基的取代或未取代的芳基或杂环基的数目可为4以下。
式(1)中的r7、r8、r9、r16、r17和r18中的仅一个可以表示具有至少一个氰基的芳基或杂环基。这是因为,在此情况下,与其中具有至少一个氰基的芳基或杂环基引入式(1)中的除了r7、r8、r9、r16、r17和r18以外的位置的情况相比,发出具有更短的波长的光,因而获得提供更高的颜色纯度的有机化合物。特别地,当r3、r4、r12和r13均不表示具有至少一个氰基的芳基或具有至少一个氰基的杂环基时,发出具有更短的波长的光。更具体地,式(1)中的r3、r4、r12和r13可以表示氢原子。
代替上述的示例化合物,根据本发明的一个实施方案的有机化合物可以为同时拥有具有至少一个氰基的芳基和具有至少一个氰基的杂环基的有机化合物。
接下来,将会描述根据本发明的一个实施方案的有机发光元件。
根据本实施方案的有机发光元件至少包括第一电极和第二电极(为一对电极),和设置于电极之间的有机化合物层。在根据本实施方案的有机发光元件中,有机化合物层可具有单层结构或包括多个层的多层结构,只要该有机化合物层包括发光层即可。该对电极可以为阳极和阴极。
当有机化合物层具有包括多个层的多层结构时,除了发光层以外,有机化合物层还可以包括空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、空穴/激子阻挡层、电子输送层和电子注入层。发光层可具有单层结构或包括多个层的多层结构。
在根据本实施方案的有机发光元件中,根据本实施方案的有机化合物包含于有机化合物层中的至少一层中。具体地,根据本实施方案的有机化合物包含于任意的空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、发光层、空穴/激子阻挡层、电子输送层和电子注入层中。根据本实施方案的有机化合物可以包含于发光层中。
在根据本实施方案的有机发光元件中,当根据本实施方案的有机化合物包含于发光层中时,发光层可以为仅由根据本实施方案的有机化合物形成的层或可以为包含作为根据本实施方案的有机化合物的第一化合物和不同于第一化合物的第二化合物的层。当发光层为包含第一化合物和第二化合物的层时,第一化合物可以用作发光层的主体(host)或发光层的客体(guest)。选择性地,有机化合物可以用作可包含于发光层中的辅助材料。
本文中,主体是指形成发光层的化合物当中重量比最高的化合物。客体是指形成发光层的化合物当中与主体相比重量比较低且负责主要发光的化合物。辅助材料是指形成发光层的化合物当中与主体相比重量比较低且辅助客体发光的化合物。辅助材料也称为第二主体。
当根据本实施方案的有机化合物用作发光层的客体时,客体的浓度相对于整个发光层优选为0.01wt%以上且20wt%以下并且更优选为0.1wt%以上且5.0wt%以下。
当根据本实施方案的有机化合物用作发光层的客体时,具有与根据本实施方案的有机化合物相比更高的lumo能级的材料(具有接近于真空能级的lumo能级的材料)可以用作主体。这是因为,当具有与根据本实施方案的具有低的lumo能级的有机化合物相比更高的lumo能级的材料用作主体时,根据本实施方案的有机化合物可以接受大量的供应至发光层的主体的电子。
由于深入的研究,本发明人已经发现,当根据本实施方案的有机化合物用作发光层的主体或客体时,特别地,作为发光层的客体,提供了产生具有高效率和高亮度的光学输出且具有非常高的耐久性的元件。该发光层可以具有单层结构或多层结构,或作为本实施方案的发光色的蓝色发光色可以通过添加具有其它的发光色的发光材料而与其它颜色混合。多层结构是指其中发光层和其它的发光层堆叠的状态。在此情况下,有机发光元件的发光色不限于蓝色。发光色可以具体地为白色或中间色。在白色的情况下,其它的发光层发出具有蓝色以外的颜色,例如红色或绿色的光。发光层通过例如气相沉积或涂布等方法来形成。该方法的详情将会在以下实施例中具体地描述。
根据本实施方案的有机化合物可以用作构成根据本实施方案的有机发光元件的除了发光层以外的有机化合物层的材料。具体地,有机化合物可以用作例如,电子输送层、电子注入层、空穴输送层、空穴注入层和空穴阻挡层的材料。在此情况下,有机发光元件的发光色不限于蓝色。发光色可以具体地为白色或中间色。
当生产根据本实施方案的有机发光元件时,按需要,根据本实施方案的有机化合物可以与例如,公知的低分子量或高分子量的化合物,如空穴注入性化合物或空穴输送性化合物、作为主体的化合物、发光性化合物、电子注入性化合物或电子输送性化合物组合使用。
在以下将会描述这些化合物的实例。
空穴注入性或输送性材料可以为具有高的空穴移动度以致促进自阳极注入空穴的材料并且注入的空穴可以输送至发光层。空穴注入性或输送性材料也可以为具有高的玻璃化转变温度的材料,以便抑制有机发光元件中的如结晶等的膜品质的劣化。具有空穴注入性或输送性的低分子量或高分子量的材料的实例包括三芳基胺衍生物、芳基咔唑衍生物、苯二胺衍生物、芪衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、聚(乙烯基咔唑)、聚(噻吩)、和其它导电性聚合物。以上空穴注入性或输送性材料也适合用于电子阻挡层。
用作空穴注入性或输送性材料的化合物的非限制性具体实例在以下示出。
当空穴输送材料当中的ht16~ht18用于接触阳极的层时,驱动电压可以降低。ht16广泛地用于有机发光元件。ht2、ht3、ht10和ht12可以用于与ht16相邻的有机化合物层。一层有机化合物层可以由多种材料形成。例如,可以使用ht2和ht4、ht3和ht10、ht8和ht9的组合。
