一种含氮杂环有机化合物及其在OLED器件中的应用的制作方法
未命名
09-29
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一种含氮杂环有机化合物及其在oled器件中的应用
技术领域
1.本发明属于有机电致发光技术领域,具体涉及一种含氮杂环有机化合物、包含该化合物的有机电致发光器件以及该化合物的应用。
背景技术:
2.有机电子器件包括但是不限于下列种类:有机发光二极管(oleds),有机场效应晶体管(o-fets),有机发光晶体管(olets),有机光伏器件copvs),染料一敏化太阳能电池(dsscs),有机光学检测器,有机光感受器,有机场效应器件(ofqds),发光电化学电池(legs),有机激光二极管和有机电浆发光器件。
3.1987年,伊斯曼柯达的tang和van slyke报道了一种双层有机电致发光器件,其包括芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉铝层作为电子传输层和发光层(applied physics letters,1987,51(12):913-915)。一旦加偏压于器件,绿光从器件中发射出来。这个发明为现代有机发光二极管(oleds)的发展奠定了基础。最先进的可以包括多层,例如电荷注入和传输层,电荷和激子阻挡层,以及阴极和阳极之间的一个或多个发光层。由于oleds是一种自发光固态器件,它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔韧性,可以使它们非常适合于特殊应用,例如在柔性基底制作上。
4.oled可以根据其发光机制分为三种不同类型。tang和van slyke发明的oled是荧光oled。它只使用单重态发光。在器件中产生的三重态通过非辐射衰减通道浪费了。因此荧光oled的内部量子效率(iqe)仅为25%。这个限制阻碍了oled的商业化。1997年,forrest和thompson报告了磷光oled,其使用来自含络合物的重金属的三重态发光作为发光体。因此,能够收获单重态和三重态,实现100%的iqe。由于它的高效率,磷光oled的发现和发展直接为有源矩阵oled(amoled)的商业化作出了贡献。最近,adachi通过有机化合物的热激活延迟荧光(tadf)实现了高效率。这些发光体具有小的单重态一三重态间隙,使得激子从二重态返回到单重态的成为可能。在tadf器件中,三重态激子能够通过反向系统间穿越产生单重态激子,导致高iqe。
5.oleds也可以根据所用材料的形式分类为小分子和聚合物oled。小分子是指不是聚合物的任何有机或有机金属材料。只要具有精确的结构,小分子的分子量可以很大。具有明确结构的树枝状聚合物被认为是小分子。聚合物oled包括共轭聚合物和具有侧基发光基团的非共轭聚合物。如果在制造过程中发生后聚合,小分子oled能够变成聚合物oled。己有各种oled制造方法。小分子oled通常通过真空热蒸发来制造。聚合物oled通过溶液法制造,例如旋涂,喷墨印刷和喷嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶剂中,小分子oled也可以通过溶液法制造。
6.oled的发光颜色可以通过发光材料结构设计来实现。oled可以包括一个发光层或多个发光层以实现期望的光谱。绿色,黄色和红色oled,磷光材料己成功实现商业化。蓝磷光器件仍然具有蓝色不饱和,器件寿命短和工作电压高等问题。商业全彩oled显示器通常采用混合策略,使用蓝色荧光和磷光黄色,或红色和绿色。目前,磷光oled的效率在高亮度
情况下快速降低仍然是一个问题。此外,期望具有更饱和的发光光谱,更高的效率和更长的器件寿命。
7.目前报道的众多主体材料仍有提升的空间,为满足业界日益提升的需求,特别是对于更高的器件效率、更长的器件寿命以及更低的驱动电压等性能的需求,新型的材料仍然需要进一步的研究开发。
技术实现要素:
8.本发明的目的在于提供一种有机化合物,特别是一种含咔唑氮杂并吩嗪大环结构化合物,该化合物可用作有机电致发光器件中的主体材料,具有显著降低蒸镀温度和驱动电压,较高的器件效率和更好的热稳定性,能有效降低能耗,更有利于器件制作过程,提供更好的器件性能。
9.为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
10.第一方面,本发明提供一种有机化合物,其具有式h-l-e表示的结构,其中h具有式1表示的结构,式1为:
[0011][0012]
在式1中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自具有5-30个碳原子的不饱和碳环或具有3-30个碳原子的不饱和杂环;
[0013]
x选自o、s、se、nrn、sirarb、pr或br;
[0014]rx
每次出现时相同或不同地表示单取代,多取代或无取代;
[0015]
l每次出现时选自具有6-30个碳原子的亚芳基,具有3-30个碳原子的亚杂芳基,或其组合;可选地,l所涉及的亚芳基或者亚杂芳基被一个或者多个r
l
所取代;
[0016]
e具有由式2表示的结构:
[0017][0018]
在式2中,z1至z5每次出现时相同或不同地选自nrn或crarb,并且z1至z5中至少一个选自nrn;
[0019]
r、r
x
、rn、r
l
、ra和rb在每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的杂环烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的炔基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳
基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未被取代的有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未被取代的有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未被取代的有0-20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
[0020]
相邻的取代基r、r
x
、rn、r
l
、ra和rb任选地连接形成环;
[0021]“*”表示与l键合的位置。
[0022]
根据本发明的一些实施方式,式1中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自5元不饱和碳环,具有6-30个碳原子的芳环,或者具有3-30个碳原子的杂芳环。在一些实施方式中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自具有6-18个碳原子的芳环,或者具有3-18个碳原子的杂芳环。在一些实施方式中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自苯环或六元杂芳环。在一些具体实施方式中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡喃环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、噁唑环、噻唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环或咔唑环。
