包含有机半导体层的有机电子器件制造技术

本发明专利技术涉及包含与取代或未取代三嗪环直接结合的TAE结构的化合物，其用作电子器件的层材料，并涉及包含所述层材料的有机电子器件及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含有机半导体层的有机电子器件
本专利技术涉及用作电子器件的层材料的化合物，并涉及包含所述层材料的有机电子器件及其制造方法。
技术介绍
作为自发光器件的有机电子器件，例如有机发光二极管OLED，具有宽视角、优良的对比度、快速响应、高亮度、优良的工作电压特性以及色彩再现。典型的OLED包含阳极、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和阴极，其依次层叠在基底上。就此而言，HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。当向阳极和阴极施加电压时，从阳极注入的空穴通过HTL移至EML，从阴极注入的电子通过ETL移至EML。空穴和电子在EML中重组产生激子。当激子从激发态下降到基态时，发出光。空穴和电子的注入和流动应当平衡，以使得具有上述结构的OLED具有优良的效率和/或长寿命。有机发光二极管的性能可受到有机半导体层的特性的影响，并且尤其可受到有机半导体层的有机材料的特性的影响。特别地，需要开发能够增加电子迁移率并同时增加电化学稳定性的有机材料，从而可以将有机电子器件(例如有机发光二极管)应用于大型平板显示器。仍然需要提高有机半导体层、有机半导体材料及其有机电子器件的性能，特别是通过改良其中包含的化合物的特性来获得更高的效率。特别需要在低工作电压下具有改良效率的替代性有机半导体材料和有机半导体层以及有机电子器件。需要例如在移动电子器件中具有提高的效率并且同时保持工作电压并因此保持低功耗以提供长电池寿命的替代性化合物。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种式I化合物，其用作有机电子器件的层材料：其中X1至X20独立地选自N、C-H、C-R1、C-Z，和/或通过化学键彼此连接的X1至X5、X6至X10、X11至X15、X16至X20中的至少两个桥接以形成增环的芳族环或增环的杂芳族环；且其中X1至X20中的至少一个为C-Z；或X1至X20中的至少一个为C-Z且X1至X20中的至少一个为C-R1；R1选自-NR2R3或-BR2R3；R2和R3是独立选择的C6-24芳基或C2-20杂芳基；Z是式II取代基：其中Ar1为取代或未取代的三嗪环，其中所述取代的三嗪环的取代基独立地选自直链C1-20烷基、支链C3-20烷基或C3-20环状烷基、直链C1-12氟化烷基、直链C1-12氟化烷氧基、支链C3-12氟化烷基、支链C3-12氟化烷氧基、C3-12环状氟化烷基、C3-12环状氟化烷氧基、OR、SR、(P＝O)R2，或其中X1至X20不是C-Z的式1；Ar2独立地选自：-式I，但是X1至X20不是C-Z，-取代或未取代的C6-60芳基和取代或未取代的C2-C60杂芳基；其中所述C6-60芳基和C2-C60杂芳基的取代基独立地选自C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基或C3-C20环状烷基；C1-C20直链烷氧基、C3-C20支链烷氧基；直链氟化C1-C12烷基或直链氟化C1-C12烷氧基；C3-C12支链环状氟化烷基、C3-C12环状氟化烷基、C3-C12环状氟化烷氧基；腈基；OR、SR、(C＝O)R、(C＝O)NR2、SiR3、(S＝O)R、(S＝O)2R、(P＝O)R2；R为C1-C20直链烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20硫代烷基、C3-C20支链烷基、C3-C20环状烷基、C3-C20支链烷氧基、C3-C20环状烷氧基、C3-C20支链硫代烷基、C3-C20环状硫代烷基、C6-C20芳基和C3-C20杂芳基；m选自1、2或3。