除了由式(1)表示的有机化合物以外,主要与发光功能相关的发光材料的实例还包括:稠环化合物(例如,芴衍生物、萘衍生物、芘衍生物、苝衍生物、并四苯衍生物、蒽衍生物、和红荧烯),喹吖啶酮衍生物,香豆素衍生物,芪衍生物,如三(8-喹啉)铝等有机铝配合物,铱配合物,铂配合物,铼配合物,铜配合物,铕配合物,钌配合物,和如聚(亚苯基亚乙烯基)衍生物、聚(芴)衍生物和聚(亚苯基)衍生物等聚合物衍生物。
用作发光材料的化合物的非限制性具体实例在以下示出。
包含于发光层中的发光层主体或发光辅助材料的实例包括芳香族烃化合物和其衍生物、咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、如三(8-喹啉)铝等有机铝配合物、和有机铍配合物。
特别地,主体材料可以在其分子骨架中具有蒽、并四苯、苝、芴或芘骨架。这是因为,主体材料由上述烃形成并也具有能够使充分的能量转移至根据本发明的一个实施方案的有机化合物的s1能量。
用作包含于发光层中的发光层主体或发光辅助材料的化合物的非限制性具体实例在以下示出。
电子输送材料可以自由地选自能够将自阴极注入的电子输送至发光层的材料。鉴于例如与空穴输送材料的空穴移动度的平衡,选择电子输送材料。具有电子输送性的材料的实例包括噁二唑衍生物、噁唑衍生物、吡嗪衍生物、三唑衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、有机铝配合物、和稠环化合物(例如,芴衍生物、萘衍生物、
用作电子输送材料的化合物的非限制性具体实例在以下示出。
鉴于例如与空穴注入性能的平衡,电子注入材料可以自由地选自能够容易地自阴极注入电子的材料。包含n型掺杂物和还原性掺杂物作为有机化合物。电子注入材料的实例包括:如氟化锂等含有碱金属的化合物、如羟基喹啉锂等锂配合物、苯并咪唑烷(benzimidazolidene)衍生物、咪唑烷(imidazolidene)衍生物、富瓦烯衍生物、和吖啶衍生物。
有机发光元件的构成
有机发光元件通过在设置于基板上的绝缘层上形成第一电极、有机化合物层和第二电极来提供。例如,保护层和滤色器可以设置于第二电极上。如果设置滤色器,则平坦化层可以设置在保护层与滤色器之间。平坦化层可以由例如丙烯酸系树脂形成。第一电极和第二电极中的一个可以为阳极,并且另一个可以为阴极。
基板
基板由例如石英、玻璃、硅晶片、树脂或金属来形成。如晶体管和配线等开关元件可以设置于基板上,并且其上可以设置绝缘层。绝缘层可以由任意材料形成,只要接触孔可以形成为建立阳极与配线之间的电连接,并且阳极可以与阳极不连接的配线绝缘。绝缘层的材料的实例包括如聚酰亚胺等树脂、氧化硅和氮化硅。
电极
电极可以为一对电极。该对电极可以为阳极和阴极。当在有机发光元件发光的方向上施加电场时,具有高的电位的电极为阳极,并且另一电极为阴极。也可以声称的是,向发光层供应空穴的电极为阳极并且供应电子的电极为阴极。
阳极的材料期望地具有尽可能高的功函数。阳极的材料的实例包括:如金、铂、银、铜、镍、钯、钴、硒、钒和钨等金属单质;含有这些金属的混合物;这些金属的合金;和如氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ito)、和氧化铟锌等金属氧化物。也可以使用如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等导电性聚合物。
这些电极材料可以单独或以两种以上的组合使用。阳极可以具有单层结构或多层结构。
当阳极用作反射电极时,例如,可以使用铬、铝、银、钛、钨、钼、其合金、或其层叠体。当阳极用作透明电极时,可以使用由例如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌制成的透明导电性氧化物层,但是材料不限于此。电极可以通过光刻法来形成。
另一方面,阴极的材料期望地具有低的功函数。阴极的材料的实例包括:碱金属,例如锂等;碱土金属,例如钙等;金属单质,例如铝、钛、锰、银、铅、和铬等;含有这些金属的混合物;这些金属的合金,例如镁-银、铝-锂、铝-镁、银-铜和锌-银等;和金属氧化物,例如氧化铟锡(ito)。这些电极材料可以单独地或以两种以上的组合使用。阴极可以具有单层结构或多层结构。特别地,优选地使用银并且更优选地使用银合金以抑制银的聚集。银合金可以具有任意混合比例如1:1,只要可以抑制银的聚集即可。
可以采用任意器件,例如通过使用由例如ito制成的导电性氧化物层作为阴极获得的上发光器件或通过使用由例如铝(al)制成的反射电极作为阴极的下发光器件。阴极的形成方法没有特别限制。例如,可以采用dc和ac溅射法,这是因为可以实现良好的膜覆盖以容易地降低电阻。
保护层
保护层可以设置于阴极上。例如,包括吸湿剂的玻璃板贴合至阴极。这抑制了水等渗入有机化合物层中并因而可以抑制显示缺陷的发生。在另一实施方案中,由氮化硅等制成的钝化膜可以设置于阴极上以抑制水等渗入有机el层。例如,在形成阴极之后,所得基板可以在不破坏真空的情况下转移至另一腔室,并且厚度为2μm的氮化硅膜可以通过化学气相沉积(cvd)法来形成以提供保护层。在通过cvd法形成膜之后,保护层可以通过原子层沉积法(ald法)来设置。
滤色器
滤色器可以设置于保护层上。例如,将鉴于有机发光元件的尺寸而设置的滤色器设置于另一基板上,并且该基板可以贴合至其上已经设置了有机发光元件的基板。选择性地,可以在上述保护层上通过光刻法将滤色器图案化。滤色器可以由聚合物形成。