[0023]
在一些实施方式中,环1、环2、环3和环4中的至少两个选自苯环。在一些具体实施方式中,环1、环2、环3和环4中的任意两个选自苯环,或者环1、环2、环3和环4中的任意三个选自苯环,或者环1、环2、环3和环4均为苯环。
[0024]
根据本发明的一些实施方式,x选自o、s、se或nrn。在一些优选实施方式中,x为o。在一些优选实施方式中,x为s。
[0025]
根据本发明的一些实施方式,所述化合物中的h具有式1-1所示结构:
[0026][0027]
式1-1中,r
x
和x的定义同式1。
[0028]
在一些优选实施方式中,式1-1中,r
x
为氢、氘、卤素、具有1-10个碳原子的烷基、具有3-10个碳原子的环烷基或者具有6-18个碳原子的芳基。在一些具体实施方式中,式1-1中,r
x
为氢、氘、氟、氯、溴、碘、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基、联苯基或萘基。
[0029]
在一些具体实施方式中,所述化合物中h的结构选自编号h1至编号h108所示的结构,或者,编号h1至编号h108所示的任一结构中的氢被部分或全部被氘取代后得到的结构;其中,编号h1至编号h108对应的结构依次为:
[0030]
[0031]
[0032]
[0033][0034]“*”表示与h和l键合的位置。
[0035]
根据本发明的一些优选实施方式,l通过亚芳基或者亚杂芳基环上两个邻位环原子分别与所述化合物中的h和e连接。
[0036]
根据本发明的一些实施方式,l每次出现时选自具有式l-m-1至式l-m-6表示的结构:
[0037][0038]
其中,a1至a6每次出现时相同或不同地选自nr
l
或cr
l1rl2
;z每次出现时选自由o、s、se和sirarb组成的组;r
l1
和r
l2
的定义同r
l
,r
l
的定义同前文所述;
[0039]“*”表示h和l键合的位置,表示e和l键合的位置。
[0040]
在一些优选实施方式中,所述化合物中的l选自上述式l-m-1或式l-m-2所示的结构。
[0041]
在一些优选实施方式中,式l-m-1中,a1至a4每次出现时相同或不同地选自cr
l1rl2
。在一些优选实施方式中,式l-m-2中,a1至a6每次出现时相同或不同地选自cr
l1rl2
。
[0042]
在一些实施方式中,式l-m-1至式l-m-6中,r
l
、r
l1
和r
l2
各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-10个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-10个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的杂环烷基,取代或未取代的具有7-18个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有6-18个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-18个碳原子的杂芳基,及其组合。
[0043]
在一些实施方式中,所述化合物中l的结构为编号l-1至编号l-40所示的结构之一,或者,编号l-1至编号l-40所示的任一结构中的氢被部分或全部被氘取代后得到的结构;其中,编号l-1至编号l-40对应的结构依次为:
[0044][0045]
根据本发明的一些实施方式,所述化合物中的e选自式2-1表示的结构:
[0046][0047]
其中,z1至z3各自独立地选自nrn或crarb,且z1至z3中至少有两个为nrn;rn、ra和rb定义同式2;ar1和ar2在每次出现时相同或不同地选自由取代或未取代的具有6-18个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-18个碳原子的杂芳基,其中,ar1和ar2中涉及的取代基选自氘,卤素(例如氟、氯、溴、碘等),氰基,具有1-10个碳原子的烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基等),具有3-10个碳原子的环烷基(例如环戊基、环己基、环庚基、环辛基等),具有6-15个碳原子的芳基(例如苯基、萘基、联苯基等)及其组合。
[0048]
在一些优选实施方式中,式2-1中,z1至z3均为nrn。
[0049]
在一些实施方式中,rn每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-10个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-10个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的杂环烷基,取代或未取代的具有7-20个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-10个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的杂芳基,及其组合。在一些优选实施方式中,rn为氢。
[0050]
在一些优选实施方式中,式2-1中,ar1和ar2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:苯基,氘代苯基,甲基苯基,氟代苯基,叔丁基苯基,三氘代甲基苯基,联苯基,萘基,氘代萘基,二苯并呋喃基,二苯并噻吩基,9,9-二甲基芴基,咔唑基,吡啶基,嘧啶基,4-氰基苯基,3-氰基苯基,三亚苯基,及其组合。
[0051]
在一些优选实施方式中,ar1和ar2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:
[0052][0053]
在一些优选实施方式中,所述化合物中的e选自式2-1-1表示的结构:
[0054][0055]
式2-1-1中,ar1和ar2的定义同式2-1。
[0056]
在一些优选实施方式中,ar1和ar2各自独立地选自苯基和二苯并呋喃基。在一些具体实施方式中,ar1和ar2均为苯基。在一些具体实施方式中,ar1为苯基,ar2为二苯并呋喃
基。
[0057]
在一些优选实施方式中,所述的化合物中e的结构为:编号e1至编号e44所示的结构之一,或者,编号e1至编号e44所示的任一结构中的氢被部分或全部被氘取代后得到的结构;其中,编号e1至编号e44对应的结构依次为:
[0058]
[0059][0060]
在一些实施方式中,所述化合物中的h选自由上述编号h1至编号h108所示的结构组成的组,l选自由上述编号l-1至编号l-40所示的结构组成的组,e选自由上述编号e1至编号e44所示的结构组成的组,任选地,所述化合物中的氢部分或完全地被氘取代。
[0061]
在一些实施方式中,所述化合物选自编号c1至编号c600对应的化合物,或者编号c1至编号c600对应的任一结构中的氢被部分或全部被氘取代后得到的化合物。所述编号c1至编号c600所示的结构具有h-l-e的结构,其中h、l和e分别对应如下表1所示:
[0062]
表1
[0063]
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069][0070]
