有机电气元件用化合物、利用其的有机电气元件及其电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机电气元件用化合物、利用其的有机电气元件及其电子装置。
【背景技术】
[0002] 通常，有机发光现象是指，利用有机物质将电能转换为光能的现象。利用有机发光 现象的有机电气元件通常具有阳极、阴极及它们之间包括有机物层的结构。在此，有机物层 为了提高有机电气元件的效率和稳定性而普遍形成为由各种不同物质构成的多层结构，例 如，可以由空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层及电子注入层等形成。
[0003] 在有机电气元件中，用作有机物层的材料可根据功能来分为发光材料和电荷输送 材料，例如，空穴注入材料、空穴输送材料、电子输送材料及电子注入材料等。并且，输送发 光材料可根据分子量来分为高分子型和低分子型，可根据发光机理来分为源于电子的单线 激发态的荧光材料和源于电子的三线激发态的磷光材料。并且，发光材料可根据发光色来 分为蓝色、绿色、红色发光材料和用于体现更好的天然颜色的黄色及朱黄色发光材料。
[0004] 另一方面，在使用一种物质作为发光材料的情况下，具有因分子间的相互作用而 使最大发光波长向长波长移动，且因纯色度降低或发光衰减效果而减少元件的效率的问 题，因此，为了通过增加纯色度和转移能量来增加发光效率，可使用基质/掺杂类作为发光 材料。其原理在于，若与形成发光层的主体相比，将能量带间隔小的掺杂物少量混合于发 光层，则使在发光层中发生的激子被输送至掺杂物，使得发出效率高的光。此时，由于主体 的波长向掺杂物的波长带移动，因此无法根据所利用的掺杂物的种类来获得所需的波长的 光。
[0005] 当前，便携式显示器市场因大面积的显示器而正处于其大小不断增加的趋势，由 此，与以往的便携式显示器所需的消耗电量相比，需要更大的耗电量。因此，对于具有电池 这一有限的电力供给源的便携式显示器而言，耗电量成为非常重要的因素，效率和寿命问 题也同样成为必须解决的问题。
[0006] 效率、寿命及驱动电压等相互具有关联，若效率增加，则驱动电压相对降低，而在 降低驱动电压并驱动时所发生的基于焦耳加热（Jouleheating)的有机物质的结晶化减 少，最终呈现出寿命提高的倾向。但即使单纯地改善上述有机物层，也无法将效率极大化。 这是因为，只有在各有机物层之间的能量等级（energylevel)及1\值、物质的固有特性 (移动率、表面特性等）形成最佳的组合时，才能同时实现长寿命和高的效率。
[0007] 因此，正急需开发能够具有高的热稳定性，并在发光层内有效地实现电荷均衡 (chargebalance)的发光材料。即，为了充分发挥有机电气元件所具有的优秀的特征，应优 先实现有形成元件内有机物层的物质，例如，空穴注入物质、空穴输送物质、发光物质、电子 输送物质及电子注入物质等具有稳定且有效的材料的支撑，但到目前为止，还未充分实现 稳定且有效的有机电气元件用有机物层材料的开发，其中，尤其急需对发光层的主体材料 的开发。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于，提供可以降低驱动电压，提高发光效率、色纯度、稳定性及寿 命的化合物、利用其的有机电气元件及其电子装置。
[0009] 在一实施方式中，本发明提供由以下化学式表示的化合物：
[0010]
[0011] 在另一实施方式中，本发明提供利用由上述化学式表示的化合物的有机电气元件 及其电子装置。
[0012] 通过利用本发明实施例的化合物，不仅可以降低元件的驱动电压，而且可以大大 提高元件的发光效率、色纯度、稳定性及寿命。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的有机电致发光元件的例示图。
[0014] 标号说明
[0015] 100:有机电气元件 110:基板
[0016] 120:第一电极 130:空穴注入层
[0017] 140:空穴输送层 141 :缓冲层
[0018] 150 :发光层 151 :发光辅助层
[0019] 160:电子输送层 170:电子注入层
[0020] 180:第二电极
【具体实施方式】