平坦化层
平坦化层可以设置在滤色器与保护层之间。平坦化层可以由有机化合物形成。有机化合物可以为低分子量的有机化合物或可以为高分子量的有机化合物,但期望地为高分子量的有机化合物。
平坦化层可以设置于滤色器上、下,并且两个平坦化层可以由相同的材料或不同的材料形成。材料的具体实例包括聚乙烯基咔唑树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、abs树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅树脂和尿素树脂。
对向基板
对向基板可以设置于平坦化层上。对向基板的名称来源于对向基板设置在对应于上述基板的位置上的事实。对向基板可以由与上述基板相同的材料形成。如果上述基板为第一基板,则对向基板可以为第二基板。
有机化合物层
构成根据本发明一个实施方案的有机发光元件的有机化合物层(例如,空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子输送层和电子注入层)通过以下方法来形成。
构成根据本发明一个实施方案的有机发光元件的有机化合物层可以通过如真空气相沉积法、离子化气相沉积法、溅射法或使用等离子体的方法等干式方法来形成。代替干式方法,也可以采用其中有机化合物溶解于适当的溶剂并且通过公知的涂布法(例如,旋涂法、浸渍、流延法、langmuir-blodgett(lb)法、或喷墨法)来形成层的湿式方法。
当通过例如,真空气相沉积法或溶液涂布法来形成层时,结晶等不太可能发生且所得层具有高的经时稳定性。当通过涂布法来形成层时,可以通过组合使用适当的粘结剂树脂来形成层。
粘结剂树脂的非限制性实例包括聚乙烯基咔唑树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、abs树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅树脂和尿素树脂。
这些粘结剂树脂可以作为均聚物或作为共聚物单独地或以两种以上的混合物组合使用。进一步,如增塑剂、抗氧化剂、和紫外线吸收剂等公知的添加剂可以任选地以组合使用。
根据本发明一个实施方案的有机发光元件的用途
根据本发明一个实施方案的有机发光元件可以用作显示设备和照明设备的构件。另外,有机发光元件可以用作例如,电子照相图像形成设备的曝光光源、液晶显示设备的背光源、和具有滤色器的包括白色光源的发光装置。
显示设备可以为包括如下的图像信息处理设备:自面阵ccd、线阵ccd、或记忆卡等输入图像信息的图像输入单元,和处理输入的信息并在显示单元上显示输入图像的信息处理单元。
包括于摄像设备或喷墨打印机中的显示单元可以具有触控面板功能。触控面板功能可以通过例如使用红外线、静电电容、电阻膜或电磁感应的方法等任意方法来驱动。显示设备可以用作多功能打印机的显示单元。
接下来,根据本实施方案的显示设备将会参考附图来描述。
图2a为表明构成根据本实施方案的显示设备的像素的一个实例的示意性截面图。像素具有子像素10。子像素依照它们的发光而分类为子像素10r、10g、和10b。发光色可以通过从发光层发出的光的波长而区分。选择性地,从子像素发出的光可以选择地透过滤色器等或者经由滤色器等而进行颜色转换。各子像素在层间绝缘层1上包括作为第一电极的反射电极2、覆盖反射电极2的边缘的绝缘层3、覆盖第一电极和绝缘层的有机化合物层4、透明电极5、保护层6、及滤色器7。
层间绝缘层1可以在层间绝缘层1下方或内侧包括晶体管和电容器元件。晶体管和第一电极可以通过接触孔(未示出)等而彼此电气地连接。
绝缘层3也称为bank或像素分离膜。绝缘层3设置为覆盖第一电极的边缘且围绕第一电极。有机化合物层4与其中不设置绝缘层的部分接触。该部分作为发光区域。
有机化合物层4包括空穴注入层41、空穴输送层42、第一发光层43、第二发光层44和电子输送层45。
第二电极5可以为透明电极、反射电极或半透明电极。
保护层6抑制水渗入有机化合物层。保护层示出为好似具有单层结构,但可以由多个层构成。层可以由无机化合物层和有机化合物层构成。
滤色器7依照颜色而分类为滤色器7r、7g和7b。滤色器可以形成于平坦化膜(未示出)上。树脂保护层(未示出)可以设置于滤色器上。滤色器可以形成于保护层6上。在滤色器形成于如玻璃基板等对向基板上之后,可以贴合滤色器。
图2b为表明包括有机发光元件和连接至有机发光元件的晶体管的显示设备的一个实例的示意性截面图。晶体管为有源元件(activeelement)的一个实例。晶体管可以为薄膜晶体管(tft)。
图2b中的显示设备100包括由例如玻璃或硅制成的基板11,和设置于基板11上的绝缘层12。如tft等有源元件18设置于绝缘层上,并且有源元件18由栅电极13、栅绝缘膜14和半导体层15构成。tft18也由半导体层15、漏电极16和源电极17构成。绝缘膜19设置于tft18上。构成有机发光元件的阳极21和源电极17通过设置于绝缘膜中的接触孔20而彼此连接。
包括于有机发光元件中的电极(阳极和阴极)和包括于tft中的电极(源电极和漏电极)之间的电气连接形式不限于图2b中表明的形式。即,阳极和阴极之一电气地连接至tft的源电极和漏电极之一是足够的。tft是指薄膜晶体管。
在图2b中的显示设备100中,有机化合物层22示出为好似具有单层结构,但可以具有多层结构。用于抑制有机发光元件的劣化的第一保护层24和第二保护层25设置于阴极23上。
