化合物和使用其的有机电子装置的制作方法

文档序号:17267402发布日期:2019-03-30 10:12阅读:151来源:国知局
化合物和使用其的有机电子装置的制作方法

本发明涉及一种新颖化合物以及一种使用其的有机电子装置,尤指一种用于电子传输层的新颖化合物以及使用其的有机电子装置。



背景技术:

随着科技的进步,各种使用有机材料制成的有机电子装置蓬勃发展,常见的有机电子装置如有机发光二极体(organiclightemittingdevice,oled)、有机光电晶体(organicphototransistor)、有机光伏打电池(organicphotovoltaiccell)和有机光侦测器(organicphotodetector)。

oled最初是由伊士曼柯达公司(eastmankodak)所发明并提出,伊士曼柯达公司的邓青云博士和stevenvanslyke以真空蒸镀法(vacuumevaporationmethod)于形成有有机芳香二元胺电洞传输层的透明氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)玻璃上沉积一电子传输材料(例如三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(iii),简称为alq3));再于电子传输层上沉积一金属电极,即可完成oled的制作。oled因兼具反应速率快、质轻、薄形化、广视角、亮度高、对比高、无需设置背光源以及低耗能的优点,因此备受关注,但oled仍具有低效率和寿命短的问题。

为了克服低效率的问题,其中一种改善方式为于阴极和阳极间设置中间层,请参阅图1所示,改良的oled依序设置有一基板11、一阳极12、一电洞注入层13(holeinjectionlayer,hil)、一电洞传输层14(holetransportlayer,htl)、一发光层15(anemittinglayer,el)、一电子传输层16(electrontransportlayer,etl)、一电子注入层17(electroninjectionlayer,eil)和一阴极18。当于阳极12和阴极18施加一电压时,由阳极12射出的电洞会穿过hil和htl并移动至el,而由阴极18射出的电子会穿过eil和etl移动至el,使电洞和电子在el层重组成激子(exciton),当激子由激发态衰退返回基态时即可产生光线。

另一改善方式为改良oled中etl的材料,使电子传输材料展现出电洞阻挡能力,传统的电子传输材料包括3,3′-[5′-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1′:3′,1″-三联苯]-3,3″-二基]联吡啶((3,3′-[5′-[3-(3-pyridinyl)phenyl][1,1′:3′,1″-terphenyl]-3,3″-diyl]bispyridine,tmpypb)、1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯(1,3,5-tris(1-phenyl-1h-benzimidazol-2-yl)benzene,tpbi)、三(2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基)硼烷(tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane,3tpymb)、1,3-二(3,5-二吡啶-3-基-苯基)苯(1,3-bis(3,5-dipyrid-3-yl-phenyl)benzene,bmpypb)、3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4h-1,2,4-三唑(3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4h-1,2,4-triazole,taz)和9,10-二(3-(3-吡啶基)苯基)蒽(9,10-bis(3-(pyridin-3-yl)phenyl)anthracene,dpypa)。

然而,即使使用了所述电子传输材料,oled的电流效率仍具有可改善的空间,因此,本发明提供了一种新颖的化合物以克服传统低电流效率的问题。



技术实现要素:

本发明的目的为提供一种新颖化合物,其可用于有机电子装置。

本发明的另一目的为提供一种使用该新颖化合物的有机电子装置,藉此降低有机电子装置的驱动电压。

再者,本发明的另一目的为提供一种使用该新颖化合物的有机电子装置,藉此提升有机电子装置的效率。

为达上述目的,本发明的新颖化合物如下式(i)所示:

式(i)中,y是氧原子或硫原子;

式(i)中,x1和x2分别独立为c(ra),该二(ra)彼此相同或不同,该二(ra)相互连接形成一第一芳香环;

式(i)中,x3和x4分别独立为c(rb),该二(rb)彼此相同或不同,该二(rb)相互连接形成一第二芳香环或一杂芳环;

式(i)中,z1至z10分别独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、三氟甲基、碳数为1至40的烷基、碳数为2至40的烯基、碳数为2至40的炔基、环上碳数为3至60的环烷基、环上碳数为3至60的杂环烷基、环上碳数为6至60的芳香基、环上碳数为3至60的杂芳基、碳数为1至40的烷氧基、环上碳数为6至60的芳氧基、碳数为1至40的硅烷基、环上碳数为6至60的芳硅基、碳数为1至40的硼烷基、环上碳数为6至60的芳硼基、碳数为1至40的膦基和碳数为1至40的氧膦基。