第二方面,本发明提供上述有机化合物在制备有机电致发光器件中的应用。
[0071]
在一些实施方式中,所述化合物在有机电致发光器件中用作发光层的主体材料。
[0072]
第三方面,本发明提供一种有机电致发光器件,包括发光层,所述发光层的主体材料中含有本发明的有机化合物。
[0073]
在一些实施方式中,所述有机电致发光器件包括:阳极,阴极,以及设置在所述阳极和阴极之间的发光层,所述发光层的主体材料中含有本发明的有机化合物。
[0074]
在一些实施方式中,所述发光层中还包括掺杂剂。在一些实施方式中,包含在本发明的有机电致发光器件中的掺杂剂可以是至少一种磷光或荧光的掺杂剂,优选磷光掺杂剂。磷光掺杂剂材料不是特别限制的,但可以优选地选自铱(ir)、锇(os)、铜(cu)和铂(pt)的金属化络合化合物,更优选选自铱(ir)、锇(os)、铜(cu)和铂(pt)的邻位金属化络合化合物,并且甚至更优选邻位金属化铱络合化合物。在一些实施方式中,所述掺杂剂的掺杂浓度(质量百分数)相对于发光层中的主体材料是1wt%~20wt%,优选为1wt%~10wt%,更优选2wt%~8wt%。
[0075]
优选地,所述有机电致发光器件还包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一种或多种。
[0076]
第四方面,本发明提供一种显示组件/装置,其包括本发明第一方面所述的有机化合物或本发明第三方面所述的有机电致发光器件。
[0077]
本发明的有益效果是:本发明公开的新型含咔唑氮杂并吩嗪大环结构化合物,可用作电致发光器件中的主体材料。此种设计的化合物既含有空穴传输单元又含有电子传输单元,使这些化合物分子可以同时传输空穴和电子,带来了出乎意料的效果,使得这种新型的化合物具有显著降低蒸镀温度和驱动电压,有效提升器件效率,且具有更好的热稳定性,并能有效降低能耗,有利于器件制作过程,此外还能提供更好的器件性能。
附图说明
[0078]
图1为本发明一种具体实施方式中的有机发光装置示意图。
[0079]
图2为本发明另一种具体实施方式中的有机发光装置示意图。
[0080]
附图标记如下:
[0081]
100、第一有机发光装置,101、基板,110、阳极,120、空穴注入层,130、空穴传输层,140、电子阻挡层,150、发光层,160、空穴阻挡层,170、电子传输层,180、电子注入层,190、阴极,102、封装层,200、第二有机发光装置。
具体实施方式
[0082]
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围,凡其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包含在所属权利要求范围内。
[0083]
oled可以在各种基板上制造,例如玻璃,塑料和金属。图1示意性、非限制性的展示了第一有机发光装置100。图不一定按比例绘制,图中一些层结构也是可以根据需要省略的。装置100可以包括基板101、阳极110、空穴注入层120、空穴传输层130、电子阻挡层140、发光层150、空穴阻挡层160、电子传输层170、电子注入层180和阴极190。装置100可以通过依序沉积所描述的层来制造。各层的性质和功能以及示例性材料在美国专利us7,279,704b2第6-10栏有更详细的描述,上述专利的全部内容通过引用并入本文。
[0084]
这些层中的每一个有更多实例。举例来说,以全文引用的方式并入的美国专利第5,844,363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例是以50:
1的摩尔比率掺杂有f
4-tcnq的m-mtdata,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的颁予汤普森(thompson)等人的美国专利第6,303,238号中公开主体材料的实例。经n掺杂的电子输送层的实例是以1:1的摩尔比率掺杂有li的bphen,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例,其包括具有例如mg:ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ito层的复合阴极。以全文引用的方式并入的美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开案第2003/0230980号中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174h6号中提供注入层的实例。可以在以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174h6号中找到保护层的描述。
[0085]
经由非限制性的实施例提供上述分层结构。oled的功能可以通过组合以上描述的各种层来实现,或者可以完全省略一些层。它还可以包括未明确描述的其它层。在每个层内,可以使用单一材料或多种材料的混合物来实现最佳性能。任何功能层可以包括几个子层。例如,发光层可以具有两层不同的发光材料以实现期望的发光光谱。
[0086]
在一个实施例中,oled可以描述为具有设在阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包括一层或多层。
[0087]
oled也需要封装层,如图2示意性、非限制性的展示了第二有机发光装置200,其与图1不同的是,阴极190之上还可以包括封装层102,以防止来自环境的有害物质,例如水分和氧气。能够提供封装功能的任何材料都可以用作封装层,例如玻璃或者有机-无机混合层。封装层应直接或间接放置在oled器件的外部。多层薄膜封装在美国专利us7,968,146b2中进行了描述,其全部内容通过引用并入本文。
[0088]
根据本发明的实施例制造的器件可以并入具有该器件的一个或多个电子部件模块(或单元)的各种消费产品中。这些消费产品的一些例子包括平板显示器,监视器,医疗监视器,电视机,广告牌,用于室内或室外照明和/或发信号的灯,平视显示器,完全或部分透明的显示器,柔性显示器,智能电话,平板计算机,平板手机,可穿戴设备,智能手表,膝上型计算机,数码相机,便携式摄像机,取景器,微型显示器,3-d显示器,车辆显示器和车尾灯。
[0089]
本文描述的材料和结构也可以用于前文列出的其它有机电子器件中。
[0090]
术语的定义
[0091]
本文所用术语“邻位环原子”包括单环、双环或者多环体系中,同环上处于相邻位的两个环原子;也包括双环或者多环体系中,异环上处于可相邻连接的两个环原子,例如萘环上的1位和8位;4位和5位。
[0092]
本文所用术语“卤素或卤化物”包括氟,氯,溴和碘。
[0093]
本文所用术语“烷基”包含直链和支链烷基。烷基可以是具有1至20个碳原子的烷基,优选具有1至12个碳原子的烷基,更优选具有1至6个碳原子的烷基。烷基的实例包括但不限于甲基,乙基,丙基,异内基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,正戊基,正己基,正庚基,正辛基,正壬基,正癸基,正十一烷基,正十二烷基,正十三烷基,正十四烷基,正十五烷基,正十六烷基,正十七烷基,正十八烷基,新戊基,1-甲基戊基,2-甲基戊基,1-戊基己基,1-丁