在图2b中的显示设备100中,晶体管用作开关元件。代替地,可以使用另一开关元件。
用于图2b中的显示设备100的晶体管不限于使用单晶硅晶片的晶体管,而是可以为在基板的绝缘性表面上包括有源层的薄膜晶体管。有源层的实例包括单晶硅、无定形硅、如微晶硅等非单晶硅、和如氧化铟锌和氧化铟镓锌等非单晶氧化物半导体。薄膜晶体管也称为tft元件。
包括于图2b中的显示设备100中的晶体管可以形成于如si基板等基板中。本文中,短语"形成于基板中"意味着,晶体管通过加工如si基板等基板本身来生产。即,形成于基板中的晶体管可以被视为与基板一体化形成的晶体管。
在根据本实施方案的有机发光元件中,发光亮度通过作为开关元件的一个实例的tft来控制。当多个此类有机发光元件配置于平面内时,可以使用各有机发光元件的发光亮度而显示图像。根据本实施方案的开关元件不限于tft。开关元件可以为由低温多晶硅或形成于如si基板等基板上的有源矩阵型驱动器(activematrixdriver)形成的晶体管。短语"基板上"也可称为"基板中"。显示单元的尺寸决定晶体管设置于基板中,还是使用tft。例如,在尺寸为约0.5英寸的情况下,有机发光元件可以设置于si基板上。
图3示意性表明根据本实施方案的显示设备的一个实例。显示设备1000可以在上盖1001与下盖1009之间包括触控面板1003、显示面板1005、框架1006、电路板1007、和电池1008。柔性版印刷的电路fpc1002和1004分别连接至触控面板1003和显示面板1005。晶体管印刷于电路板1007上。如果显示设备不为移动设备,则不必要设置电池1008。即使显示设备为移动设备,电池1008也可以设置于不同的位置。
根据本实施方案的显示设备可以包括红色、绿色和蓝色的滤色器。红色、绿色和蓝色的滤色器可以以δ排列而设置。
根据本实施方案的显示设备可以用于移动终端的显示单元。显示单元可以同时具有显示功能和操作功能。移动终端的实例包括如智能电话等移动电话、台式电脑和头戴式显示器。
根据本实施方案的显示设备可以用于摄像设备的显示单元,所述摄像设备包括:包括多个透镜的光学单元,和构成为接收通过光学单元的光的摄像元件。摄像设备可以包括构成为显示由摄像元件获得的信息的显示单元。显示单元可以为露出在摄像设备的外部的显示单元或者设置于取景器中的显示单元。摄像设备可以为数字照相机或数字摄像机。摄像设备也可以称为光电转换设备。
图4a示意性表明根据本实施方案的摄像设备的一个实例。摄像设备1100可以包括取景器1101、背面显示器1102、操作单元1103和壳体1104。取景器1101可以包括根据本实施方案的显示设备。在此情况下,显示设备不仅可以显示拍摄的图像,还可以显示环境信息和图像采集指示等。环境信息可以为例如,外部光的强度、外部光的方向、目标的移动速度、和目标被物体遮蔽的可能性。
因为拍摄图像所适当的时机仅为一瞬,所以期望地尽可能快地显示信息。因此,可以使用包括根据本发明一个实施方案的有机发光元件的显示设备。这是因为有机发光元件具有高的响应速度。与需要具有高的显示速度的这些设备和液晶显示设备相比,可以更适合地使用包括该有机发光元件的显示设备。
摄像设备1100包括光学单元(未示出)。光学单元包括多个透镜并且在收纳于壳体1104中的摄像元件上聚焦图像。通过调节多个透镜的相对位置,可以调节焦点。该操作也可以自动地进行。
图4b示意性表明根据本实施方案的电子设备的一个实例。电子设备1200包括显示单元1201、操作单元1202和壳体1203。壳体1203可以包括电路、包括电路的印刷电路板、电池和通信单元。操作单元1202可以为按钮或触控面板响应单元。操作单元可以为借助指纹识别开锁的生物特征识别单元。包括通信单元的电子设备可以称为通讯设备。电子设备可以进一步包括透镜和摄像元件以具有照相机功能。通过照相机功能拍摄的图像显示于显示单元上。电子设备的实例包括智能电话和笔记本电脑。
图5a和5b示意性表明根据本实施方案的显示设备的实例。图5a表明如电视显示屏或pc显示屏等显示设备。显示设备1300包括框架1301和显示单元1302。根据本实施方案的发光装置可以用于显示单元1302。
显示设备1300包括框架1301和支承显示单元1302的基台1303。基台1303的形式不限于图5a中的那种。框架1301的下侧也可以作为基台。
框架1301和显示单元1302可以弯曲。曲率半径可以为5000mm以上且6000mm以下。
图5b示意性表明根据本实施方案的显示设备的另一实例。图5b中的显示设备1310为所谓的可折叠显示设备。显示设备1310包括第一显示单元1311、第二显示单元1312、壳体1313和弯曲点1314。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以包括根据本实施方案的发光装置。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以构成单一的无缝显示设备。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以由弯曲点分割。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以显示不同的图像,或者单一的图像可以在第一和第二显示单元的组合中显示。
图6a示意性表明根据本实施方案的照明设备的一个实例。照明设备1400可以包括壳体1401、光源1402、电路板1403、光学膜1404和光漫射单元1405。光源可以包括根据本实施方案的有机发光元件。光学膜可以为用于改善光源的演色性的滤光器。用于照亮等的光漫射单元有效地使来自光源的光扩散并且使得光传送到宽的区域。光学膜和光漫射单元可以设置于照明设备的发光侧。盖子可以任选地设置于最外部。