[0021] 以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0022] 在对各附图的结构要素附加附图标记的过程中，要留意相同的结构要素即使显示 于不同的附图上，也尽可能地赋予相同的附图标记。并且，在对本发明进行说明的过程中， 在判断相关的公知结构或功能的具体说明会模糊本发明的要旨的情况下，将省略详细说 明。
[0023] 在说明本发明的结构要素的过程中，可使用第一、第二、A、B、（a)、（b)等术语。这 种术语仅用于与其他结构要素相互区别，相关结构要素的本质、次序或顺序等不会因这种 术语而受到限制。在一个结构要素与另一结构要素"连接"、"结合"或"联接"的情况下，其 结构要素既可以与另一结构要素直接连接或联接，但也可以理解为在各结构要素之间"连 接"、"结合"或"联接"有其他结构要素。
[0024] 并且，在层、膜、区域及板等结构要素位于其他结构要素"上"或"上部"的情况下， 这不仅可以理解为位于其他结构要素的"正上方"，而且还可以理解为在中间还有其他结构 要素。相反，在一个结构要素位于另一部分的"正上方"的情况下，应理解为中间没有其他 部分。
[0025] 如在本说明书及添加的保护范围中所进行的使用，只要没有标注不同的意思，以 下术语的意义如下。
[0026] 在本说明书中所使用的术语"卤代"或"卤素"只要没有不同的说明，就是氟（F)、 溴（Br)、氯（C1)或碘（I)。
[0027] 在本发明中所使用的术语"烷"或"〃烷基"，就具有1至60的碳数的单键，并意味 着包含直链烷基、分子链烷基、环烷基（脂环族）、被烷取代的环烷基、被环烷基所取代的烷 基的饱和脂肪族官能团的自由基。
[0028] 在本发明中所使用的术语"烯基"或"炔基"只要没有别的说明，就分别具有2至 60的碳数的双键或三键，并包含直链型或侧链型链基，但并不局限于此。
[0029] 在本发明中所使用的术语"环烷基"只要没有其他说明，就意味着形成具有3至60 的碳数的环的烷，但并不局限于此。
[0030] 在本发明中所使用的术语"烷氧基"、"烷氧"或"烷氧基"意味着附着有氧自由基 的烷基，只要没有其他说明，就具有1至60的碳数，但并不局限于此。
[0031] 在本发明中所使用的术语"芳氧基"或"芳氧"意味着附着有氧自由基的芳基，只 要没有其他说明，就具有6至60的碳数，但并不局限于此。
[0032] 在本发明中所使用的术语"芳基"及"亚芳香基"只要没有别的说明，就分别具有6 至60的碳数，但并不局限于此。在本发明中，芳基或亚芳香基意味着单环或多重环的芳香 族，并包括相邻的取代基相结合或参与反应来形成的芳香族环。例如，芳基可以为苯基、联 苯基、芴基、螺芴基及螺二芴基。
[0033] 前缀"芳"或"ar"意味着被芳基所取代的自由基。例如，芳基烷基为被芳基所取 代的烷基，芳烯基为被芳基所取代的烯基，而被芳基所取代的自由基具有本说明书所述的 碳数。
[0034] 并且，在前缀连续命名的情况下，意味着首先按所记载的顺序罗列取代基。例如， 在芳烷氧基的情况下，意味着被芳基所取代的烷氧基，在烷氧羰基的情况下，意味着被烷氧 基所取代的羰基，并且，在芳基烯基的情况下，意味着被芳基羰基所取代的烯基，其中，芳基 羰基为被芳基所取代的羰基。
[0035] 在本发明中所使用的术语"杂芳基"或"杂亚芳基"只要没有别的说明，就意味着 分别包含至少一种的杂原子的碳数2至60的芳基或亚芳香基，但并不局限于此，可以包含 单环及多环中的至少一种，并由相邻的官能团结合而成。
[0036] 在本发明中所使用的术语"杂环基"只要没有别的说明，就包含至少一种杂原子， 具有2至60的碳数，包含单环及多环中的至少一种，并包含杂环脂肪族环及杂环芳香族环。 可以由相邻的官能团结合而成。
[0037] 在本说明书中所使用的术语"杂原子"只要没有别的说明，就表示N、0、S、P或Si。
[0038]只要没有其他说明，在本发明中所使用的术语"脂肪族"意味着碳数1至60的脂 肪烃，"脂肪族环"意味着碳数3至60的脂肪族碳氢化合物环。
[0039] 只要没有其他说明，在本发明中所使用的术语"环"意味着碳数3至60的脂肪族 环或碳数6至60的芳香族环或碳数2至60的杂环或由它们的组合组成的稠环，并包含饱 和或不饱和环。
[0040] 除了上述的杂环化合物之外，除此之外的其他杂环化合物或杂环基还包含至少一 种杂原子，但并不局限于此。
[0041] 并且，只要没有明确的说明，在本发明中所使用的术语"取代或非取代"中，"取代 意味着被选自由重氢、卤素、氨基、腈基、硝基、CfC2。的烷基、ci-c2。的烷氧基、ci-c2。的烷基 胺、CfC2。的烷基噻吩、c6-c2。的芳噻吩、c2-c2。的烯基、c2-c2。的炔基、c3-c2。的环烷基、c6-c2。 的芳基、芴基、被重氢所取代的c6-c2。的芳基、cs-c2。的芳烯基、硅烷基、硼基、锗基及包含选 自由0、N、S、Si及P组成的组的至少一种杂原子的c2-c2。的杂环基组成的组的至少一种取 代基所取代，但并不局限于这些取代基。
[0042] 并且，只要没有明确的说明，在本说明书中所使用的化学式能够以与以下化学式 的指数定义的取代基的定义相同地适用。
[0043]
[0044] 其中，在a为0的整数的情况下，取代基R1不存在，在a为1的整数的情况下，一 个取代基R1与用于形成苯环的碳中的一个碳相结合，在a为2或3的整数的情况下，分别 以如下方式相结合，此时，R1可以相同或不同，在a为4至6的整数的情况下，以类似的方式 与苯环的碳相结合，另一方面，省略与用于形成苯环的碳相结合的氢的表示。
[0045]
[0046] 图1为本发明的一实施例的有机电气元件的例示图。
[0047] 参照图1，本发明的一实施例的有机电气元件100包括：第一电极120、第二电极 180,形成于基板110上；以及有机物层，在第一电极120和第二电极180之间包含本发明的 化合物。此时，第一电极120可以为Anode(阳极），第二电极180可以为Cathode(阴极）， 在倒置型的情况下，第一电极可以为阴极，第二电极可以为阳极。
[0048] 有机物层可在第一电极120上依次包括空穴注入层130、空穴输送层140、发光层 150、电子输送层160及电子注入层170。此时，除了发光层150之外，剩余的层可以无需形 成。还可以包括空穴阻挡层、电子阻挡层、发光辅助层151、缓冲层141等，也可以由电子输 送层160等执行空穴阻挡层的作用。
[0049] 并且，虽未图示，但本发明的一实施例的有机电气元件还可以包括形成于第一 电极和第二电极中的至少一面中与上述有机物层相反的一面的保护层或光效率改善层 (Cappinglayer)〇
[0050] 适用于上述有机物层的本发明的一实施例的化合物可以用作空穴注入层130、空 穴输送层140、电子输送层160、电子注入层170、发光层150的主体或掺杂物或光效率改善 层的材料。
[0051] 本发明的一实施例的有机电致发光元件可利用多种蒸镀法（deposition)来制 备。可利用PVD或CVD等蒸镀方法来制备，例如，可通过在基板上蒸镀金属或具有导电性的 金属氧化物或它们的合金来形成阳极120,并在其上方形成包括空穴注入层130、空穴输送 层140、发光层150、电子输送层160及电子注入层170的有机物层之后，在其上方蒸镀能够 用作阴极180的物质来制成。
[0052] 并且，有机物层使用多种高分子材料，通过并非蒸镀法的溶液工序或溶剂精制法 (solventprocess)，例如，旋涂工序、喷嘴印刷工序、喷墨打印工序、狭缝涂布工序、浸涂工 序、卷对卷工序、刮涂工序、丝网印刷工序或热转印方法等方法来制成为更少数量的层。由 于本发明的有机物层能够由多种方法形成，因此，本发明的保护范围不会因形成方法而受 到限制。
[0053] 本发明的一实施例的有机电气元件可根据所使用的材料分为前面发光型、后面发 光型或双面发光型。
[0054]白色有机电致发光器件（TOLED，WhiteOrganicLightEmittingDevice)既具有 容易实现高分辨率，且工序性优秀的优点，又具有能够利用以往的液晶显示器（LCD)的彩 色滤色器技术来制备的优点。正提出主要用于背光装置的白色有机发光元件的多种结构， 并实现专利化。代表性的有，以相互平面方式并列配置（side-by-Side)R(Red)、G(Green)、 B(Blue)发光部的方式，由R、G、B发光层上下层叠的层叠（stacking)方式、利用蓝色（B)有 机发光层电致发光和由此利用光来利用无机焚光体的光致发光（photo-luminescence)的 色转换物质（colorconversionmaterial，CCM)方式等，本发明可适用于这种白色有机电 致发光器件。