基戊基,1-庚基辛基,3-甲基戊基。另外,烷基可以任选被取代。在上述中,优选甲基,乙基,丙基,异丙基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,正戊基,新戊基和正己基。另外,烷基可以任选被取代。
[0094]
本文所用术语“烯基”包含一个或多个碳-碳双键的直链、支链或环状非芳族烃基。烯基可以是2-20个碳原子并且具有一个或多个碳-碳双键的直链、支链或环状非芳族烃基,优选具有2-12个碳原子的烯基,包括但不限于乙烯基、丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、异丁烯基、丁二烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、异戊烯基、1,3-戊二烯基、1,4-戊二烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、1,3-己二烯基、1,4-己二烯基、1,5-己二烯基、2,4-己二烯基或1,3,5-己三烯基等。另外,烯基可以任选被取代。
[0095]
本文所用术语“环烷基”包含环状烷基。环烷基可以是具有3至20个环碳原子的环烷基,优选具有4至10个碳原子的环烷基。环烷基的实例包括环丁基,环戊基,环己基,4-甲基环己基,4,4-二甲基环己基,1-金刚烷基,2-金刚烷基,1-降冰片基,2-降冰片基等。在上述中,优选环戊基,环己基,4-甲基环己基,4,4-二甲基环己基。另外,环烷基可以任选被取代。
[0096]
本文所用术语“杂烷基”包含烷基链中的一个或多个碳原子被选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,磷原子,硅原子,锗原子和硼原子组成的组的杂原子取代而形成。杂烷基可以是具有i至20个碳原子的杂烷基,优选具有i至10个碳原子的杂烷基,更优选具有1至6个碳原子的杂烷基。杂烷基的实例包括甲氧基甲基,乙氧基甲基,乙氧基乙基,甲基硫基甲基,乙基硫基甲基,乙基硫基乙基,甲氧甲氧甲基,乙氧甲氧甲基,乙氧乙氧乙基,羟基甲基,羟基乙基,羟基丙基,巯基甲基,巯基乙基,巯基丙基,氨基甲基,氨基乙基,氨基内基,二甲基氨基甲基,三甲基硅基,二甲基乙基硅基,二甲基异内基硅基,叔丁基二甲基硅基,三乙基硅基,三异内基硅基,三甲基硅基甲基,三甲基硅基乙基,三甲基硅基异内基。另外,杂烷基可以任选被取代。
[0097]
本文所用术语“碳环基”与“碳环”可以互换使用,表示由碳原子作为环原子组成的非芳香性的饱和或部分不饱和单环、多环体系,也包括由碳原子作为环原子组成的芳香环。另外,碳环基可以任选被取代。
[0098]
本文所用术语“杂环基”与“杂环”、“碳杂环”、“碳杂环基”可以互换使用,包括芳族环状基团和非芳族环状基团。芳族环状基团包含具有3-18个环原子的杂芳环基团,其中至少有一个环原子选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,硅原子,磷原子,锗原子和硼原子组成的组。非芳族杂环基包含具有3-30个环原子的饱和杂环基团以及具有3-30个环原子的不饱和非芳族杂环基团,其中至少有一个环原子选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,硅原子,磷原子,锗原子和硼原子组成的组,优选的非芳族杂环基是具有3至7个环原子的那些,其包括至少一个杂原子如氮,氧,硅或硫。非芳族杂环基的实伊包括环氧乙烷基,氧杂环丁烷基,四氢呋喃基,四氢吡喃基,二氧五环基,二氧六环基,吖丙啶基,二氢吡咯基,四氢吡咯基,哌啶基,恶唑烷基,吗啉基,哌嗪基,氧杂环庚三烯基,硫杂环庚三烯基,氮杂环庚三烯基和四氢噻咯基。另外,杂环基可以任选被取代。
[0099]
本文所用术语“芳基或芳族基”包括非稠合和稠合体系。芳基可以是具有6至30个碳原子的芳基,优选6至20个碳原子的芳基,更优选具有6至12个碳原子的芳基。芳基的例子包括苯基,联苯,三联苯,三亚苯,四亚苯,萘,蒽,萉,菲,芴,芘,苝和薁,优选苯基,联苯,
联苯,三亚苯,芴和萘。另外,芳基可以任选被取代。非稠合芳基的例子包括苯基,联苯-2-基,联苯-3-基,联苯-4-基,对三联苯-4-基,对三联苯-3-基,对三联苯-2-基,间三联苯-4-基,间三联苯-3-基,间三联苯-2-基,邻甲苯基,间甲苯基,对甲苯基,对-(2-苯基丙基)苯基,4
’‑
甲基联二苯基,4
”‑
叔丁基-对三联苯-4-基,邻-枯基,间-枯基,对-枯基,2,3-二甲苯基,3,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,均三甲苯基和间四联苯基。另外,芳基可以任选被取代。
[0100]
本文所用术语“杂芳基”包含1至5个杂原子的非稠合和稠合杂芳族基团,其中至少有一个杂原子选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,硅原子,磷原子,锗原子和硼原子组成的组。异芳基也指杂芳基。杂芳基可以是具有3至30个碳原子的杂芳基,优选具有3至20个碳原子的杂芳基,更优选具有3至12个碳原子的杂芳基。合适的杂芳基包括二苯并噻吩,二苯并呋喃,二苯并硒吩,呋喃,噻吩,苯并呋喃,苯并噻吩,苯并硒吩,咔唑,吲哚并咔唑,吡啶并吲哚,吡咯并吡啶,吡唑,咪唑,三唑,恶唑,噻唑,恶二唑,恶三唑,二恶唑,噻二唑,吡啶,哒嗪,嘧啶,吡嗪,三嗪,恶嗪,恶噻嗪,恶二嗪,吲哚,苯并咪唑,吲唑,茚并嗪,苯并恶唑,苯并异恶唑,苯并噻唑,喹啉,异喹啉,噌啉,喹唑啉,喹喔啉,萘啶,酞嗪,蝶啶,咕吨,吖啶,吩嗪,吩噻嗪,苯并呋喃并吡啶,呋喃并二吡啶,苯并噻吩并吡啶,噻吩并二吡啶,苯并硒吩并吡啶,硒苯并二吡啶,优选二苯并噻吩,二苯并呋喃,二苯并硒吩,咔唑,吲哚并咔唑,咪唑,吡啶,三嗪,苯并咪唑,1,2-氮杂硼烷,1,3-氮杂硼烷,1,4-氮杂硼烷,硼唑和其氮杂类似物。另外,杂芳基可以任选被取代。
[0101]
本文所用术语“烷氧基”由-o-烷基、-o-环烷基、-o-杂烷基或-o-杂环基表示。烷基、环烷基、杂烷基和杂环基的例子和优选例子与上述相同。烷氧基可以是具有1至20个碳原子的烷氧基,优选具有1至6个碳原子的烷氧基。烷氧基的例子包括甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基,己氧基,环丙基氧基,环丁基氧基,环戊基氧基、环己基氧基、四氢呋喃基氧基、四氢吡喃基氧基、甲氧丙基氧基、乙氧乙基氧基、甲氧甲基氧基和乙氧甲基氧基。另外,烷氧基可以任选被取代。
[0102]
本文所用术语“芳氧基”由-o-芳基或-o-杂芳基表示芳基和杂芳基例子和优选例子与上述相同。芳氧基可以是具有6至30个碳原子的芳氧基,优选具有6-20个碳原子的芳氧基。芳氧基的例子包括苯氧基和联苯氧基。另外,芳氧基可以任选被取代。
[0103]
本文所用术语“芳烷基”涵盖芳基取代的烷基。芳烷基可以是具有7至30个碳原子的芳烷基,优选具有7至20个碳原子的芳烷基,更优选具有7至13个碳原子的芳烷基。芳烷基的例子包括苄基,1-苯基乙基,2-苯基乙基,1-苯基异丙基,2-苯基异丙基,苯基叔丁基,α-萘基甲基,1-α-萘基乙基,2-α-萘基乙基,1-α-萘基异丙基,2-α-萘基异丙基,β-萘基甲基,1-β-萘基-乙基,2-β-萘基-乙基,1-β-萘基异丙基,2-β-萘基异丙基,对甲基苄基,间甲基苄基,邻甲基苄基,对氯苄基,间氯苄基,邻氯苄基,对溴苄基,间溴苄基,邻溴苄基,对碘苄基,间碘苄基,邻碘苄基,对羟基苄基,间羟基苄基,邻羟基苄基,对氨基苄基,间氨基苄基,邻氨基苄基,对硝基苄基,间硝基苄基,邻硝基苄基,对氰基苄基,间氰基苄基,邻氰基苄基,1-羟基-2-苯基异丙基和1-氯-2-苯基异丙基。在上述中,优选苄基,对氰基苄基,间氰基苄基,邻氰基苄基,1-苯基乙基,2-苯基乙基,1-苯基异丙基和2-苯基异丙基。另外,芳烷基可以任选被取代。