照明设备为例如,照亮房间的设备。照明设备可以发出白色、自然白色、或从蓝色至红色的任意其它颜色的光。照明设备可以包括构成为调节光的调光电路。照明设备可以包括根据本发明一个实施方案的有机发光元件和连接至有机发光元件的供电电路。供电电路为将交流电压转换为直流电压的电路。颜色"白色"的颜色温度为4200k并且颜色"自然白色"的颜色温度为5000k。照明设备可以包括滤色器。
根据本实施方案的照明设备可以包括散热单元。散热单元使设备中的热散发至外部并且由例如,具有高比热的金属或液态硅形成。
图6b示意性表明作为根据本实施方案的移动物体的一个实例的汽车。汽车包括作为照明设施的实例的尾灯。汽车1500包括尾灯1501,并且尾灯可以通过例如,执行制动而点亮。
尾灯1501可以包括根据本实施方案的有机发光元件。尾灯可以包括保护有机el元件的保护构件。保护构件可以由任意材料制成,只要保护构件具有相对高的强度和透明性即可。保护构件可以由聚碳酸酯等形成。聚碳酸酯可以与例如,呋喃二羧酸衍生物或丙烯腈衍生物混合。
汽车1500可以包括车体1503和安装至车体1503的窗户1502。窗户可以为透明显示器,只要该窗户不为汽车的前窗或后窗即可。透明显示器可以包括根据本实施方案的有机发光元件。在此情况下,包括于有机发光元件中的如电极等构件由透明材料形成。
根据本实施方案的移动物体可以为例如,船、航空器或无人机。移动物体可以包括主体和设置于主体上的照明设施。照明设施可以发出光以使得主体位置被识别。照明设施可以包括根据本实施方案的有机发光元件。
如上所述,包括根据本实施方案的有机发光元件的设备的使用允许长时间的、具有良好的图像品质的稳定显示。
实施例
下文中,将会基于实施例来描述本发明。然而,本发明不限于此。在实施例中,在一些情况下,双(二苄叉丙酮)钯(0)缩写为pd(dba)2,三环己基膦缩写为p(cy)3,n-氯琥珀酰亚胺缩写为ncs,n,n-二甲基甲酰胺缩写为dmf,二甲亚砜缩写为dmso,二甲基乙酰胺缩写为dmac,并且二氮杂双环十一烯缩写为dbu。
实施例1(示例化合物d-4的合成)
(1)化合物e3的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e1:7.23g(25.1mmol)
化合物e2:5.00g(22.8mmol)
pd(pph3)4:790mg(1.14mmol)
碳酸钠:9.66g(91.2mmol)
甲苯:200ml
乙醇:100ml
水:100ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至90℃,并且在该温度(90℃)下进行搅拌5小时。在完成反应之后,使用甲苯和水来进行提取。将所得产物浓缩,通过硅胶柱层析(庚烷:甲苯=1:1)来纯化,然后通过使用甲醇分散而洗涤,获得5.5g的白色化合物e3(产率:80%)。
(2)化合物e4的合成
将以下试剂和溶剂投入200ml回收烧瓶中。
(甲氧基甲基)三苯基氯化磷:12.8g(41.5mmol)
四氢呋喃:50ml
接着,将以下试剂在室温下在氮气流中逐渐滴加至反应溶液。
叔丁醇钾[1.0m四氢呋喃溶液]
接着,将反应溶液在该温度(室温)下搅拌1小时。然后在室温下向其中逐渐滴加以下混合溶液。
化合物e3:5.0g(16.6mmol)
四氢呋喃:50ml
在完成反应之后,使用甲苯和水来进行提取。将所得产物浓缩,通过硅胶柱层析(庚烷:甲苯=1:1)来纯化,然后通过使用甲醇分散而洗涤,获得4.48g的白色化合物e4(产率:82%)。
(3)化合物e5的合成
将以下试剂和溶剂投入200ml回收烧瓶中。
化合物e4:4.00g(12.1mmol)
二氯甲烷:100ml
接着,将反应溶液在氮气流中冷却至0℃,并且将以下试剂滴加至反应溶液。
甲磺酸:1.75g(18.2mmol)
接着,将反应溶液在室温下搅拌3小时。在完成反应之后,向其中添加50ml的甲醇并在0℃下进行搅拌30分钟。然后将所得产物分离并采用水和甲醇洗涤,获得3.09g的白色化合物e5(产率:86%)。
(4)化合物e6的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e5:3.00g(10.1mmol)
双(频哪醇硼烷):10.3g(40.4mmol)
pd(dba)2:580mg(1.01mmol)
p(cy)3:850mg(3.03mmol)
乙酸钾:3.96mg(40.4mmol)
邻二甲苯:300ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至150℃,并且在该温度(150℃)下进行搅拌7小时。在完成反应之后,进行c盐过滤。将所得产物浓缩并且通过使用庚烷分散而洗涤,获得3.93g的白色化合物e6(产率:81%)。
(5)化合物e7的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e6:3.8g(7.91mmol)
ncs:5.28g(39.6mmol)
甲磺酸:227mg(2.37mmol)
dmf:380ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至65℃,并且在该温度(65℃)下进行搅拌7小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(甲苯)来纯化,然后通过使用庚烷分散而洗涤,获得2.17g的白色化合物e7(产率:50%)。