根据一个实施方案，所述芳族环A、B、C和D中的至少一个可以通过单键连接至三嗪环。根据一个实施方案，所述芳族环A、B、C和/或D均不可以彼此直接桥接以形成增环的芳族环或增环的杂芳族环。如本文所用，m＝1是指Ar1被一个Ar2取代基取代。如本文所用，m＝2是指Ar1被两个Ar2取代基取代。如本文所用，m＝3是指Ar1被三个Ar2取代基取代。根据另一方面，层材料可以是有机半导体层，其用于有机电子器件。例如，有机电子器件可以是OLED等。根据另一个实施方案，Z包含至少5个C6芳基环，或优选Z包含至少5个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据另一个实施方案，Z包含至少6个C6芳基环，或优选Z包含至少6个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据另一个实施方案，Z包含至少7个C6芳基环，或优选Z包含至少7个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据另一个实施方案，Z包含至少8个C6芳基环，或优选Z包含至少8个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据另一个实施方案，Z包含至少9个C6芳基环，或优选Z包含至少9个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据另一个实施方案，Z包含至少10个C6芳基环，或优选Z包含至少10个C6芳基环和至少一个6元N-杂芳基环。根据一方面，层材料可以是有机半导体层，其用于有机电子器件。例如，有机电子器件可以是OLED等。根据式I的一个实施方案，其中未取代或取代的A、B、C和D芳亚基环和/或杂芳亚基环(其中所述A、B、C和D芳亚基环中的至少一个被C-Z取代)各自通过单键与乙烯基团结合，从而形成式I的取代的四芳基乙烯化合物(TAE)。根据式II的一个实施方案，Ar1和Ar2通过单键结合。由式1表示的化合物具有强的电子传输特性，以增加电荷迁移率和/或稳定性，从而改良发光效率、电压特性和/或寿命特性。由式I表示的化合物具有高的电子迁移率和低的工作电压。有机半导体层可以是不发光的。在本说明书的上下文中，术语“基本上不发光”或“不发光”是指相对于可见发光光谱，化合物或层对来自器件的可见发光光谱的贡献小于10％，优选小于5％。可见发光光谱是具有约≥380nm至约≤780nm的波长的发光光谱。优选地，包含式I化合物的有机半导体层基本上不发光或不发光。术语“不含”、“不含有”、“不包含”不排除在沉积之前可存在于化合物中的杂质。杂质对于本专利技术实现的目的没有技术影响。工作电压(也称为U)以伏特(V)为单位，在10毫安每平方厘米(mA/cm2)下度量。坎德拉每安培效率(也称为cd/A效率)以坎德拉/安培为单位，在10毫安每平方厘米(mA/cm2)下度量。外量子效率(也称为EQE)以百分比(％)度量。色彩空间由坐标CIE-x和CIE-y(国际照明委员会1931)描述。对于蓝色发光，CIE-y特别重要。CIE-y越小表示蓝色越深。最高占据分子轨道(也称为HOMO)和最低未占分子轨道(也称为LUMO)以电子伏特(eV)为单位度量。术语“OLED”、“有机发光二极管”、“有机发光器件”、“有机光电器件”和“有机光发射二极管”同时使用且具有相同含义。术语“过渡金属”是指并且包括元素周期表的d-区中的任何元素，其包括元素周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种根据式I的化合物，所述化合物用作有机电子器件的层材料：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 EP 17196446.31.一种根据式I的化合物，所述化合物用作有机电子器件的层材料：