[0104]
本文所用术语“烷硅基或硅烷基”涵盖被上述烷基中所例举的基团取代的甲硅烷基,具体可举出:甲基甲硅烷基、二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙基甲硅烷基、二乙基
甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基等基团。
[0105]
本文所用术语“芳基硅烷基”指涵盖由任何前述芳基和硅烷基组成的基团。
[0106]
本文所用术语“氮杂二苯并呋喃,氮杂二苯并噻吩”等中的术语“氮杂”是指相应芳族片段中的一个或多个c-h基团被氮原子代替。例如,氮杂三亚苯包括二苯并[f,h]喹啉,二苯并[f,h]喹啉和在环系中具有两个或更多个氮的其它类似物。本领域普通技术人员可以容易地想到上述的氮杂衍生物的其它氮类似物,并且所有这些类似物被确定为包括在本文所述的术语中。
[0107]
在本公开中,除另有定义,当使用由以下组成的组中的任意一个术语时,例如取代的烷基,取代的环烷基,取代的杂烷基,取代的杂环基,取代的芳烷基,取代的烷氧基,取代的芳氧基,取代的烯基,取代的炔基,取代的芳基,取代的杂芳基,取代的烷硅基,取代的芳基硅烷基,取代的氨基,取代的酰基,取代的羰基,取代的羧酸基,取代的酯基,取代的亚磺酰基,取代的磺酰基,取代的膦基,是指烷基,环烷基,杂烷基,芳烷基,烷氧基,芳氧基,烯基,芳基,杂芳基,烷硅基,芳基硅烷基,氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,亚磺酰基,磺酰基和膦基中的任意一个基团可以被一个或多个选自氘,卤素,未取代的具有1-20个碳原子的烷基,未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,未取代的具有3-20个环原子的杂环基,未取代的具有7-30个碳原子数的芳烷基,未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,未取代的具有2-20个碳原子的烯基,未取代的具有2-20个碳原子的炔基,未取代的具有6-30个碳原子的芳基,未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,未取代的具有0-20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基及其组合所取代。
[0108]
应当理解,当将分子片段描述为取代基或以其他方式连接到另一部分时,可根据它是否是片段(例如苯基,亚苯基,萘基,二苯并呋喃基)或根据它是否是整个分子(如苯,萘,二苯并呋喃)来书写它的名称。如本文所用,指定取代基或连接片段的这些不同方式被认为是等同的。
[0109]
在本公开中提到的化合物中,氢原子可以被氘部分或完全替代。其他原子如碳和氮也可以被它们的其他稳定的同位素代替。由于其增强器件的效率和稳定性,化合物中其它稳定同位素的替代可能是优选的。
[0110]
在本公开中提到的化合物中,多重取代指包含二重取代在内,直到高达最多的可用取代的范围。当本公开中提到的化合物中某个取代基表示多取代(包括二取代、三取代、四取代等)时,即表示该取代基可以在其连接结构上的多个可用的取代位置上存在,在多个可用的取代位置上均存在的该取代基可以是相同的结构,也可以是不同的结构。
[0111]
在本公开中提到的化合物中,除非明确限定,例如相邻的取代基能任选地连接形成环,否则所述化合物中相邻的取代基不能连接形成环。在本公开中提到的化合物中,相邻的取代基能任选地连接形成环,既包含相邻的取代基可以连接形成环的情形,也包含相邻的取代基不连接形成环的情形。相邻的取代基能任选地连接形成环时,所形成的环可以是单环或多环,以及脂环、杂脂环、芳环或杂芳环。在这种表述中,相邻的取代基可以是指键合在同一个原子上的取代基、与彼此直接键合的碳原子键合的取代基、或与进一步远离的碳原子键合的取代基。优选的,相邻的取代基是指键合在同一个碳原子上的取代基以及与彼
此直接键合的碳原子键合的取代基。
[0112]
本发明中,相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指键合在同一个碳原子上的两个取代基通过化学键彼此连接形成环,这可以由下式示例:
[0113][0114]
相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指与彼此直接键合的碳原子键合的两个取代基通过化学键彼此连接形成环,这可以由下式示例:
[0115][0116]
此外,相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指,在与彼此直接键合的碳原子键合的两个取代基之一表示氢的情况下,第二取代基键合在氢原子键合至的位置处,从而成环。这由下式示例:
[0117][0118]
在材料合成的实施例中,除非另外说明,否则所有反应都在氮气保护下进行。所有反应溶剂都无水并且按从商业来源原样使用。合成产物使用本领域常规的一种或多种设备(包括但不限于agilent的液相色谱仪、液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪、差示扫描量热仪,荧光分光光度计,电化学工作站,升华仪等),以本领域技术人员熟知的方法进行了结构确认和特性测试。在器件的实施例中,器件的特性也是使用本领域常规的设备(包括但不限于南京密科院生产的蒸镀机,苏州弗士达生产的光学测试系统、寿命测试系统,武汉颐光科技生产的椭偏仪等),以本领域技术人员熟知的方法进行测试。由于本领域技术人员均知晓上述设备使用、测试方法等相关内容,能够确定地、不受影响地获得样品的固有数据,因此上述相关内容在本篇专利中不再展开赘述。
[0119]
本发明化合物的制备方法不做限制,典型但非限制地以下述化合物为示例,其合成路线和制备方法如下:
[0120]
实施例1:化合物c1的合成
[0121][0122]
合成路线如下:
[0123][0124]
具体合成步骤:
[0125]
(1)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入10h-酚噁嗪(18.3g,1eq,100mmol)、邻溴碘苯(28.3g,1eq,100mmol)、叔丁醇钠(14.4g,1.5eq,150mmol)、pd2(dba)3(961mg,0.01eq,1mmol)和三叔丁基膦四氟硼酸盐(580mg,0.02eq,2mmol),甲苯(200ml)置换氮气三次,控温110℃左右反应12小时,反应完后降至室温,用1m稀盐酸调至中性,静置分液,水相用甲苯萃取,分离出有机相,合并有机相用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物h1-1(23.6g,收率70%)。
[0126]