(6)化合物e9的合成
将以下试剂和溶剂投入200ml回收烧瓶中。
化合物e7:2.00g(3.64mmol)
化合物e8:4.17g(14.6mmol)
pd(pph3)2cl2:128mg(0.18mmol)
碳酸钠:1.54g(14.6mmol)
dmso:100ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至90℃,并且在该温度(90℃)下进行搅拌5小时。在完成反应之后,向其中添加100ml的甲醇并且在室温下进行搅拌30分钟。之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(庚烷:氯苯=3:1)来纯化,然后通过使用甲醇分散而洗涤,获得1.24g的白色化合物e9(产率:48%)。
(7)化合物e10的合成
将以下试剂和溶剂投入100ml回收烧瓶中。
化合物e9:1.00g(1.41mmol)
pd(dba)2:81mg(0.14mmol)
p(cy)3:119mg(0.42mmol)
乙酸钾:415mg(4.23mmol)
dmac:50ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至170℃,并且在该温度(170℃)下进行搅拌2小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过使用庚烷/甲苯分散而洗涤,获得523mg的暗绿色化合物e11(产率:68%)。
(8)示例化合物d-4的合成
将以下试剂和溶剂投入200ml回收烧瓶中。
化合物e10:100mg(0.18mmol)
化合物e11:96mg(0.60mmol)
pd(oac)2:4mg(0.02mmol)
s-phos:18mg(0.05mmol)
碳酸钾:149g(1.08mmol)
dmso:10ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至100℃,并且在该温度(100℃)下进行搅拌6小时。在完成反应之后,向其中添加100ml的甲醇并且在室温下进行搅拌30分钟。之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(氯苯)来纯化,然后通过使用庚烷/甲苯分散而洗涤,获得82mg的黄色的示例化合物d-4(产率:65%)。
示例化合物d-4的1×10-5mol/l的甲苯溶液的发射光谱通过光致发光测量在激发波长350nm下使用由hitachi,ltd.制造的f-4500来确定。结果,获得在441nm下具有最大强度的光谱。
示例化合物d-4使用maldi-tof-ms(autoflexlrf,bruker制造)进行质谱分析。
maldi-tof-ms
测量值:m/z=706,计算值:c54h30n2=706
实施例2(示例化合物d-26的合成)
(1)化合物e14的合成
除了e1改变为e12并且e2改变为e13以外,以与实施例1中相同的方式来合成中间物e14。因为从e12到e14的反应与实施例1中相同,所以不描述中间物并且仅描述箭头。
(2)化合物e16的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e14:3.6g(10.0mmol)
乙硫醇钠:3.36g(40.0mmol)
dmf:280ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至60℃,并且在该温度下进行搅拌7小时。在完成反应之后,向其中添加氯化铵水溶液,并且进行过滤。所得产物通过使用100ml的水分散而洗涤,获得2.46g的白色化合物e16(产率:75%)。
(3)化合物e17的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e16:2.4g(7.29mmol)
三氟甲磺酸酐:4.78ml(29.1mmol)
吡啶:3.5ml
二氯甲烷:240ml
接着,将4.78ml(29.1mmol)的三氟甲磺酸酐在冰冷却的条件下滴加至反应溶液,并且在室温下进行搅拌2小时。在完成反应之后,向其中添加200ml的冰水并且提取有机层。将有机层浓缩并且通过硅胶柱层析(甲苯和庚烷的混合物)来纯化,获得3.54g的白色化合物e17(产率:82%)。
(4)化合物e18的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e17:3.5g(6.37mmol)
双(频哪醇硼烷):9.71g(38.2mmol)
pd(dppf)2cl2:453mg(0.637mmol)
乙酸钾:2.50g(25.5mmol)
二氧六环:200ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至100℃,并且在该温度下进行搅拌7小时。在完成反应之后,进行c盐过滤。将所得产物浓缩并且通过使用庚烷分散而洗涤,获得3.18g的灰色化合物e18(产率:91%)。
(5)化合物e20的合成
将以下试剂和溶剂投入200ml回收烧瓶中。
化合物e18:2.00g(2.83mmol)
化合物e19:2.43g(8.48mmol)
pd(pph3)2cl2:199mg(0.28mmol)