优选的,式(i)中所述由x1和x2延伸形成的第一芳香环和所述由x3和x4延伸形成的第二芳香环分别独立为一经取代或未经取代且碳数为6至60的碳环。

更优选的,式(i)中所述由x1和x2延伸形成的第一芳香环和所述由x3和x4延伸形成的第二芳香环分别独立为一经取代或未经取代且碳数为6至20的碳环。

举例来说,所述经取代或未经取代且碳数为6至60的碳环可选自由下列所构成的群组:一经取代或未经取代的苯环结构、一经取代或未经取代的萘环结构、一经取代或未经取代的蒽环结构、一经取代或未经取代的菲环结构、一经取代或未经取代的芘环结构、一经取代或未经取代的荧蒽环结构、一经取代和未经取代的苯并荧蒽环结构和一经取代或未经取代的芴环结构,但不限于此。

更优选的,所述经取代或未经取代且碳数为6至60的碳环为一经取代或未经取代的苯环结构、一经取代或未经取代的萘环结构或一经取代或未经取代的芴环结构。所述碳数为6至20的碳环上的取代基可以是但不限于卤基、氰基、硝基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基或碳数为2至12的炔基。

优选的,式(i)中所述由x3和x4延伸形成的杂芳环可以包含至少一呋喃基(furangroup)或至少一噻吩基(thiophenegroup)。例如,所述杂芳环可以是但不限于:一经取代或未经取代的二苯基呋喃环(dibenzofuranring)、一经取代或未经取代的二苯基噻吩环(dibenzothiophenering)、一经取代或未经取代的苯并呋喃环(benzofuranring)、一经取代或未经取代的异苯并呋喃环(isobenzofuranring)、一经取代或未经取代的苯并噻吩环(benzothiophenering)或一经取代或未经取代的异苯并噻吩环(isobenzothiophenering)。

优选的,z1至z10分别独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、三氟甲基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基、碳数为2至12的炔基、环上碳数为3至30的环烷基、环上碳数为3至30的杂环烷基、环上碳数为6至30的芳香基、环上碳数为3至30的杂芳基、碳数为1至12的烷氧基、环上碳数为6至30的芳氧基、碳数为1至12的硅烷基、碳数环上为6至30的芳硅基、碳数为1至12的硼烷基、环上碳数为6至30的芳硼基、碳数为1至12的膦基和碳数为1至12的氧膦基。

当y是氧原子时,所述化合物可以下述任一通式表示,例如:

当y是硫原子时,所述化合物可以下述任一通式表示,例如:

根据本发明,上述a1和a2分别独立为c(rc),该二(rc)彼此相同或不同,该二(rc)相互连接形成一芳香结构,所述芳香结构包含在由所述第二芳香环或所述杂芳环中。

根据本发明,前述各z11选自于由下列所构成的群组:一甲基、一乙基、一丙基、一丁基、一戊基、一己基和一苯基。

优选的,所述二(rc)相互连接形成的芳香结构可以是一经取代或未经取代且碳数为6至20的芳香环状结构,例如但不仅限于:一经取代或未经取代的苯环结构、一经取代或未经取代的萘环结构、一经取代或未经取代的蒽环结构、一经取代或未经取代的菲环结构、一经取代或未经取代的芘环结构、一经取代或未经取代的荧蒽环结构、一经取代或未经取代的苯并荧蒽环结构、或一经取代或未经取代的芴环结构;所述经取代或未经取代且碳数为6至20的芳香环状结构上的取代基可以是:一卤基、一氰基、一硝基、三氟甲基、一碳数为1至12的烷基、一碳数为2至12的烯基或一碳数为2至12的炔基,但不限于此。