(2)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1-1(33.7g,1.0eq,100mmol)、硼酸三异丙酯(24.44g,1.3eq,130mmol)和四氢呋喃400ml,氮气保护下,-78℃左右下滴加正丁基锂(52ml,1.3eq,130mmol),控制滴加时间约1小时,滴加完毕,控温-78℃左右反应1小时,反应完后回温至0℃滴加稀盐酸至ph值小于3搅拌10分钟,用乙酸乙酯萃取,分离出有机相,用饱和氯化钠溶液洗涤有机相三次,水洗有机相一次,用无水硫酸镁干燥,浓缩后用庚烷打浆,得到白色固体化合物h1-2(25.8g,收率85%)。
[0127]
(3)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1-2(30.3g,1eq,100mmol)、碳酸钾(27.6g,2eq,200mmol)、2-氯-6-硝基苯基三氟甲磺酸酯(30.5g,1eq,100mmol)和pd(ph3)4(1.115mg,0.01eq,1mmol),甲苯(320ml),水(160ml),乙醇(160ml),置换氮气三次,控温75℃左右反应12小时,反应完后降至室温,用甲苯萃取,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物h1-3(18.6g,收率45%)。
[0128]
(4)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1-3(41.4g,1eq,100mmol),醋酸钯(830mg,0.05eq,5mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),100mldmac,400ml二甲苯置换氮气三次,控温75℃左右反应12小时,反应完后降至室温,用甲苯萃取,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物h1-4(24.6g,收率65%)。
[0129]
(5)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1-4(37.8g,1eq,100mmol),三苯基膦(78.6g,3eq,300mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),控温160℃左右反应5小时,反应结束后,降至100℃,加入500ml甲苯,搅拌后加入无水氯化锌(68g,5eq,500mmol),搅拌半小时,
过滤,滤液过硅胶柱,过柱液脱溶后加入乙醇结晶收得黄色固体化合物h1(27.7g,收率80%)。
[0130]
(6)在2l干燥的三口瓶中,氮气保护下,依次加入2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(26.7g,1.0eq,100mmol)、邻氟苯硼酸(15.4g,1.1eq,110mmol)、碳酸钾(41.4g,3.0eq,300mmol)和钯132(45mg,0.5g/mol),二氧六环400ml,水200ml。升温至100℃反应12小时。反应完后降至室温,过滤,用庚烷冲洗瓶底,所得固体用100v甲苯热溶,过硅胶-氧化铝快速柱,甲苯洗至滤液无荧光,所得滤液浓缩至少量溶剂,过滤得到e1-1(27.8g,收率85%)。
[0131]
(7)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1(34.6g,1.1eq,100mmol),e1-1(36.0g,1eq,110mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),400ml dmac,控温160℃左右反应12小时,反应结束后,降至室温,向体系中加入200ml水,500ml二氯甲烷,分液,水相二氯甲烷萃取后,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物c1(32.7g,收率50%)。
[0132]
产物ms(m/e):653;1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.45
–
8.36(m,4h),8.06(dd,1h),7.97(dd,1h),7.72
–
7.64(m,2h),7.59(dd,1h),7.56
–
7.45(m,9h),7.44(ddd,1h),7.39(t,1h),7.32(dd,1h),7.30
–
7.22(m,3h),7.15(ddd,1h),6.92(ddd,2h)。
[0133]
实施例2:化合物c55的合成
[0134][0135]
合成路线如下:
[0136][0137]
具体合成步骤:
[0138]
用10h-酚噻嗪代替10h-酚噁嗪,选择合适的物料比,其他原料和步骤均和实施例1相同,得到化合物c55。
[0139]
产物ms(m/e):380。1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.45-8.36(m,4h),7.97(dd,1h),
7.76-7.67(m,3h),7.59(dd,1h),7.56-7.45(m,7h),7.48-7.38(m,5h),7.34-7.30(dddd,4h),7.27(dd,1h),7.18(td,1h)。
[0140]
实施例3:化合物c109的合成
[0141][0142]
合成路线如下:
[0143][0144]
用(8-氟萘-1-基)硼酸代替邻氟苯硼酸,选择合适的物料比,其他原料和步骤均和实施例1相同,得到化合物c109。产物ms(m/e):703。
[0145]
实施例4:化合物c163的合成
[0146][0147]
合成路线如下:
[0148][0149]
具体合成步骤:
[0150]
在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h55(36.2g,1.1eq,100mmol),e1-2(41.5g,1eq,110mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),400ml dmac,控温160℃左右反应12小时,反应结
束后,降至室温,向体系中加入200ml水,500ml二氯甲烷,分液,水相二氯甲烷萃取后,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物c163(32.3g,收率46%)。产物ms(m/e):719。
[0151]
实施例5:化合物c217的合成
[0152][0153]
合成路线如下:
[0154][0155]
具体合成步骤:
[0156]
(1)向1l三口烧瓶中加入2-氯-4-(二苯并[b,d]呋喃-1-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪(63.5g,1eq.,177mmol),邻氟苯硼酸(25.6g,1.03eq.,183mmol),碳酸钾(30.42g,3eq.,93.3mmol),pd(pph3)4(2.05g,0.01eq.,1.77mmol),二氧六环500ml,水265ml,氮气保护,升温至100℃回流反应3h,跟踪反应,待反应结束,降至室温,加入500ml水搅拌0.5h,抽滤,所得固体加入500ml二氯甲烷溶解,有机相过减压柱(5cm硅胶-3cm氧化铝-2cm无水硫酸钠)二氯甲烷淋洗至无产品点,随后脱干溶剂,加入2倍体积甲苯,加热至110℃溶解,降温结晶,过滤,得到65.6g e16-1,收率88%。