[0055] 并且，本发明的一实施例的有机电气元件可以为有机电致发光元件、有机太阳能 电池、有机感光体、有机晶体管、单色或白色照明用元件中的一种。
[0056] 本发明的另一实施例可包括电子装置，上述电子装置包括：显示装置，包括上述本 发明的有机电气元件；以及控制部，用于控制上述显示装置。此时，电子装置可以为当前或 未来的有无线通信终端，并包括手机等移动通信终端、PDA、电子词典、PMP、遥控器、导航仪、 游戏机、各种TV、各种计算机等所有电子装置。
[0057] 以下，对本发明的一实施方式的化合物进行说明。
[0058] 本发明的一实施方式的化合物由以下化学式1表示。
[0059] <化学式1>
[0060] 在上述化学式1中，S环（ring)可以为包含硫（Sulfur)的C4-Cs的杂环。例如， S环可以为噻吩。
[0061] 上述N环（ring)可以为包含氮（Nitrogen)的C4-Cs的杂环。例如，N环可以为P比 咯。
[0062] 上述1、m及n可以为相互独立的0至4的整数。
[0063] 上述R1至R3能够相互独立地选自由卤素、重氢、氰基、C6_C6。的芳基、包含选自由 0、N、S、Si及P组成的组的至少一种杂原子的C2-C6。的杂环基、C「C3。的烷氧基、C「CJ勺烷 基、c2-c6。的烯基、芴基及-Li-NOT) (R〃）组成的组，优选地，可以为c6-c24的芳基、C3-(：2。的 杂环基等，更优选地，可以为(： 6-(：14的芳基、C5-C12的杂环基等。例如，R1至R3相互独立地， 可以为的苯基、P比陡、甲基苯基等。
[0064] 并且，上述R1至R3可以通过由相邻的基之间相互结合来形成至少一种环，此时，未 形成环的R1至R3可以被定义成与上述内容中的定义相同。例如，在1和m均为2的情况下， 相邻的R1之间可以相互结合来形成环，R2即使相邻，也能相互独立地成为芳基或杂环基。 [0065] 当然，在1为2以上的整数的情况下，多个R1可以相同或不同，相邻的基中，一部分 以相互结合来形成环，而剩余的不形成环的基可以选自在上述定义的取代基组。M及/或n为2以上的整数的情况也相同。
[0066] 另一方面，由相邻的基之间结合而成的环可以为C3_C6。的脂肪族环、C6_C6。的芳香 族环、包含选自由〇、N、S、Si及P组成的组的至少一种杂原子的(：2-(：6。的杂环，或由它们的 组合组成的稠环等，不仅可以为单环或多环，而且可以为饱和或不饱和环。
[0067] 上述L及L1可以相互独立地选自由单键、C6_C6。的亚芳香基、芴乙烯基及包含选自 由0、N、S、Si及P组成的组的至少一种杂原子的C2-C6。的杂芳基组成的组，优选地，可以为 单键、C6-C24的亚芳香基、C3-C2。的杂芳基。并且，它们（除单键之外）能够分别被选自由重 氢、卤素、硅烷基、硅氧烷基、硼基、锗基、氰基、硝基。的烷硫基、C「C2。的烷氧基、C 的烷基、c2-c2。的烯基、c2-c2。的炔基、c6-c2。的芳基、被重氢所取代的c6-c2。的芳基、荷基、 包含选自由〇、N、S、Si及P组成的组的至少一种的杂原子的c2-c2。的杂环基、c3-c2。的环烷 基、c7-c2。的芳基烷基及cs-c2。的芳烯基组成的组的至少一种取代基所取代。
[0068] 上述R'及R〃可相互独立地选自由c6-c6。的芳基、包含选自由0、N、S、Si及P组成 的组的至少一种杂原子的c2-c6。的杂环基及芴基组成的组，优选地，可以为(：6-(： 24的芳基、 c3-c2。的杂环基、芴基等。
[0069] 上述Ar可以选自由C6_C6。的芳基、包含选自由0、N、S、Si及P组成的组的至少一种 杂原子的c2-c6。的杂环基及芴基组成的组，优选地，可以为c6-c24的芳基、芴基、c3-c2。的杂 环基等，更优选地，可以SC6-Cls的芳基、C5-C12的杂环基等。例如，Ar可以为苯基、被重氢所 取代的苯基、吡啶、联苯基、萘基、三联苯基、苯基萘基、菲、9, 9-二甲基芴基、9-苯基-9H-咔 唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、噻蒽等。
[0070] 上述X及Y可相互独立地