优选的,式(i)中z1至z8中的至少一者选自于由下列所构成的群组:具有至少一官能基且碳数为1至40的烷基、具有至少一官能基且碳数为2至40的烯基、具有至少一官能基且碳数为2至40的炔基、具有至少一官能基且环上碳数为3至60的环烷基、具有至少一官能基且环上碳数为3至60的杂环烷基、具有至少一官能基且环上碳数为6至60的芳香基、具有至少一官能基且环上碳数为3至60的杂芳基、具有至少一官能基且碳数为1至40的烷氧基、具有至少一官能基且环上碳数为6至60的芳氧基、具有至少一官能基且碳数为1至40的硅烷基、具有至少一官能基且环上碳数为6至60的芳硅基、具有至少一官能基且碳数为1至40的硼烷基、具有至少一官能基且环上碳数为6至60的芳硼基、具有至少一官能基且碳数为1至40的膦基和具有至少一官能基且碳数为1至40的氧膦基。而式(i)中z1至z8中的其他者可以是说明书中提到的其余取代基,所述官能基选自于由氰基、硝基、三氟甲基、氟基和氯基所构成的群组。

更优选的,所述z1至z8中的至少一者是一特定芳香取代基,该特定芳香取代基是选自于由下列所构成的群组:

其中,r1至r7分别独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、三氟甲基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基、碳数为2至12的炔基、环上碳数为3至30的环烷基、环上碳数为3至30的杂环烷基、环上碳数为6至30的芳香基、环上碳数为3至20的杂芳基、碳数为1至40的烷氧基、环上碳数为6至30的芳氧基、碳数为1至40的硅烷基、环上碳数为6至30的芳硅基、碳数为1至40的硼烷基、环上碳数为6至30的芳硼基、碳数为1至30的膦基和碳数为1至30的氧膦基;

n为0至4的整数;m为0至3的整数;o是0至3的整数;m和o的总和小于或等于5。

优选的,r1至r3分别独立为苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、苯并吡啶基、苯并嘧啶基、苯并吡嗪基或苯并哒嗪基,但不限于此。

优选的,式(i)中z1、z2、z3、z6、z7和z8中至少一者是所述特定芳香取代基,而z4、z5分别独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基和碳数为2至12的炔基。或者,式(i)中z2、z3、z6和z7中至少一者是所述特定芳香取代基,而z1、z4、z5和z8分别独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基和碳数为2至12的炔基。

优选的,式(i)中z2、z3、z6和z7中至少一者选自于由下列所构成的群组:

更优选的,式(i)中z1、z2、z3、z6、z7和z8中至少一者是一经二苯基、二吡啶基、二嘧啶基、二吡嗪基、二哒嗪基、二苯并吡啶基、二苯并嘧啶基、二苯并吡嗪基或二苯并哒嗪基取代的三嗪基(triazinegroup)。

优选的,式(i)中的z9和z10可独立选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基和碳数为2至12的炔基。

根据本发明,式(i)中的z1和z8可以是相同或是不同,z2和z7可以是相同或是不同,z3和z6可以是相同或是不同;于其中一实施例,z1、z2、z3、z6、z7和z8中的任其中二者可以是上述相同的取代基,而z1、z2、z3、z6、z7和z8中其他者可以选自于由下列所构成的群组:氢原子、氘原子、卤基、氰基、硝基、碳数为1至12的烷基、碳数为2至12的烯基和碳数为2至12的炔基。

举例而言,所述化合物可以选自于由下列所构成的群组:

本发明提供了一种有机电子装置,所述有机电子装置包括一第一电极、一第二电极和设置于所述第一电极和所述第二电极间的一有机层,所述有机层具有前述化合物。

优选的,所述有机电子装置为一有机发光二极体。更优选的,本发明的新颖化合物可被用于形成电子传输层或电洞阻挡层的材料。

具体而言,所述有机发光二极体包括:一电洞注入层、一电洞传输层、一发光层、一电子传输层和一电子注入层;所述电洞注入层形成于所述第一电极上;所述电洞传输层形成于所述电洞注入层上;所述发光层形成于所述电洞传输层上;所述电子传输层形成于所述发光层上;所述电子注入层形成于所述电子传输层和所述第二电极之间。

于其中一实施例,所述有机层可以为电子传输层,即所述电子传输层包含前述的新颖化合物。

优选的,所述电洞注入层可以为一双层结构,即所述oled于第一电极和电洞传输层之间具有一第一电洞注入层和一第二电洞注入层。

优选的,所述电洞传输层亦可以为一双层结构,即所述oled于电洞注入层的双层结构与发光层之间具有一第一电洞注入层和一第二电洞注入层。

优选的,所述电子传输层是由所述新颖化合物(如所述化合物1至257)所制成,本发明的oled相较于商业上的oled具有较佳的电流效率。其中,商业上oled中使用的已知传输层材料如2-{4-[9,10-二(2-萘基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1h-苯并[d]咪唑(2-[4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl]-1-phenyl-1h-benzo[d]imidazole)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)(p-苯基苯酚)铝(bis(2-methyl-8-quinolinolato)(p-phenylphenolato)aluminum)或2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-恶二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole),pbd)。

优选的,所述oled包括一电洞阻挡层,所述电洞阻挡层形成于电子传输层和发光层之间,可防止电洞由发光层移动至电子传输层,所述电洞阻挡层可由所述化合物、2,9-二甲基-4,7-联苯基-1,10-邻二氮杂菲(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline,bcp)或2,3,5,6-四甲基-1-苯基-1,4-邻苯二甲酰亚胺(2,3,5,6-tetramethyl-phenyl-1,4-(bis-phthalimide),tmpp)所形成,但不限于上述。于另一实施例,所述有机层可以为电洞阻挡层,所述电洞阻挡层具有前述新颖化合物。

优选的,所述oled包括一电子阻挡层,所述电子阻挡层形成于电洞传输层和发光层之间,可防止电子由发光层移动至电洞传输层,所述电子阻挡层可由9,9’-(1,1’-联苯基)-4,4’-二基二-9h-咔唑(9,9'-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diylbis-9h-carbazole,cbp)或4,4',4”-三(n-咔唑基)三苯胺(4,4',4”-tri(n-carbazolyl)-triphenylamine,tcta)所形成,但不限于上述。

当oled设置有电洞阻挡层或电子阻挡层于时,本发明的oled相较于传统的oled具有较高的发光效率。

所述第一和第二电洞传输层可由n,n'-(联苯-4,4’-二基)二(n1-(1-萘基))-n4,n4'-二苯基苯-1,4-二胺(n1,n1’-(biphenyl-4,4'-diyl)bis(n1-(naphthalen-1-yl)-n4,n4’-diphenylbenzene-1,4-diamine))或n4,n4'-二(萘-1-基)-n4,n4’-二苯联苯基-4,4'-二胺(n4,n4'-di(naphthalen-1-yl)-n4,n4’-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine,npb)所制成。

所述第一和第二电洞注入层可由聚苯胺(polyaniline)或聚乙烯基二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene)所制成,但不限于上述。

所述发光层可由一发光材料制成,所述发光材料包括一主发光体(host)和一掺杂物(dopant),其中主发光体的材料例如9-[4-(1-萘基)苯基]-10-(2-萘基)蒽(9-(4-(naphthalene-1-yl)phenyl)-10-(naphthalen-2-yl)anthracene),但不限于此。

针对红光oled,发光层中的掺杂物(dopant)可以为具有苝配位基(peryleneligands)、荧蒽配位基(fluorantheneligands)或二茚并配位基(periflantheneligands)的二价铱有机金属化合物,但不限于此。针对绿光oled,发光层中的掺杂物可以为二氨基芴(diaminofluorenes)、蒽二胺(diaminoanthracenes)或具有苯基吡啶配位基(phenylpyridineligands)的二价铱有机金属化合物,但不限于此。针对蓝光oled,发光层中的掺杂物可以为二氨基芴、蒽二胺、芘二胺(diaminopyrenes)或具有苯基吡啶配位基的二价铱有机金属化合物,但不限于此。藉由不同的主发光体材料,oled可发出红光、绿光或蓝光。

所述电子注入层可以一电子注入材料制成,例如8-氧代萘-1-基锂((8-oxidonaphthalen-1-yl)lithium(ii)),但不限于此。

所述第一电极可以为氧化铟锡电极(indium-dopedtinoxideelectrode),但不限于此。

所述第二电极的功函数(workfunction)低于第一电极的功函数。因此,第二电极可以是但不局限于铝电极、铟电极或镁电极。

本发明的其他目的、功效和技术特征,会以附图、实施例和比较例进行更详细的说明。

附图说明

图1是oled的侧视剖面图;以及

图2至图18分别为化合物1至17的氢核磁共振光谱图。

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例,进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

中间物a1的合成

中间物a1(intermediatea1)是用于制备一种新颖化合物,中间物a1可藉由下述合成机制a1中的步骤进行合成。

步骤1:合成中间物a1-1

混合86克(1.0当量)的3-溴二苯并[a,d]环庚烯-5-酮(3-bromodibenzo[a,d]cyclohepten-5-one,casno.3973-53-3)、106克(2.0当量)的n-溴代丁二酰亚胺(n-bromosuccinimide,nbs)和0.7克(0.01当量)的过氧化苯甲酰(benzylperoxide)于起始材料5倍体积的四氯化碳(carbontetrachloride,ccl4)中,并加热至65℃至70℃进行反应,在反应的过程中以高效液相层析仪(highperformanceliquidchromatography,hplc)进行监测;当反应完成后,过滤分离反应产生的沉淀物,并以甲醇冲洗再以再结晶的方式纯化,接着经浓缩和干燥后,获得123克的白色固体产物,产率为92.3%。

经场脱附质谱(fielddesorptionmassspectroscopy,fd-ms)分析确定,所述白色固体产物即为中间物a1-1。fd-ms分析结果:c15h9br3o,理论值444.94,检测值444.94。

步骤2:合成中间物a1

使中间物a1-1(1.0当量)溶于二甲基亚砜(dimethylsulfoxide,dmso)(相对于反应物w/v=1/3)中并加热至70℃,反应过程中以hplc监测,在反应完成后,以冰水急速冷却并将沉淀物过滤再以硅胶管柱层析纯化,可获得淡黄色固体产物中间物a1,产率为93%。经fd-ms分析确定,fd-ms分析的结果:c15h9bro,理论值285.14,检测值为285.14。

中间物a2的合成

中间物a2是用于制备一种新颖化合物,中间物a2是以类似于合成中间物a1的步骤1和步骤2所合成,其差异在于起始物3-溴二苯并[a,d]环庚烯-5-酮以2-溴二苯并[a,d]环庚烯-5-酮(casno.198707-82-3)代替,中间物a2的合成路径统整于合成机制a2中,在合成机制a2中所有中间物的分析方法皆同前述,分析结果列于表1。

中间物a3的合成

中间物a3是用于制备一种新颖化合物,中间物a3是以类似于合成中间物a1的步骤1和步骤2所合成,其差异在于起始物3-溴二苯并[a,d]环庚烯-5-酮以3,7-二溴二苯并[a,d]环庚烯-5-酮(3,7-dibromodibenzo[a,d]cyclohepten-5-one)(casno.226946-20-9)代替,中间物a3的合成路径统整于合成机制a3中,在合成机制a3中所有中间物的分析方法皆同前述,分析结果列于表1。

表1:中间物的化学结构式和产率以及以fd-ms分析所得的分子式和质量。

中间物a1至a3的修饰

除了中间物a1至a3之外,所属领域技术人员可更替合成机制a1至a3中的起始物,并以类似于合成机制a1至a3的合成路径合成出其他中间物,例如以下列出的中间物a4至a15:

中间物b1至b4的合成

中间物b1至b4是以1-氟-2-硝基苯(1-fluoro-2-nitrobenzene)与苯酚衍生物(ar1-oh,即反应物an)反应而得,中间物bn的合成路径如合成机制b-1所示。在合成机制b-1中,「反应物an(reactantan)」选自表2-1中反应物a1至a4中的任一者,「中间物bn(intermediatebn)」选自于包括前述中间物b1至b4的群组中的任一者。

根据合成机制b-1,所述中间物b1至b4是依以下步骤1至3所合成。

步骤1:中间物bn-1的合成

将1.0当量的苯酚衍生物(反应物an)、50克(1当量)的1-氟-2-硝基苯和230.9克(2当量)的碳酸铯(cs2co3)混合于2080毫升的0.17体积摩尔浓度(m)的二甲基甲酰胺(dmf)中,并于90℃的氩气环境下搅拌,再以水冷却、醋酸乙酯萃取、硫酸镁干燥再接续于过滤后在低压环境下浓缩,将粗产物以硅胶管柱层析纯化,以fd-ms分析确定为中间物bn-1;以b1-1为例,fd-ms的分析结果为c12h9no3,理论分子量为215.2,测量分子量为215.2。

步骤2:中间物bn-2的合成

将1.0当量的中间物bn-1和10克的5%的钯碳催化剂(pd/c、0.015当量)加入680毫升、0.5m的乙醇中于70℃下搅拌,将31.6克(2.0当量)的水合肼(hydrazinemonohydrate)缓慢加入溶液中,待反应完成后以硅藻土垫过滤并于低压环境下浓缩获得产物,所述产物经fd-ms分析确定为中间物bn-2。以b1-2为例,fd-ms的分析结果为c12h11no,理论分子量为185.22,测量分子量为185.22。

步骤3:中间物bn的合成

将1.0当量的中间物bn-2和172.5克(3.0当量)的对甲苯磺酸水合物(ptsa*h2o)混合于224毫升的1.3m的乙腈(acn)溶液中以冰浴降温至5℃,将41.7克(2当量)的亚硝酸钠(nano2)溶于240毫升水中并逐滴加入,于滴加完成后继续维持5℃的冰浴1小时,将反应完的重氮盐水溶液以溶有100g(2当量)碘化钾(ki)的300毫升水溶液处理,接着,以醋酸乙酯萃取,在合并有机相后以10%亚硫酸钠水溶液洗涤并以硫酸钠干燥,再于低压环境下过滤获得粗产物,粗产物经过硅胶管柱层析纯化后获得中间物bn。用以合成中间物bn(尤其指中间物b1至b4)的反应物an的化学结构式以及中间物bn-1、bn-2和bn的化学结构式与产率列于表2-1中,中间物b1至b4皆以fd-ms分析确定,并以将分析结果列于表2-1中。

表2-1:用以合成中间物b1至b4的反应物an以及中间物b1至b4的化学结构式、产率和以fd-ms分析的分子式与质量。

中间物b5至b8的合成

与中间物b1至b4不同,中间物b5至b8是由2-溴苯硫酚(2-bromobenznenthiol)和芳基碘衍生物(aryliodide)反应合成,因此,中间物bn可以另一个合成机制b-2来合成,在合成机制b-2中,「反应物an」可以是表2-2中的反应物a5至a8中的任一者或其相似物,「中间物bn」可以是中间物b5至b8中的任一者。

根据合成机制b-2,0.5%当量的三(二亚苄基丙酮)二钯(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium,pd2(dba)3)、0.01当量的二(2-二苯基邻苯基)醚(bis(2-diphenylphosphinophenyl)ether,dpephos)、1.5当量的叔丁醇钠(sodiumtert-butoxide,na-otbu)加入螺口小瓶中、接着将甲苯(toluene)和搅拌子加入所述螺口小瓶,再加入1.05当量的2-溴苯硫酚和1.0当量的芳基碘衍生物(反应物an);再密封所述螺口小瓶后于100℃加热搅拌1小时获得粗产物,再将粗产物以硅藻土垫过滤后浓缩,接着以庚烷作为洗提液于一短硅胶管柱中纯化而获得中间物bn。用以合成中间物bn(尤其指中间物b5至b8)的反应物an的化学结构式以及中间物bn的化学结构式与产率列于表2-2中,中间物b5至b8皆以fd-ms分析确定,并以将分析结果列于表2-2中。

表2-2:用以合成中间物b5至b8的反应物an以及中间物b5至b8的化学结构式、产率和以fd-ms分析的分子式与质量。

中间物b1至b4的修饰

除了中间物b1至b4之外,所属领域技术人员可选用任何除了1-氟-2-硝基苯的卤基硝基苯(halonitrobenzene)以及除了反应物a1至a4外的其余苯酚衍生物作为反应物,并以类似于合成机制b-1的步骤来合成其他中间物bn,例如下列中间物b9至b20:

中间物b5至b8的修饰

除了中间物b5至b8之外,所属领域技术人员可选用任何除了2-溴苯硫酚的卤苯硫酚(halobenzenethiol)以及除了反应物a5至a8外的其余芳基碘衍生物作为反应物an,并以类似于合成机制b-2的步骤来合成其他中间物bn,例如下列中间物b21至b36:

中间物cn的合成

前述中间物b1至b36(intermediatebn),尤其是中间物b1至b8,可进一步用于合成中间物cn(intermediatecn),中间物cn的合成路径如合成机制c-1所示。在合成机制c-1中,「中间物an」(intermediatean)选自于包括中间物a1至a15及其相似物的群组中的任一者,「中间物bn」选自于包括中间物b1至b36及其相似物的群组中的任一者,「中间物cn」选自于表3-1中包括中间物c1至c10及其相似物的群组中的任一者;中间物c1至c10分别以下述步骤所合成。