[0157]
(2)在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h1(34.6g,1.1eq,100mmol),e16-1(45.9g,1eq,110mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),400ml dmac,控温160℃左右反应12小时,反应结束后,降至室温,向体系中加入200ml水,500ml二氯甲烷,分液,水相二氯甲烷萃取后,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物c217(37.9g,收率51%)。
[0158]
产物ms(m/e):743。1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.44-8.37(m,2h),7.98(ddd,2h),7.84(dd,1h),7.72-7.64(m,2h),7.66-7.56(m,4h),7.56-7.41(m,9h),7.39-7.23(m,5h),7.18-7.11(m,2h),6.92(ddd,2h)。
[0159]
实施例6:化合物c271的合成
[0160][0161]
合成路线如下:
[0162][0163]
具体合成步骤:
[0164]
在2l干燥的圆底烧瓶中依次加入h55(36.2g,1.1eq,100mmol),e16-1(45.9g,1eq,110mmol),碳酸铯(65.2g,2eq,200mmol),400ml dmac,控温160℃左右反应12小时,反应结束后,降至室温,向体系中加入200ml水,500ml二氯甲烷,分液,水相二氯甲烷萃取后,分离出有机相,用无水硫酸镁干燥,浓缩后柱层析分离得到白色固体化合物c271(41.7g,收率55%)。产物ms(m/e):759。
[0165]
实施例7:化合物c325的合成
[0166][0167]
合成路线如下:
[0168]
[0169]
具体合成步骤:
[0170]
用(8-氟萘-1-基)硼酸代替邻氟苯硼酸,选择合适的物料比,其他原料和步骤均和实施例5相同,得到化合物c325。产物ms(m/e):793。
[0171]
实施例8:化合物c379的合成
[0172][0173]
合成路线如下:
[0174][0175]
具体合成步骤:
[0176]
用e16-2代替e16-1,选择合适的物料比,其他原料和步骤均和实施例6相同,得到化合物c379。产物ms(m/e):809。
[0177]
本领域技术人员应该知晓,上述制备方法只是一个示例性的例子,本领域技术人员能够通过对其改进从而获得本发明的其他化合物结构。
[0178]
器件实施例1
[0179]
首先,清洗玻璃基板,其具有120nm厚的铟锡氧化物(ito)阳极,然后用uv臭氧和氧等离子体处理。处理后,将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,然后将基板安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机层,在真空度约为10-8
torr的情况下以的速率通过热真空依次在ito阳极上进行蒸镀。同时蒸镀化合物ht和ndp-9(重量比98:2)用作空穴注入层(hil),厚度为化合物ht用作空穴传输层(htl),厚度为化合物eb用作电子阻挡层(ebl),厚度为然后将作为主体的本发明化合物c1和作为掺杂剂的化合物rd(重量比98:2),共蒸镀用作发光层(eml),厚度为使用化合物hb作为空穴阻挡层(hbl),厚度为在空穴阻挡层上,化合物et和8-羟基喹啉-锂(liq)共蒸镀(重量比50:50)作为电子传输层(etl),厚度为最后,蒸镀厚度的8-羟基喹啉-锂(liq)作为电子注入层(eil),并且蒸镀的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖封装以完成该器件。
[0180]
器件实施例2~器件实施例9
[0181]
与器件实施例1方法相同,区别仅在于,在发光层(eml)中分别用本发明化合物c55、c109、c163、c217、c271、c325和c379代替本发明化合物c1作为主体材料。
[0182]
器件比较例1
[0183]
与器件实施例1方法相同,区别仅在于,在发光层(eml)中用用化合物a代替本发明化合物c1作为主体材料。
[0184]
器件中所用的材料结构如下所示:
[0185][0186][0187]
表2中列出了在10ma/cm2条件下,测得的电流效率(ce)和电压(v)。为了更好的表现数据对比情况,将比较例1的ce和v数据分别设定为100%,器件实施例1~器件实施例8的ce和v数据均相对于比较例1的相应数据进行了换算,相关的数据和换算结果展示于表2。
[0188]
表2
[0189]
器件id主体材料驱动电压(v)电流效率ce实施例1c189%109%实施例2c5583%115%实施例3c10988%114%实施例4c16382%116%实施例5c21780%113%实施例6c27179%118%实施例7c32584%107%实施例8c37982%112%比较例1化合物a100%100%
[0190]
如表2所示,在10ma/cm2电流密度下,器件实施例1~器件实施例9相对于比较例1,电流效率提高了7%~18%,电压明显降低,降低了11%~21%。
[0191]
以上数据表明,本发明实施例的器件相对于比较例的器件具有明显提高的电流效率和显著降低的驱动电压,即本发明化合物具有咔唑并吩嗪稠合氮杂大环结构的空穴传输单元与含三嗪等结构的电子传输单元连接而成,相对于比较例化合物a,由于连接片段的改变,导致其与化合物a在器件性能上不同,并出乎意料之外,提高电流效率的同时显著降低器件的驱动电压,带来很优秀的器件效果。证明了本发明化合物所具有的独特优势。
[0192]
应当理解,这里描述的各种实施例仅作为示例,并无意图限制本发明的范围。因此,如本领域技术人员所显而易见的,所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施
例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代,而不脱离本发明的精神。应理解,关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。
技术特征:
1.一种含氮杂环有机化合物,其具有式h-l-e表示的结构,其中h具有式1表示的结构:在式1中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自具有5-30个碳原子的不饱和碳环或具有3-30个碳原子的不饱和碳杂环;x选自o、s、se、nr
n
、sir
a
r
b
、pr或br;r
x
每次出现时相同或不同地表示单取代,多取代或无取代;l选自具有6-30个碳原子的亚芳基,具有3-30个碳原子的亚杂芳基,或其组合;可选地,l所涉及的亚芳基或者亚杂芳基被一个或者多个r
l
