有机化合物及包含其的有机电致发光元件制造技术

本发明专利技术涉及新型化合物及包含其的有机电致发光元件，通过将本发明专利技术的化合物用于有机电致发光元件的有机物层、优选为发光层，从而能够提高有机电致发光元件的发光效率、驱动电压、寿命等。

Organic compounds and organic electroluminescent elements containing them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机化合物及包含其的有机电致发光元件
本专利技术涉及能够作为有机电致发光元件用材料而使用的新型有机化合物及包含该化合物的有机电致发光元件。
技术介绍
以20世纪50年代Bernanose的有机薄膜发光观测为起始点，之后进行了针对由1965年利用蒽单晶的蓝色电发光发展出的有机电致发光(electroluminescent，EL)元件的研究，随之1987年由唐(Tang)提出了分为空穴层和发光层这两个功能层的层叠结构的有机电致发光元件。之后，为了制造高效率、高寿命的有机电致发光元件，发展出了在元件内导入各个特征有机物层的形态，进而进行了用于此的专用物质的开发。关于有机电致发光元件，如果在两个电极之间施加电压，则空穴会从阳极注入至有机物层，电子会从阴极注入至有机物层。当所注入的空穴和电子相遇时，会形成激子(exciton)，当该激子跃迁至基态时，会发出光。此时，用于有机物层的物质根据其功能可分为发光物质、空穴注入物质、空穴传输物质、电子传输物质、电子注入物质等。发光物质根据发光颜色可以分为蓝色、绿色、红色发光物质以及用于呈现更加自然的颜色的黄色和橙色发光物质。此外，为了色纯度的增加和通过能量转移的发光效率的增大，作为发光物质，可以使用主体/掺杂体系。掺杂物质可以分为使用有机物质的荧光掺杂物和使用包含Ir、Pt等重原子(heavyatoms)的金属配位化合物的磷光掺杂物。此时，由于磷光材料的开发与荧光相比理论上能够提高高达4倍的发光效率，因此不仅是磷光掺杂物，对于磷光主体材料也进行了大量研究。目前为止，作为空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层材料，NPB、BCP、Alq3等广为熟知，作为发光层材料，报告了蒽衍生物。特别是，发光层材料中在效率提高方面具有优势的Firpic、Ir(ppy)3、(acac)Ir(btp)2等包含Ir的金属配位化合物已作为蓝色(blue)、绿色(green)、红色(red)的磷光掺杂材料而得到使用，且4,4-二咔唑联苯(4,4-dicarbazolybiphenyl，CBP)已作为磷光主体材料而得到使用。但是，以往的有机物层材料虽在发光特性方面具有优势，但是玻璃化转变温度低而热稳定性非常差，因此在有机电致发光元件的寿命方面无法达到令人满意的水平。因而，需要开发性能优异的有机物层材料。
技术实现思路
技术课题本专利技术的目的在于，提供能够应用于有机电致发光元件、且空穴、电子注入以及传输能力、发光能力等均优异的新型有机化合物。此外，本专利技术的另一目的在于，提供包含上述新型有机化合物而表现出低驱动电压和高发光效率且寿命提高了的有机电致发光元件。解决技术的方法为了实现上述的目的，本专利技术提供以下化学式1所表示的化合物：[化学式1]上述化学式1中，X1选自由S、O、N(R1)和C(R2)(R3)组成的组；X2和X3各自独立地为N或C(Ar1)，且至少一者为C(Ar1)；环A由以下化学式2至4中的任一个表示；[化学式2][化学式3][化学式4]上述化学式1至4中，虚线的意思是形成缩合的部分；m为0至4的整数；n为0至6的整数；R1至R4各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基(phosphinyl)、和C6～C60的芳基胺基组成的组；上述R1至R4的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此相同或不同；Ar1为以下化学式5所表示的取代基，当上述Ar1为多个时，它们彼此相同或不同；[化学式5]上述化学式5中，*的意思是形成结合的部分；L1和L2各自独立地选自由直接结合、C6～C18的亚芳基、和原子核数5至18个的亚杂芳基组成的组；Ar2选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基胺基组成的组；上述L1和L2的亚芳基和亚杂芳基以及上述Ar2的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此相同或不同。本专利技术提供一种有机电致发光元件，其包含阳极、阴极以及介于上述阳极和阴极之间的一层以上的有机物层，上述一层以上的有机物层中至少一层包含上述化学式1的化合物。本专利技术中的“烷基”是来源于碳原子数1至40个的直链或侧链的饱和烃的1价的取代基，作为其例子，有甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、己基等，但不限定于此。本专利技术中的“烯基(alkenyl)”是来源于具有1个以上的碳-碳双键的、碳原子数2至40个的直链或侧链的不饱和烃的1价的取代基，作为其例子，有乙烯基(vinyl)、烯丙基(allyl)、异丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，其由以下化学式1表示：/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 KR 10-2017-00832871.一种化合物，其由以下化学式1表示：
[化学式1]