步骤1:中间物cn-1的合成

1.0当量的中间物bn溶于120毫升的0.4m的无水四氢呋喃(thf),降温至-78℃后缓慢加入正丁基锂(n-butyllithium,n-buli)(2.5m,1.0当量)形成反应溶液并搅拌1小时。接着,将中间物an(0.7当量)加入反应溶液中于25℃下再搅拌3小时,待反应完成后,以饱和氯化铵水溶液冷却该反应溶液,再以有机溶剂萃取使有机相分离,于浓缩后使用石油醚再结晶以获得白色固体产物。

所述白色固体产物经fd-ms进行分析确定,各中间物c1至c12的化学结构式、产率以及经fd-ms分析确定的分子式和质量列于表3-1。

步骤2:中间物cn的合成

混合1当量的中间物cn-1、醋酸(hoac)(相较于反应物,w/v=1/3)和5滴硫酸(h2so4)并在110℃下搅拌6小时,接着于低压环境下去除溶剂,于管柱层析纯化后以甲苯再结晶最后获得白色固体产物。

表3-1:合成中间物c1至c10使用的中间物an和bn;中间物cn-1的化学结构式;中间物cn的化学结构式和产率以fd-ms测得的质量和分子式。

中间物c1至c10的修饰

除了中间物c1至c10之外,所属领域技术人员可选用任何除了中间物a1至a3外的中间物an和任何除了中间物b1至b8外的中间物bn,根据合成机制c-1来合成中间物cn,例如但不限于下列中间物c11至c50:

中间物cn-b的合成

前述中间物cn可藉由铃木硼基化反应(miyauraborylationreaction)进一步修饰为中间物cn-b,「中间物cn-b」是将中间物cn(intermediatecn)的溴基取代为频那醇硼基((pinacolato)borongroup),中间物cn-b可藉由下述合成机制c1-b中的合成路径合成。

1.2当量的联硼酸频那醇酯(bis(pinacolato)diboron)、1.0当量的中间物cn、0.015当量的[1,1-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯[1,1-bis(diphenylphosphino)-ferrocenedichloropalladium(ii),pdcl2(dppf)]和3.0当量的醋酸钾(koac)于在0.3m的无水1,4-二恶烷(1,4-dioxane)中形成混合溶液,并在110℃的氮气环境下搅拌8小时,待冷却至室温后,于低压环境下去除溶剂,并将残余物以管柱层析纯化获得淡黄色产物。

该淡黄色产物的化学结构式和产率以及以fd-ms分析的分子式和质量结果列于表3-2中。

表3-2:合成中间物cn-b使用的中间物cn以及中间物cn-b的化学结构式和产率以及以fd-ms分析而得的分子式和质量。

中间物cn-b的修饰

除了上述中间物cn和cn-b之外,所属领域技术人员可任选自前述中间物cn所构成的群组中的任一者,并以类似于合成机制c1-b的方式对任一中间物cn进行铃木硼基化反应以合成中间物cn-b。

新颖化合物的合成

各中间物cn和cn-b可分别与不同的反应物合成出新颖化合物(claimedcompound),新颖化合物可藉由下述合成机制i中的步骤进行合成。合成机制i中,「反应物bn」(reactantbn)选自于表4中包括反应物b1至b30的群组中的任一者;「中间物c」(intermediatec)选自于前述包括中间物cn、中间物cn-b及其相似物构成的群组中的任一者。

表4:反应物b1至b30的化学结构式和cas编号。

1.0当量的中间物c、0.01当量的醋酸钯((pd(oac)2)、0.04当量的2-(二环己基磷基)联苯(dicyclohexylphosphine(2-biphenyl),p(cy)2(2-biph))、甲苯/乙醇(0.5m、v/v=10/1)、3.0m的碳酸钾水溶液(k2co3)和2.1当量的反应物bn形成的混合液于氮气环境下在100℃的温度下回流12小时,反应完全后,将水和甲苯加入前述溶液中,接着,使用溶剂将有机相萃取出来并以硫酸钠干燥,于低压环境下使溶剂挥发后利用硅胶管柱层析纯化剩余物,并以甲苯再结晶获得白色固体产物即为所述新颖化合物。

用以合成化合物1至17的反应物bn和中间物cn列于表5中,各化合物1至17分别以氢核磁共振光谱仪(h1-nmr)和fd-ms分析确定,各化合物1至17的氢核磁共振光谱图依序为图2至图18,且化合物1至17的化学结构式、产率、分子式和质量列于表5中。