其中
X1至X20独立地选自N、C-H、C-R1、C-Z，和/或通过化学键彼此连接的X1至X5、X6至X10、X11至X15、X16至X20中的至少两个桥接以形成增环的芳族环或增环的杂芳族环；且
其中X1至X20中的至少一个为C-Z；或X1至X20中的至少一个为C-Z且X1至X20中的至少一个为C-R1；
R1选自–NR2R3或–BR2R3；
R2和R3是独立选择的C6-24芳基或C2-20杂芳基；
Z是式II的取代基：



其中
Ar1为取代或未取代的三嗪环，
其中所述取代的三嗪环的取代基独立地选自直链C1-20烷基、支链C3-20烷基或C3-20环状烷基、直链C1-12氟化烷基、直链C1-12氟化烷氧基、支链C3-12氟化烷基、支链C3-12氟化烷氧基、C3-12环状氟化烷基、C3-12环状氟化烷氧基、OR、SR、(P＝O)R2或其中X1至X20不是C-Z的式1；
Ar2独立地选自：
-式I，但是X1至X20不是C-Z，
-取代或未取代的C6-60芳基和取代或未取代的C2-C60杂芳基，
其中所述C6-60芳基和C2-C60杂芳基的取代基独立地选自C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基、C3-C20环状烷基；C1-C20直链烷氧基、C3-C20支链烷氧基；直链氟化C1-C12烷基或直链氟化C1-C12烷氧基；C3-C12支链环状氟化烷基、C3-C12环状氟化烷基、C3-C12环状氟化烷氧基；腈基；OR、SR、(C＝O)R、(C＝O)NR2、SiR3、(S＝O)R、(S＝O)2R、(P＝O)R2；
R为C1-C20直链烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20硫代烷基、C3-C20支链烷基、C3-C20环状烷基、C3-C20支链烷氧基、C3-C20环状烷氧基、C3-C20支链硫代烷基、C3-C20环状硫代烷基、C6-C20芳基和C3-C20杂芳基；
m选自1、2或3。


2.根据权利要求1所述的化合物，其中根据式I的所述化合物：
-包含至少5个至20个芳族环，优选至少6个至18个芳族环，进一步优选至少7个至16个芳族环，另外优选至少8个至15个芳族环，更优选至少8个至14个芳族环；和/或所述式I的化合物包含至少1个至5个，优选2至4个或2至3个杂芳族环；和/或
-包含芳族环A、B、C和D中的至少一个，其中至少一个经不同地取代，进一步优选式I的所述芳族环A、B、C和D中的至少两个经不同地取代；和/或
-在所述化合物的镜像上不可重叠；和/或
-包含至少一个杂原子N、O、S和/或(P＝O)R2、-CN的取代基，优选至少一个杂原子N，两个或三个杂N原子，进一步优选至少一个杂N，和至少一个选自(P＝O)R2或-CN的取代基；和/或
-包含至少两个三嗪环；和/或
-包含仅仅一个非杂四芳基乙烯基团(TAE)和/或仅仅一个杂四芳基乙烯基团(TAE)。


3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中
-Ar1基团为三嗪环；且
-Ar2基团包含1至10个非杂芳族6元环，优选2至8个非杂芳族6元环，进一步优选3至6个非杂芳族6元环；另外优选4或5个非杂芳族6元环；和/或
-至少一个C6至C18芳亚基、优选至少一个C6或C12芳亚基，被增环到式(I)的芳族环A、B、C和D的至少一个上。


4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的化合物，其中在式I中：
X1至X20独立地选自C-H、C-R1、C-Z，
其中X1至X20中的至少一个选自C-Z；
R1选自–NR2R3或–BR2R3；
R2和R3是独立选择的C6-16芳基或C2-12杂芳基；
Z是式II取代基：



其中
Ar1为三嗪环，
Ar2独立地选自取代或未取代的C12-60芳基或取代或未取代的C10-C59杂芳基，
其中所述取代基独立地选自腈基、二烷基氧化膦基、二芳基氧化膦基、C2-C16杂芳基、氟化C1-C6烷基或氟化C1-C6烷氧基，
其中所述取代基选自C1-C20直链烷基、C3-C20支链烷基、C3-C20环状烷基、直链氟化C1-C12烷基、直链C1-C20烷氧基、支链C1-C12氟化烷基、C3-C12环状氟化烷基、支链C1-C12氟化烷氧基、C3-C12环状氟化烷氧基、腈基、OR、SR、(C＝O)R、(C＝O)NR2、SiR3、(S＝O)R、(S＝O)2R、(P＝O)R2；
R为C1-C20直链烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20硫代烷基、C3-C20支链烷基、C3-C20环状烷基、C3-C20支链烷氧基、C3-C20环状烷氧基、C3-C20支链硫代烷基、C3-C20环状硫代烷基、C6-C20芳基和C3-C20杂芳基；
m选自1、2或3，优选1。


5.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的化合物，其中在式I中：
X1至X20独立地选自C-H、C-...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊莱纳·加兰，弗朗索瓦·卡尔迪纳利，本杰明·舒尔策，
申请(专利权)人：诺瓦尔德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE