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CN106831622A - 有机材料及使用其的有机电激发光组件 - Google Patents

有机材料及使用其的有机电激发光组件 Download PDF

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CN106831622A
CN106831622A CN201610741202.0A CN201610741202A CN106831622A CN 106831622 A CN106831622 A CN 106831622A CN 201610741202 A CN201610741202 A CN 201610741202A CN 106831622 A CN106831622 A CN 106831622A
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CN
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organic material
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CN201610741202.0A
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颜丰文
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Luminescence Technology Corp
Original Assignee
Luminescence Technology Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种有机材料及使用其的有机电激发光组件，该有机材料包括茚并三亚苯的衍生物。前述有机材料可应用有机EL组件的电洞阻挡层、电子传输层以及/或磷光发光主体，通过制备出的组件，能有效率地降低驱动电压、降低电量消耗并增加效率。本发明另涉及茚并三亚苯衍生物的制备方法以及包括前述有机材料的有机电激发光组件。

Description

有机材料及使用其的有机电激发光组件
技术领域
本发明涉及一种含有茚并三亚苯衍生物的有机材料以及使用此有机材料的有机电激发光(以下称为有机EL)组件。更特别的是，本发明涉及一种具有式(I)化合物的有机材料，使用此材料作为电洞阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)以及/或磷光主体可有效降低驱动电压、降低功率消耗以及增加效率。
背景技术
有机电激发光(有机EL)是一种发光二极管(LED)，其中发光层是由有机化合物制成的膜，其可在相对应的电流下发出光线。有机化合物的发光层夹设于两个电极之间。有机EL由于其高照明、低重量、超薄外形、自照明而无须背光、低功耗、宽视角、高对比度、制造方法简单以及反应时间快速的特性而应用于平板显示器中。
第一次观察到有机材料电激发光的现象是在1950年代早期由安德烈贝纳诺斯(Andre Bernanose)和同事在法国南锡大学(Nancy Université)进行的。纽约大学(NewYork University)的马丁蒲伯(Martin Pope)和其同事在1963年第一次在真空下于掺杂有并四苯的蒽的单一纯晶体上观察直流电(DC)电激发光。
第一个二极管组件在1987年由伊士曼柯达(Eastman Kodak)的邓青云(ChingW.Tang)和史蒂文凡斯莱克(Steven Van Slyke)所发表。该组件使用具有分离设置的电洞传输层和电子传输层的双层结构，使得工作电压降低并且改进效率，引领当今时代的有机EL研究和组件生产。
典型地，有机EL是由位于两个电极之间的有机材料层构成，其包含有电洞传输层(hole transporting layer，HTL)、发光层(emitting layer，EML)、电子传输层(electrontransporting layer，ETL)。有机EL的基本机制涉及载子(carrier)的注入、载子的传输、重组以及形成激子(exciton)以发光。当外部电压施加到有机发光组件时，电子和电洞分别自阴极和阳极注入，电子将从阴极注入到最低未占用分子轨域(lowest unoccupiedmolecular orbital，LUMO)中，而电洞将从阳极注入到最高占用分子轨域(highestoccupied molecular orbital，HOMO)中。当电子与电洞在发光层中重组时，形成激子并且随后发光。当发光分子吸收能量而达到激发态时，依据电子和电洞的自旋组合，激子可呈单重态或三重态。75％的激子通过电子和电洞的重组形成而达到三重激发态。从三重态衰减是自旋禁阻(self forbidden)的。因此，荧光电激发光组件仅具有25％的内部量子效率(internal quantum efficiency)。相较于荧光电激发光组件，磷光有机EL组件利用自旋-轨域相互作用(spin-orbit interacttion)可促进单重态与三重态之间的系统间穿越(intersystem crossing)，因而获得来自单重态和三重态两者的发光，且电激发光组件的内部量子效率自25％升至100％。自旋-轨域相互作用可通过诸如铱(iridium)、铑(rhodium)、铂(platinum)、钯(palladium)等的重原子(heavy atom)来完成，且可以从有机金属络合物中被激发的金属至配位基的电荷转移态(metal to ligand charge transfer，MLCT)观察到磷光转换(phosphorescent transition)的现象。
近年来，安达教授(Adachi)及其同事研发一种结合热活化型延迟荧光(thermallyactivated delayed fluorescence，TADF)机制的新型荧光有机EL组件，其是通过反向系统间穿越(reverse intersystem crossing，RISC)机制，将自旋禁阻的三重态激子转化至单重态能阶以获得激子形成的高效率的一种具有前景的方式。
三重态及单重态激子均能被磷光有机EL利用。由于与单重态激子相比，三重态激子具有较长的半衰期及扩散长度，磷光有机EL一般需要在发光层与电子传输层之间设置额外的电洞阻挡层(hole blocking layer，HBL)或需要在发光层与电洞传输层之间的电子阻挡层(electron blocking layer，EBL)。使用电洞阻挡层或电子阻挡层的目的是限制所注入的电洞及电子之间的重组，以及使位于发光层内产生的激子呈现松弛(relaxation)，因而得以改进组件的效率。为了满足这些作用，电洞阻挡材料或电子阻挡材料必须具有适合用来阻断电洞或电子自发光层传输至电子传输层或至电洞传输层的HOMO与LUMO能阶。
对于能够有效传输电子或电洞且可阻挡电洞，又可具有良好热稳定性及高发光效率的有机EL材料的需求是持续存在的。根据上述的原因，本发明的目的在于解决现有技术的这些问题并提供热稳定性、高亮度以及长半衰期时间等方面都相当优异的有机EL组件。本发明涉及一种具有式(I)的茚并三亚苯衍生物的新颖有机材料，用作电洞阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)以及/或磷光主体，具有良好的电荷载子移动性与优良的操作耐用性，能够降低有机EL组件的驱动电压和功率消耗、增进效率及半衰期时间。
发明内容
根据本发明，提供一种用于电洞阻挡材料(以下称为HBM)、电子传输材料(ETM)以及/或磷光主体以及其有机EL组件的用途。此有机材料可以克服现有材料的缺失，诸如低效率以及高功率消耗。
本发明的一目的为提供可用作有机EL组件的电洞阻挡材料(HBM)、电洞电子传输材料(HBETM)的有机材料，其可有效地限定激子转移至电子传输层。
本发明的一目的为提供可用作有机EL组件的电子传输材料(ETM)的有机材料。
本发明的一目的为提供可用作有机EL组件的发光层的磷光主体材料。
本发明的另一目的为应用前述有机材料于有机EL组件中，且可有效地降低驱动电压、降低功率消耗以及增加效率。
本发明具有工业实践的经济优势。根据本发明，涉及一种前述可用于有机EL组件的有机材料。前述有机材料由下列式(I)所表示：
其中A环表示苯基以及带有二至四个环基的稠环碳氢单元，L表示单键、具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价亚芳基(divalent arylene group)或具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价杂亚芳基，R1至R3独立地表示选自于由以下组成的群：氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基以及具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，Y1至Y5各自独立地表示氮原子或CR5，R5独立地表示氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的亚苯基或连结至B的键结，B表示为下式(II)：
其中q表示0至3的整数，p表示0至7的整数，X表示O、S、NR6，R6独立地表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的咔唑基以及连结至式(I)的键结，R4具有与R1相同的定义。
附图说明
图1为本发明的有机EL组件的一实例。
符号说明：
6透明电极 7电洞注入层
8电洞传输层 9发光层
10电洞阻挡层 11电子传输层
12电子注入层 13金属电极
具体实施方式
本发明研究的是一种有机材料以及一种使用此有机材料的有机EL组件。在下文中将提供生产、结构以及要素的详细描述以充分理解本发明。明显地是，本发明的应用不限于本领域的普通技术人员所熟悉的特定细节。另一方面，已知的常见要素和程序并未详细描述于本发明中，且不应对本发明产生不必要的限制。现将在下文中更详细地描述本发明的一些较佳实施例。但是，应认识到本发明可以在除了明确描述的实施例之外的多种其它实施例中广泛实践，即，本发明还可以广泛应用于其它实施例，并且除了如权利要求中所指定外，本发明的范围不受明确限制。
在本发明的第一个实施例中，涉及一种可用于有机EL组件中的电洞阻挡层(以下称为HBM)、电子传输层(以下称为ETM)以及/或磷光主体。前述有机材料由以下式(I)表示：
其中A环表示苯基以及带有二至四个环基的稠环碳氢单元，L表示单键、具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价亚芳基(divalent arylene group)或具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价杂亚芳基，R1至R3独立地表示选自于由以下组成的群：氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基以及具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，Y1至Y5各自独立地表示氮原子或CR5，R5独立地表示氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的亚苯基或连结至B的键结，B表示为下式(II)：
其中q表示0至3的整数，p表示0至7的整数，X表示O、S、NR6，R6独立地表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的咔唑基以及连结至式(I)的键结，R4具有与R1相同的定义。
根据上述式(I)，其中L由下列式所表示：
根据上述式(I)，其中A环表示苯基以及带有二至四个环基的稠环碳氢单元，包括萘基、蒽基、菲基、芘基、屈基以及三亚苯基。
在此实施例中，一些有机材料依据式(I)如下表示：
以及
本发明所述的有机材料，其详细制备可以通过示例性实施例阐明，但不限于示例性实施例。实例1至14显示本发明中的有机材料的一些实例的制备。实例15至16显示有机EL组件的制造和有机EL组件测试报告的I-V-B、半衰期时间。
实例1：化合物EX5的合成
合成2-溴-5-硝基联苯
将2.6g(12.14mmol)2-苯基-4-硝基苯胺在0-5℃下添加于0.92g(13.35mmol)亚硝酸钠、8ml硫酸、9ml醋酸的混合物中，并且在0-5℃下搅拌2小时。将水添加于此混合物中并且在室温下搅拌1小时。4.3g(19.42mmol)溴化铜(II)溶解于9.3ml 2M HCl溶液中添加并且在室温下搅拌20分钟，接着加热1小时至60℃。反应完成后，用醚及水萃取出有机层，以盐水清洗，以硫酸镁干燥且蒸发至全干，通过以硅胶填充的管柱层析来纯化粗产物，获得产物(1.5g，5.39mmol，45.5％)。
合成9,9-二甲基-2-(5-硝基联苯-2-基)-9H-芴
将40g(14.38mmol)2-溴-5-硝基联苯、27.7g(15.82mmol)9,9-二甲基-9H-芴-2-基硼酸、1.8g(0.16mmol)四(三苯膦基)钯、119ml 2M碳酸钠、150ml乙醇以及450ml甲苯的混合物经过脱气且置于氮气下，接着在100℃下加热过夜。反应完成后，混合物在室温下冷却。利用二氯甲烷及水对溶液进行萃取。利用无水硫酸镁对有机层进行干燥且在减压状态下蒸发溶剂有。通过以硅胶填充的管柱层析来纯化残余物，获得43.1g产物(110.1mmol，9.6％)。1HNMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)7.93(s,1H),7.71(d,1H),7.50(d,1H),7.38～7.21(m,6H),7.16～6.92(m,4H),6.83～6.65(m,2H),1.15(s,6H)。
合成6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)联苯-3-胺
将10.4g(26.56mmol)9,9-二甲基-2-(5-硝基联苯-2-基)-9H-芴、8.5g(159.36mmol)铁粉及10ml浓盐酸的混合物在酒精水溶液(100mL酒精与30mL水)中在85℃下回流2小时。反应混合物经过过滤并且用乙酸乙酯及水萃取滤液。用无水硫酸镁对有机层进行干燥，并且在减压状态下蒸散溶剂。使用己烷清洗所形成的固体以获取8.2g产物(22.68mmol,85％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)7.71(d,1H),7.64(d,1H),7.42(d,1H),7.29～7.12(m,7H),7.06(d,2H),6.89(s,1H),6.80(d,1H),6.78(s,1H),4.47(s,2H),1.12(s,6H)。
合成2-(5-溴基联苯-2-基)-9,9-二甲基-9H-芴
将0.6g(2.76mmol)无水溴化铜(II)以及无水乙腈(46mL)、1g(2.76mmol)相对应的6-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-联苯-3-胺缓慢添加超过1小时于0.34g(3.32mmol)叔丁酯亚硝酸(tert-butyl nitrite)的回流混合物中，
产生带有剧烈发泡及氮气进化的反应。反应完成后，混合物冷却至室温，且注入盐酸水溶液中。将沉淀的粗产物通过以硅胶填充的管柱层析来纯化，获得0.3g产物(0.70mmol，25％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)7.81(d,1H),7.68～7.66(m,1H),7.63～7.61(m,1H),7.37～7.35(m,1H),7.32～7.24(m,4H),7.22～7.16(m,4H),7.12～7.09(m,2H),6.93(d,1H),1.20(s,6H)。
合成6-溴-10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯
在经过脱气处理及填充氮气的100ml三颈烧瓶中，添加2.9g(0.68mmol)2-(5-溴基联苯-2-基)-9,9-二甲基-9H-芴溶解于无水二氯甲烷(180ml)、5.5g(3.40mmol)氯化铁(III)，并且将混合物搅拌一小时。用甲醇及水淬冷(quench)反应，并且将有机层分离以及移除溶剂。通过以硅胶填充的管柱层析来纯化残余物，获得白色固体(1.7g，0.81mmol，58.6％).1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.01(s,1H),8.94(d,2H),8.78(s,1H),8.58(s,1H),8.49(s,1H),7.98(d,1H),7.85～7.78(m,2H),7.63～7.43(m,4H),1.69(s,6H)。
合成2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷
将3g(7mmol)6-溴-10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯、2.16g(8.4mmol)4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-二(1,3,2-二氧硼杂环戊烷)、0.16g(0.14mmol)四(三苯膦基)钯、50ml 1,4-二恶烷的混合物经过脱气处理并且放置在氮气下，接着在100℃下加热12小时。反应完成后，混合物冷却至室温。利用乙酸乙酯及水对有机层进行萃取，再用无水硫酸镁进行干燥，移除溶剂，且通过以硅胶填充的管柱层析来纯化残余物，获得白色固体产物(2.27g，4.8mmol，69％)。
合成2-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(EX5)
将3g(6.38mmol)2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷、1.90g(4.90mmol)2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、0.05g(0.05mmol)四(三苯膦基)钯、9.8ml 2M碳酸钠、15ml乙醇以及45ml甲苯的混合物经过脱气处理并放置在氮气下，且于100℃下加热12小时。反应完成后，混合物冷却至室温，利用二氯甲烷及水萃取出有机层，用无水硫酸镁进行干燥，移除溶剂。通过以硅胶填充的管柱层析来纯化残余物，获得淡黄色产物(1.75g，2.67mmol，55％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.03(s,1H),8.97～8.77(m,3H),8.58(s,1H),8.49～8.31(m,7H),7.98(d,1H),7.85～7.78(m,2H),7.63～7.43(m,12H),1.69(s,6H).MS(m/z,FAB+):651.5。
实例2：化合物EX9的合成
合成2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪
除了将2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪替换为2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪之外，其余皆使用和实例1相同的方法，获得产物2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(1.26g，产率＝45％)。MS(m/z,FAB+):575.6。
实例3：化合物EX10的合成
合成2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-4,6-二苯基嘧啶
将2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪替换成2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基嘧啶，，其余皆使用和实例1相同的方法，获得产物2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-4,6-二苯基嘧啶(3.08g，产率＝63％)。MS(m/z,FAB+):650.8。
实例4：化合物EX15的合成
合成2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-4,6-双([1,1':3',1”-三联苯]-5'-基)-1,3,5-三嗪
将2-(4-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪替换成2-(4-bromophenyl)-溴苯基-4,6-双([1,1':3',1”-三联苯]-5'-基)-1,3,5-三嗪，其余皆使用和实例1相同的方法，获得产物2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-4,6-双([1,1':3',1”-三联苯]-5'-基)-1,3,5-三嗪(1.96g，产率＝42％)。MS(m/z,FAB+):957.2。
实例5：化合物EX33的合成
合成9,9'-(6-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)
将2g(4.25mmol)2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷、1.85g(3.26mmol)9,9'-(6-(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)、0.04g(0.03mmol)四(三苯膦基)钯、3.25ml 2M碳酸钠、10ml乙醇以及30ml甲苯经过脱气处理并且置放于氮气下，接着在100℃下加热12小时。反应完成后，将混合物冷却至室温。利用二氯甲烷及水萃取有机层，用无水硫酸镁干燥，移除溶剂。通过由硅胶填充的管柱层析纯化残余物以获得淡黄色固体产物(1.24g，1.50mmol，46％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.08(s,1H),8.97～8.77(m,3H),8.53～8.29(m,8H),7.92～7.78(m,7H),7.63～7.43(m,14H),1.69(s,6H).MS(m/z,FAB+):831.0。
将2g(4.25mmol)2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷、1.85g(3.26mmol)9,9'-(6-(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)、0.04g(0.03mmol)四(三苯膦基)钯、3.25ml 2M碳酸钠、10ml乙醇以及30ml甲苯经过脱气处理且放置于氮气下，接着在100℃下加热12小时。反应完成后，将混合物冷却至室温。利用二氯甲烷及水萃取出有机层，用无水硫酸镁干燥，移除溶剂。通过硅胶填充的管柱层析纯化残余物，以获得淡黄色产物(1.24g，1.50mmol，46％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.08(s,1H),8.97～8.77(m,3H),8.53～8.29(m,8H),7.92～7.78(m,7H),7.63～7.43(m,14H),1.69(s,6H).MS(m/z,FAB+):831.0。
实例6：化合物EX37的合成
合成9,9'-(2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)嘧啶-4,6-二基)双(9H-咔唑)
将9,9'-(6-(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)替换成9,9'-(2-(3-溴苯基)嘧啶-4,6-二基)双(9H-咔唑)，其余皆与实例5的方法相同，获得产物9,9'-(2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)嘧啶-4,6-二基)双(9H-咔唑)(1.18g，产率＝44％)。MS(m/z,FAB+):829.8。
实例7：化合物EX38的合成
合成9,9'-(2-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)嘧啶-4,6-二基)双(9H-咔唑)
将9,9'-(6-(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)替换成9-(4-(4-溴苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑，其余皆与实例5的方法相同，获得产物9-(4-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9H-咔唑(1.20g，产率＝50％)。MS(m/z,FAB+):741.5。
实例8：化合物EX42的合成
合成9-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-9H-咔唑
将2g(4.25mmol)2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷、1.05g(3.26mmol)9-(4-溴苯基)-9H-咔唑、0.04g(0.03mmol)四(三苯膦基)钯、3.25ml 2M碳酸钠、10ml乙醇以及30ml甲苯的混合物经过脱气处理并且放置在氮气下，接着在100℃下加热12小时。反应完成后，将混合物冷却至室温。利用二氯甲烷及水萃取出有机层，用无水硫酸镁干燥，移除溶剂。通过硅胶填充的管柱层析纯化残余物，获得淡黄色产物(1.43g，2.45mmol，75％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.01(s,1H),8.82(d,2H),8.77(s,1H),8.55(s,1H),8.49(s,1H),7.98(d,1H),7.85～7.75(m,6H),7.63～7.33(m,12H),1.69(s,6H).MS(m/z,FAB+):586.3。
实例9：化合物EX44的合成
合成9,9'-(5-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]安雅苯-6-基)-1,3-亚苯)双(9H-咔唑)
9-(4-溴苯基)-9H-咔唑替换成9,9'-(5-溴-1,3-亚苯)双(9H-咔唑)，其余皆跟实例8的方法相同，获得产物9,9'-(5-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-1,3-亚苯)双(9H-咔唑)(1.46g，产率＝60％)。MS(m/z,FAB+):751.4。
实例10：化合物EX50的合成
合成9-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-9'-苯基-9H,9'H-3,3'-双咔唑
9-(4-溴苯基)-9H-咔唑替换成9-(4-溴苯基)-9'-苯基-9H,9'H-3,3'-双咔唑，其余皆跟实例8的方法相同，获得产物9-(4-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-9'-苯基-9H,9'H-3,3'-双咔唑(1.28g，产率＝48％)。MS(m/z,FAB+):827.9。
实例11：化合物EX51的合成
合成3-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-9-苯基-9H-咔唑
将9-(4-溴苯基)-9H-咔唑替换成3-(3-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑，其余皆与实例8的方法相同，获得产物3-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)-9-苯基-9H-咔唑(1.28g，产率＝48％)。MS(m/z,FAB+):662.7。
实例12：化合物EX55的合成
合成4-(3-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)苯基)二苯并[b,d]噻吩
将2g(4.25mmol)2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷、1.10g(3.26mmol)4-(3-溴苯基)二苯基[b,d]噻吩、0.04g(0.03mmol)四(三苯膦基)钯、3.25ml 2M碳酸钠、10ml乙醇以及30ml甲苯经过脱气处理并且放置在氮气下，接着在100℃下加热12小时。反应完成后，将混合物冷却至室温。利用二氯甲烷及水萃取出有机层，用无水硫酸镁干燥、移除溶剂，且通过硅胶填充的管柱层析纯化残余物，以获得淡黄色产物(1.62g，2.61mmol，80％)。1H NMR(CDCl3,400MHz)：化学位移(ppm)9.03(s,1H),8.86(d,2H),8.70(s,1H),8.49(s,1H),8.46(s,1H),7.96(d,1H),7.85～7.76(m,2H),7.68～7.25(m,15H),1.69(s,6H).MS(m/z,FAB+):603.5。
实例13：化合物EX56的合成
合成2,2'-(5-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]0三亚苯-6-基)-1,3-亚苯)二苯并[b,d]呋喃
将4-(3-溴苯基)二苯并[b,d]噻吩替换成2,2'-(5-溴-1,3-亚苯)二苯并[b,d]呋喃，其余皆与实例12的方法相同，获得产物2,2'-(5-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)-1,3-亚苯)二苯并[b,d]呋喃(1.30g，产率＝53％)。MS(m/z,FAB+):752.9。
实例14：化合物EX57的合成
合成4-(3'-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)联苯-3-基)二苯并[b,d]噻吩
将4-(3-溴苯基)二苯并[b,d]噻吩替换成4-(3'-溴基联苯-3-基)二苯并[b,d]噻吩，其余皆与实例12的方法相同，获得产物4-(3'-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-6-基)联苯-3-基)二苯并[b,d]噻吩(1.30g，产率＝53％)。MS(m/z,FAB+):679.5。
产生有机EL组件的一般方法
依据本发明，提供一种经铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)涂布的玻璃(下文ITO基材)，其电阻为9欧姆/平方(ohm/square)至12欧姆/平方且厚度为120nm到160nm，并且在超声波浴中利用多个清洁步骤(例如：清洁剂、去离子水)进行清洁。在进行有机层的气相沉积过程之前，通过UV和臭氧进一步处理经清洁后的ITO基材。用于ITO基材的所有前处理过程均于洁净室(100级)环境中进行。
在诸如电阻加热石英舟(resistively heated quartz boats)等的高真空单元(10-7托)中，通过气相沉积将这些有机层依序涂布于ITO基材上。通过石英晶体监控器(quartz-crystal monitor)精确监控或设定对应层的厚度以及气相沉积速率(0.1nm/sec至0.3nm/sec)。如上所述，个别层还可能由一种以上化合物所组成，即一般来说掺杂有掺杂剂材料的主体材料。这类型材料可透过从两种或两种以上来源进行共气化(co-vaporization)而达成。
二吡嗪并[2,3-f:2,3-]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈(HAT-CN)可用作有机EL组件中的电洞注入材料，N,N-双(萘-1-基)-N,N-双(苯基)-联苯胺(NPB)最常用于电洞传输材料，10,10-二甲基-12-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)-10H-茚并[2,1-b]三亚苯(H1)用做蓝光发光主体，以及N1,N1,N6,N6-四-间甲苯基芘-1,6-二胺(D1)用做蓝光客体，2-(10,10-二甲基-10H-茚并[2,1-b]三亚苯-13-基)-4,6-二苯基嘧啶(HB1)用做电洞阻挡材料(HBM)以及4,7-二苯基-2,9-双(4-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基)-1,10-啡啉(LT-N8001，参照美国专利案第7,754,348号)在有机EL组件中用作电子传输材料(ETM)以与8-羟基喹啉锂(LiQ)共沉积。双(2-甲基-8-喹啉)-4-(苯基苯酚)铝(BAlq)用作电洞阻挡材料(HBM)或磷光系统的磷光主体，双(2-苯基吡啶)(2,4-二苯基吡啶)铱(III)(D2)用作磷光掺杂剂。上述可用于产生标准有机EL组件控制组的现有技术的OLED材料和本发明中的比较性材料，如以下化学结构所示：
典型的有机EL组件由诸如含有Al、Mg、Ca、Li、K的低功函数金属材料所构成，并通过热蒸镀作为阴极，低功函数金属材料可辅助电子从阴极注入至电子传输层。此外，为了减少电子注入的屏障，并且改进有机EL组件性能，在阴极与电子传输层之间引入薄膜电子注入层。电子注入层的常规材料是具有低功函数的金属卤化物或金属氧化物，例如：LiF、LiQ、MgO或Li2O。另一方面，在有机EL组件制造之后，通过使用PR650光谱扫描光谱仪(PR650spectra scan spectrometer)测量EL光谱(EL spectra)和CIE坐标(CIE coordination)。此外，用吉时利2400可程序设计电压-电流源(Keithley 2400 programmable voltage-current source)获得电流/电压、发光/电压以及良率/电压的特性数据。上述设备是于室温(约25℃)及大气压力环境中操作。
实例15
使用类似于上述一般方法的程序，产生具有以下组件结构的蓝色荧光有机EL组件(参见图1)，组件结构：ITO/HAT-CN(20nm)/NPB(130nm)/掺杂5％D1的H1(30nm)/HBM(10nm)/与LiQ共沉积的ETM(ETM：LiQ比例＝1:1)(40nm)/LiQ(1nm)/Al(160nm)。蓝色荧光有机EL组件测试报告的I-V-B(1000尼特(nit)下)和半衰期时间如表1所示。半衰期时间被定义为1000cd/m2的初始亮度降到一半的时间。
表1
HBM ETM 电压(V) 效率(cd/A) CIE(y) 半衰期时间(小时)
HB1 LT-N8001 6.5 4.3 0.174 340
BAlq LT-N8001 7.2 3.9 0.174 220
HB1 EX5 5.5 6.7 0.180 350
HB1 EX9 5.8 5.5 0.183 180
HB1 EX10 5.4 6.5 0.180 450
HB1 EX15 5.6 6.0 0.181 320
BAlq EX10 7.5 5.3 0.174 250
---- EX10 5.1 6.8 0.183 390
BAlq EX5 7.7 6.4 0.177 230
实例16
使用类似于上述一般方法的程序，产生具有以下组件结构的磷光有机EL组件(参见图1)，组件结构：ITO/HAT-CN(20nm)/NPB(130nm)/磷光主体(PHhost)+15％D2(30nm)/HBM(15nm)/EX5与LiQ共沉积(EX5：LiQ比例＝1:1)(40nm)/LiQ(1nm)/Al(160nm)。磷光有机EL组件测试报告的I-V-B(1000尼特(nit)下)和半衰期时间如表2所示。半衰期时间被定义为3000cd/m2的初始亮度降到一半的时间。
表2
请参见表1及表2所示，在以上有机EL组件测试报告的较佳实施例中，显示使用本发明式(I)有机材料应用于有机EL组件的电洞阻挡材料、电子传输材料以及/或磷光主体中，与现有技术的OLED材料相较之下，可使组件达到较为良好的性能。
总而言之，本发明公开了一种新颖的有机材料，其可以用于有机EL组件中。前述有机材料由下列式(I)所表示：
其中A环表示苯基以及带有二至四个环基的稠环碳氢单元，L表示单键、具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价亚芳基(divalent arylene group)或具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价杂亚芳基，R1至R3独立地表示选自于由以下组成的群：氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基以及具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，Y1至Y5各自独立地表示氮原子或CR5，R5独立地表示氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的亚苯基或连结至B的键结，B表示为下式(II)：
其中q表示0至3的整数，p表示0至7的整数，X表示O、S、NR6，R6独立地表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的咔唑基以及连结至式(I)的键结，R4具有与R1相同的定义。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明有任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例涉及如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述公开了的技术内容做出些许更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种有机材料，由以下式(I)所表示：
其中，A环表示苯基以及带有二至四个环基的稠环碳氢单元，L表示单键、具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价亚芳基或具有6至30个环碳原子的经取代或未经取代的二价杂亚芳基，R1至R3独立地表示选自于由以下组成的群：氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的烷基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳基、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的芳烷基以及具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的杂芳基，Y1至Y5各自独立地表示氮原子或CR5，R5独立地表示氢原子、具有6至30个碳原子的经取代或未经取代的亚苯基或连结至B的键结，B表示为下式(II)：
其中q表示0至3的整数，p表示0至7的整数，X表示O、S、NR6，R6独立地表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的咔唑基以及连结至式(I)的键结，R4具有与R1相同的定义。
2.如权利要求1所述的有机材料，其中L由下式所组成：
3.如权利要求1所述的有机材料，其中，A环由萘基、蒽基、菲基、芘基、屈基以及三亚苯基所组成。
4.如权利要求1所述的有机材料，所述具有式(I)的有机材料为：
以及
5.一种有机电激发光组件，包括一对由阳极及阴极所组成的电极，在电极之间包括至少一发光层、一个或多个有机薄膜层，其中，所述发光层或所述有机薄膜层包括如权利要求1所述的有机材料。
6.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述发光层包括具有式(I)的所述有机材料。
7.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，包括具有式(I)的所述有机材料的所述发光层为磷光主体材料或热活化延迟荧光主体材料。
8.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述发光层包括磷光掺杂剂或热活化延迟荧光掺杂剂。
9.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述磷光掺杂剂为铱络合物。
10.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述电子传输层包括具有式(I)的所述有机材料。
11.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述电子传输层包括锂、钙或8-羟基喹啉锂。
12.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述电洞阻挡层包括具有式(I)的所述有机材料。
13.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述发光层发出绿色、黄色以及红色磷光。
14.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述组件为有机发光装置。
15.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述组件为发光平板。
16.如权利要求5所述的有机电激发光组件，其中，所述组件为背光平板。
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