表5:合成化合物1至17使用的反应物bn和中间物c以及化合物1至17的化学结构式、产率、分子式和以fd-ms分析而得的质量。

化合物1至17的修饰

除了前述化合物1至17之外,所属领域技术人员可更替不同的中间物c(即中间物cn或cn-b)和反应物bn,并以类似于合成机制i的合成路径合成出其他新颖化合物。oled装置的制备

将涂布有厚的氧化铟锡(ito)层的玻璃基板(以下简称为ito基板)置于含有洗洁剂(厂牌:fischerco.)的蒸馏水(以milliporeco.公司的滤器过滤二次而得的蒸馏水)中,并以超声波震荡30分钟;更换蒸馏水后再以超声波震荡10分钟以洗净所述ito基板,并重复上述洗净步骤一次;洗净后,将前述ito基板以异丙醇、丙酮和甲醇以超声波震荡洗净,并使之干燥;接着,将所述ito基板置于电浆表面清洁机内,并以氧电浆清洁所述ito基板5分钟,再将清洁后的所述ito基板置于真空蒸镀机内。

之后,将真空蒸镀机的真空度维持在1x10-6torr至3x10-7torr,并于所述ito基板上依序沉积各种有机材料和金属材料,并获得实施例1至35(e1至e35)的oled装置以及比较例1至6(c1至c6)的oled装置。于此,所述ito基板上依序沉积有一第一电洞注入层(hil-1)、一第二电洞注入层(hil-2)、一电洞传输层(htl)、一蓝/绿/红发光层(bel/gel/rel)、一电子传输层(etl)、一电子注入层(eil)和阴极(cthd)。

在上述oled装置的各层中,hi是用于形成hil-1和hil-2的材料;hi-d是用于形成hil-1的材料;ht是用于形成htl的材料;本发明的新颖化合物和商用的电子传输材料(bcp和tpbi)是用于形成etl的材料;liq是用于形成etl和eil的材料;rh/gh/bh分别为形成rel/gel/bel的基质材料;rd/gd/bd可作为rel/gel/bel的掺杂物。

实施例的oled装置和比较例的oled装置的主要差异为:比较例的oled装置中etl是以bcp或tpbi制成,实施例的oeld装置中etl是以列于表5的新颖化合物所制成。所述商用材料的详细化学结构式列于表6。

表6:使用于oled装置中商用材料的化学结构式。

红光oled装置的制备

红光oled装置包括多层有机层,各有机层依序沉积于所述ito基板上,所述各有机层的材料和厚度分别列于表7中。

表7:红光oled装置中各有机层的涂布顺序、名称、材料和厚度。

绿光oled装置的制备

绿光oled装置包括多层有机层,各有机层依序沉积于所述ito基板上,所述各有机层的材料和厚度分别列于表8中。

表8:绿光oled装置中各有机层的涂布顺序、名称、材料和厚度。

蓝光oled装置的制备

蓝光oled装置包括多层有机层,各有机层依序沉积于所述ito基板上,所述各有机层的材料和厚度分别列于表9中。

表9:蓝光oled装置中各有机层的涂布顺序、名称、材料和厚度。

oled装置的效能

为了评估oled装置的效能,分别将红光、绿光和蓝光oled装置连接于电源供应器(厂牌:keithley;型号:2400),并以pr650的光度计检测,所测得的色度以为国际照明委员会(commissioninternationaledel’eclairage1931,cie)制定的色度座标(colorcoordinate(x,y))示之,检测结果列于下表10中。其中,蓝光和红光的oled装置是在1000尼特(1nit=1cd/m2)的亮度下检测;绿光的oled装置是在3000尼特的亮度下检测。

实施例1至35和比较例1至6中oled装置的etl材料和特征表现列于下表10中。

表10:实施例1至35和比较例1至6中oled装置的etl材料、颜色与cie、驱动电压、电流效率和外部量子效率。

根据表10的结果,相较于用于商业上oled的材料,本发明藉由添加化合物1至15于电子传输层中,可降低红光、绿光或蓝光oled装置的驱动电压并改善电流效率,证实本发明的新颖化合物适用添加于各色oled装置中,并可达到降低驱动电压和改善电流效率的功效。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为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内。

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