所述化学式1中，
X1选自由S、O、N(R1)和C(R2)(R3)组成的组；
X2和X3各自独立地为N或C(Ar1)，且至少一者为C(Ar1)；
环A由以下化学式2至4中的任一个表示；
[化学式2]



[化学式3]



[化学式4]



所述化学式1至4中，
虚线的意思是形成缩合的部分；
m为0至4的整数；
n为0至6的整数；
R1至R4各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基胺基组成的组；
所述R1至R4的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此相同或不同；
Ar1为以下化学式5所表示的取代基，当所述Ar1为多个时，它们彼此相同或不同；
[化学式5]



所述化学式5中，
*的意思是形成结合的部分；
L1和L2各自独立地选自由直接结合、C6～C18的亚芳基、和原子核数5至18个的亚杂芳基组成的组；
Ar2选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基胺基组成的组；
所述L1和L2的亚芳基和亚杂芳基以及所述Ar2的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此相同或不同。


2.根据权利要求1所述的化合物，所述化合物由以下化学式6至14中的任一个表示：
[化学式6]



[化学式7]



[化学式8]



[化学式9]



[化学式10]



[化学式11]



[化学式12]



[化学式13]



[化学式14]



所述化学式6至14中，
环A、Ar1和R1至R3各自与权利要求1中的定义相同。


3.根据权利要求1所述的化合物，所述R1至R4各自独立地选自由C1～C40的烷基、C6～C60的芳基和原子核数5至60个的杂芳基组成的组，
所述R1至R4的烷基、芳基和杂芳基各自独立地被选自由C1～C40的烷基、C6～C60的芳基和原子核数5至60个的杂芳基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此可以相同或不同。


4.根据权利要求1所述的化合物，所述L1和L2各自独立地为直接结合、或以下化学式A-1至A-7中的任一个所表示的连接基团：



所述化学式A-1至A-7中，
*的意思是形成结合的部分；
Z1至Z8各自独立地为N或C(R5)；
所述化学式A-1中，作为连接基团形成结合的Z1至Z6中的任意两个为C(R5)，此时，所述R5不存在；
所述化学式A-4中，作为连接基团形成结合的Z1至Z4中的任一个以及Z5至Z8中的任一个为C(R5)，此时，所述R5不存在；
所述化学式A-5中，作为连接基团形成结合的Z1至Z4中的任意两个为C(R5)，此时，所述R5不存在；
X4和X5各自独立地为O、S、N(R6)或C(R7)(R8)；
X6为N或C(R9)；
R5至R9各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基胺基组成的组，或者与相邻的基团结合而形成缩合环，当所述R5至R8各自为多个时，它们彼此相同或不同；
所述R5至R9的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们彼此相同或不同。


5.根据权利要求1所述的化合物，所述L1和L2各自独立地为直接结合，或以下化学式B-1至B-12中的任一个所表示的连接基团：



所述化学式B-1至B-12中，
*的意思是形成结合的部分；
R6至R9各自独立地选自由氢、氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳氧基、C3～C40的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基胺基组成的组；
所述R6至R9的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳氧基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基胺基、烷基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、单或二芳基亚膦酰基、和芳基甲硅烷基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C1～C40的烷基、C2～C40的烯基、C2～C40的炔基、C6～C60的芳基、原子核数5至60个的杂芳基、C6～C60的芳氧基、C1～C40的烷氧基、C6～C60的芳基胺基、C3～C40的环烷基、原子核数3至40个的杂环烷基、C1～C40的烷基甲硅烷基、C1～C40的烷基硼基、C6～C60的芳基硼基、C6～C60的芳基膦基、C6～C60的单或二芳基亚膦酰基、和C6～C60的芳基甲硅烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当取代有多个取代基时，它们...

【专利技术属性】
技术研发人员：金弘锡，金荣培，
申请(专利权)人：株式会社斗山，
类型：发明
国别省市：韩国;KR