碳酸钠:1.80g(17.0mmol)
dmso:100ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至90℃,并且在该温度下进行搅拌5小时。在完成反应之后,向其中添加100ml的水并且在室温下进行搅拌30分钟。之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(庚烷和氯苯的混合物)来纯化,然后通过使用甲醇分散而洗涤,获得0.76g的黄色化合物e20(产率:38%)。
(6)化合物e21的合成
将以下试剂和溶剂投入100ml回收烧瓶中。
化合物e20:0.75g(1.06mmol)
pd(pph3)2cl2:77mg(0.11mmol)
dbu:5.0ml
dmac:50ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至170℃,并且在该温度(170℃)下进行搅拌2小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过使用庚烷/甲苯分散而洗涤,获得417mg的暗绿色化合物e21(产率:72%)。
(7)示例化合物d-26的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e21:400mg(0.18mmol)
化合物e22:106mg(0.54mmol)
pd(oac)2:4mg(0.02mmol)
s-phos:18mg(0.05mmol)
磷酸钾:0.458g(2.16mmol)
二甲苯:200ml
水:20ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至120℃,并且在该温度下进行搅拌7小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(甲苯)来纯化,然后通过使用庚烷分散而洗涤,获得42mg的黄色的示例化合物d-26(产率:30%)。
示例化合物d-26的1×10-5mol/l的甲苯溶液的发射光谱通过光致发光测量在激发波长350nm下使用由hitachi,ltd.制造的f-4500来确定。结果,获得在443nm下具有最大强度的光谱。
进一步,示例化合物使用maldi-tof-ms(autoflexlrf,bruker制造)进行质谱分析。
maldi-tof-ms
测量值:m/z=778,计算值:c60h30n2=778
实施例3(示例化合物e-4的合成)
除了e12改变为e23并且e13改变为e24以外,示例化合物e-4参考实施例2而合成。以与实施例1中相同的方式进行的质谱分析的测量值为706m/z。
实施例4(示例化合物d-52的合成)
示例化合物d-52使用实施例2中的中间物e21来合成。
(1)化合物e29的合成
将以下试剂和溶剂投入500ml回收烧瓶中。
化合物e21:400mg(0.18mmol)
化合物e28:62mg(0.36mmol)
pd(oac)2:4mg(0.02mmol)
s-phos:18mg(0.05mmol)
磷酸钾:0.229g(1.08mmol)
二甲苯:200ml
水:20ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至120℃,并且在该温度下进行搅拌5小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(甲苯)来纯化,然后通过使用庚烷分散而洗涤,获得48mg的黄色化合物e29(产率:42%)。
(2)示例化合物d-52的合成
将以下试剂和溶剂投入50ml回收烧瓶中。
化合物e29:46mg(0.072mmol)
化合物e30:43mg(0.28mmol)
pd(oac)2:2mg(0.010mmol)
s-phos:11mg(0.03mmol)
磷酸钾:0.115g(0.54mmol)
二甲苯:20ml
水:2ml
接着,将反应溶液在氮气流中加热至120℃,并且在该温度下进行搅拌5小时。在完成反应之后,进行过滤。将所得产物通过硅胶柱层析(甲苯)来纯化,然后通过使用庚烷分散而洗涤,获得19mg的黄色的示例化合物d-52(产率:38%)。
示例化合物d-52的1×10-5mol/l的甲苯溶液的发射光谱通过光致发光测量在激发波长350nm下使用由hitachi,ltd.制造的f-4500来确定。结果,获得在443nm下具有最大强度的光谱。
进一步,示例化合物使用maldi-tof-ms(autoflexlrf,bruker制造)进行质谱分析。
maldi-tof-ms
测量值:m/z=706,计算值:c54h30n2=706
实施例5(示例化合物d-54的合成)
除了e25改变为e29并且e28改变为e30以外,以与实施例4中相同的方式来合成示例化合物d-54。以与实施例1中相同的方式进行的质谱分析的测量值为748m/z。
实施例6(示例化合物d-56的合成)
除了e25改变为e31并且e28改变为e32以外,以与实施例4中相同的方式来合成示例化合物d-56。以与实施例1中相同的方式进行的质谱分析的测量值为692m/z。
实施例7~27(示例化合物的合成)