所取代;e具有式2表示的结构:在式2中,z1至z5每次出现时相同或不同地选自nr
n
或cr
a
r
b
,并且z1至z5中至少一个选自nr
n
;r、r
x
、r
n
、r
l
、r
a
和r
b
在每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的杂环烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的炔基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未被取代的有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未被取代的有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未被取代的有0-20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;相邻的取代基r、r
x
、r
n
、r
l
、r
a
和r
b
任选地连接形成环;“*”表示与l键合的位置。2.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,式1中,环1、环2、环3和环4各自独立地选自5元不饱和碳环,具有6-18个碳原子的芳环,或者具有3-18个碳原子的杂芳环,优选具有6-18个碳原子的芳环,或者具有5-18个碳原子的杂芳环;优选地,环1、环2、环3和环4各自独立地选自苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡喃环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、噁唑环、噻唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环或咔唑环;
优选地,环1、环2、环3和环4中的至少两个选自苯环;优选地,x选自o、s、se或nr
n
,更优选o或s;优选地,所述化合物中的h具有式1-1所示结构:式1-1中,r
x
和x的定义同式1,优选地,r
x
为氢、氘、卤素、具有1-10个碳原子的烷基、具有3-10个碳原子的环烷基或者具有6-18个碳原子的芳基。3.根据权利要求1或2所述的有机化合物,其特征在于,所述化合物中的h选自以下结构组成的组:
“
*”表示与h和l键合的位置。4.根据权利要求1-3任一项所述的有机化合物,其特征在于,所述化合物中的l通过芳基或者亚芳基上两个邻位环原子分别与所述化合物中的h和e连接;优选地,所述化合物中的l选自下式l-m-1至式l-m-6表示的结构:式l-m-1至式l-m-6中,a1至a6每次出现时相同或不同地选自nr
l
或cr
l1
r
l2
;z每次出现时选自由o、s、se和sir
l1
r
l2
组成的组;r
l1
和r
l2
的定义同r
l
,r
l
的定义同权利要求1;优选地,r
l
、r
l1
和r
l2
各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具
有1-10个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-10个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3-10个碳原子的杂环烷基,取代或未取代的具有7-18个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有6-18个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-18个碳原子的杂芳基,及其组合;“*”表示h和l键合的位置,表示e和l键合的位置。5.根据权利要求1-4任一项所述的有机化合物,其特征在于,所述化合物中的l选自以下结构组成的组:“*”表示h和l键合的位置,表示e和l键合的位置。6.根据权利要求1-5任一项所述的有机化合物,其特征在于,所述化合物中的e选自式2-1表示的结构:式2-1中,z1、z2和z3的定义同式2,且z1、z2和z3中至少两个为nr
n
;优选地,z1、z2和z3均为nr
n
;r
n
、r
a
和r
b
定义同式2;ar1和ar2相同或不同,且各自独立地选自取代或未取代的具有6-18个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-18个碳原子的杂芳基,其中,ar1和ar2中涉及的取代基选自氘,卤素,氰基,具有1-10个碳原子的烷基,具有3-10个碳原子的环烷基,具有6-15个碳原子的芳基及其组合;优选地,ar1和ar2相同或不同,且各自独立地选自:苯基,氘代苯基,甲基苯基,氟代苯基,叔丁基苯基,三氘代甲基苯基,联苯基,萘基,氘代萘基,二苯并呋喃基,二苯并噻吩基,
9,9-二甲基芴基,咔唑基,n-苯基咔唑基,吡啶基,嘧啶基,4-氰基苯基,3-氰基苯基,三亚苯基,及其组合;更优选地,所述化合物中的e选自式2-1-1表示的结构:式2-1-1中,ar1和ar2的定义同式2-1;进一步优选地,所述化合物中的e选自由以下结构组成的组:
表示e和l键合的位置。7.根据权利要求1-6任一项所述的有机化合物,其特征在于,所述化合物中的h选自由权利要求3中编号h1至编号h108所示的结构组成的组,l选自由权利要求5中编号l-1至编号l-40所示的结构组成的组,e选自由权利要求6中编号e1至编号e44所示的结构组成的组;可选地,所述化合物中的氢部分或完全地被氘取代;优选地,所述化合物选自编号c1至编号c600对应的化合物,或者编号c1至编号c600对应的任一结构中的氢被部分或全部被氘取代后得到的化合物,其中编号c1至编号c600所示的结构中h、l和e分别对应如下:
8.权利要求1-7任一项所述的有机化合物在制备有机电致发光器件中的应用;优选地,所述化合物在有机电致发光器件中用作发光层的主体材料。9.一种有机电致发光器件,包括发光层,所述发光层的主体材料中含有权利要求1-7任一项所述的有机化合物;优选地,所述发光层中还含至少一种磷光或荧光掺杂剂;优选地,所述掺杂剂占所述发光层主体材料总质量的1wt%~20wt%,优选1wt%~10wt%,更优选2wt%~8wt%;优选地,所述器件包括阳极,阴极,以及设置在所述阳极和阴极之间的发光层;优选地,所述有机电致发光器件还包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一种或多种。10.一种显示组件/装置,其包含权利要求9所述的有机电致发光器件。
技术总结
本发明提供一种含氮杂环有机化合物及其应用。本发明的有机化合物具有H-L-E表示的结构,其中H具有式1所示的结构,L选自具有6-30个碳原子的亚芳基,具有3-30个碳原子的亚杂芳基,或其组合,E具有式2所示的结构。本发明的化合物可用作有机电致发光器件中发光层的主体材料,具有显著降低的蒸镀温度,更好的热稳定性,能有效降低能耗,提升器件效率、降低器件的驱动电压。驱动电压。驱动电压。
技术研发人员:刘阳 曹占广 班全志 杭德余
受保护的技术使用者:北京燕化集联光电技术有限公司
技术研发日:2023.06.21
技术公布日:2023/9/25
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