在这些实施例中,除了实施例1或2中的原料改变为表2-1~2-3中的原料1~4中所列出的那些以外,以相同的方式来合成示例化合物。具体地,实施例1中的e1改变为原料1中列出的那些,e2改变为原料2中列出的那些,e8改变为原料3中列出的那些,并且e11改变为原料4中列出的那些。进一步,实施例2中的e12改变为原料1中列出的那些,e13改变为原料2中列出的那些,e19改变为原料3中列出的那些,并且e22改变为原料4中列出的那些。也示出以与实施例1中相同的方式进行的质谱分析的测量值m/z。
表2-1
表2-2
表2-3
实施例28
在该实施例中,生产了具有表3中示出的构成的有机发光元件。具体地,生产了其中阳极、空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子输送层、电子注入层和阴极循序地形成于绝缘层上的底部发光(bottm-emission)型有机发光元件。
首先,ito设置于玻璃基板上,并且进行所期望的图案化加工以形成ito电极(阳极)。此时,ito电极的厚度设定为100nm。这样的其上形成了ito电极的基板用作以下过程中的ito基板。
接着,表3中示出的有机化合物层和电极层通过借助真空室中的电阻加热进行真空气相沉积而依次地形成于ito基板上。此时,对向电极(金属电极层,阴极)的电极面积设定为3mm2。
表3
测量和评价所得的元件的特性。发光元件的最大发光波长为445nm且最大外部量子效率(e.q.e)为4.9%,并发出色度为(x,y)=(0.14,0.07)的具有高的颜色纯度的蓝光。对于测量仪器,具体地,电流-电压特性使用由hewlett-packardcompany制造的微安计4140b来测量,并且发光亮度使用由topconcorporation制造的bm7来测量。进一步,进行在电流密度80ma/cm2下的连续驱动试验,以测量在亮度降低率达到5%时所花费的时间。时间大于100小时。测量结果与在实施例29~43中的那些一起在表4中示出。
实施例29~43及比较例1和2
除了化合物适当地改变为表4中列出的那些以外,通过与实施例28中相同的方法来生产有机发光元件。以与实施例28中相同的方式来测量和评价所得的元件的特性。表4示出测量结果。
在比较例1中,除了客体材料改变为j-1以外,以与实施例29中相同的方式来生产和评价有机发光元件。在比较例2中,除了客体材料改变为j-2以外,以与实施例28中相同的方式来生产和评价有机发光元件。评价结果与实施例中的结果一起在表4中示出。
表4
表4示出,比较例1和2各自的色度坐标为(0.14,0.13)并因而具有与实施例相比较低的颜色纯度。进一步,5%劣化寿命为100小时以下的比较例中的有机发光元件与各自的5%劣化寿命为105小时以上的实施例中的相比具有较低的耐久性。这是因为,比较化合物不拥有具有至少一个氰基的芳基并因而具有低的颜色纯度。这也可能因为,比较化合物不具有氰基并因而由于其低的电子接受性而具有低的化学稳定性。
另一方面,包括实施例的有机化合物的有机发光元件拥有具有至少一个氰基的芳基,因此展示与包括比较化合物的有机发光元件相比更好的具有高的颜色纯度的蓝色发光性能。进一步,包括实施例的有机化合物的有机发光元件具有与包括比较化合物的有机发光元件相比更高的电子接受性。因此,此类有机发光元件为化学稳定的,并且具有长的5%劣化寿命。
实施例44
在该实施例中,生产了具有表5中示出的构成的有机发光元件。具体地,生产了其中阳极、空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、第二发光层、第一发光层、空穴阻挡层、电子输送层、电子注入层和阴极循序地形成于绝缘层上的顶部发光(top-emission)型有机发光元件。
厚度为40nm的al和ti的多层膜通过溅射法而形成于玻璃基板上并且通过光刻法而图案化,以形成阳极。此时,对向电极(金属电极层,阴极)的电极面积设定为3mm2。
接着,将其上已经形成了电极的清洁的基板和材料放置于真空蒸发系统(ulvac,inc.制造)中,并且将系统抽空至1.3×10-4pa(1×10-6托)的压力,然后进行uv/臭氧清洁。接着,形成表5中示出的层。最后,在氮气氛中进行密封。
表5
测量和评价所得的元件的特性。所得的元件展示良好的白色发光。进一步,进行在初始亮度1000cd/m2下的连续驱动试验,以测量100小时后的亮度降低率。其结果与以下实施例和比较例中的那些一起在表6中示出。
实施例45~52及比较例3和4
在这些实施例中,除了化合物适当地改变为表6中列出的那些以外,以与实施例44中相同的方式来生产和评价有机发光元件。表6示出测量结果。
表6
表6示出,包括比较化合物j-1和j-2的有机发光元件的亮度降低率分别为23%和25%。这可能因为,比较化合物不拥有具有至少一个氰基的芳基并因而由于低的电子接受性而具有低的化学稳定性。
另一方面,包括实施例的有机化合物的有机发光元件拥有具有至少一个氰基的芳基,因此展示与包括比较化合物的有机发光元件相比更好的蓝色发光性能。进一步,包括实施例的有机化合物的有机发光元件具有与包括比较化合物的有机发光元件相比更高的电子接受性和更高的化学稳定性。因此,此类有机发光元件展示高的耐久性。
根据本发明的一个实施方案的有机化合物为适合于蓝色发光且具有高的化学稳定性的化合物。因此,当根据本发明的一个实施方案的有机化合物用作有机发光元件的材料时,可以提供具有bt2020所需要的良好的发光性能和高的耐久性的有机发光元件。
本发明可以提供具有高的颜色纯度的蓝色发光材料。
虽然本发明已经参考示例性实施方案来描述,但要理解的是本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最广泛的解释,以涵盖全部此类改造和等同的结构和功能。