杂环化合物和包含其的有机发光元件的制作方法

本申请要求于2018年2月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0013363号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及杂环化合物和包含其的有机发光器件。

背景技术：

有机发光现象通常是指使用有机材料将电能转换成光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件一般具有包括阳极、阴极和介于其间的有机材料层的结构。在本文中，为了提高有机发光器件的效率和稳定性，有机材料层通常形成呈由不同材料形成的多层结构，例如，可以由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。当在这样的有机发光器件结构中的两个电极之间施加电压时，空穴和电子分别从阳极和阴极注入至有机材料层，当注入的空穴和电子相遇时，形成激子，并且当这些激子落回至基态时发光。

持续需要开发用于这样的有机发光器件的新材料。

现有技术文献

(专利文献1)国际专利申请特许公开第2003-012890号。

技术实现要素：

技术问题

本说明书旨在提供杂环化合物和包含其的有机发光器件。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的杂环化合物。

[化学式1]

在化学式1中，

x1为cr1或n，x2为cr2或n，x3为cr3或n，x4为cr4或n，y1为cr5或n，y2为cr6或n，y3为cr7或n，y4为cr8或n，z1为cr9或n，z2为cr10或n，z3为cr11或n，以及z4为cr12或n，其中x1至x4、y1至y4和z1至z4不同时为n，以及

r1至r12中的至少一者为由以下化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、氰基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基氧化膦基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，或者相邻基团彼此键合形成经取代或未经取代的环，

[化学式2]

在化学式2中，

a1为o、s或se，

l1为直接键；经取代或未经取代的亚芳基；或者经取代或未经取代的亚杂芳基，

ar1和ar2中的至少一者为经取代或未经取代的烷基，并且余者为经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂芳基，以及

为与化学式1键合的位点。

本说明书的另一个实施方案提供了有机发光器件，其包括：第一电极；设置成与第一电极相对的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的一个或更多个有机材料层，其中有机材料层的一个或更多个层包含由化学式1表示的杂环化合物。

有益效果

包含根据本说明书的化学式1的杂环化合物作为有机材料层的材料的有机发光器件具有低驱动电压、高效率和/或长寿命特性的特性。

附图说明

图1是示出根据本说明书的一个实施方案的有机发光器件10的图。

图2是示出根据本说明书的另一个实施方案的有机发光器件11的图。

10、11：有机发光器件

20：基底

30：第一电极

40：发光层

50：第二电极

60：空穴注入层

70：空穴传输层

80：电子传输层

90：电子注入层

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本说明书。

本说明书的一个实施方案提供了由化学式1表示的杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案的化学式1的杂环化合物具有包含两个或更多个n的5元或更多元的杂环化合物作为核心，并且包含其中ar1和ar2中的至少一者为经取代或未经取代的烷基的化学式2作为取代基，因此，使用其作为有机材料层的有机发光器件具有低驱动电压、高效率和/或长寿命的特性。

在本说明书中，某个部分“包含”某些成分的描述意指能够还包含其他组成部分，并且除非特别相反地说明，否则不排除其他组成部分。

在本说明书中，一个构件放置在另一构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一构件的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。

下面描述本说明书中的取代基的实例，然而，取代基不限于此。

术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变成另一取代基，并且取代的位置没有限制，只要其为氢原子被取代的位置(即，取代基可以取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代基取代时，两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。

在本说明书中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个、两个或更多个取代基取代：氘、卤素基团、氰基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羰基、醚基、酯基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基、经取代或未经取代的芳基、以及经取代或未经取代的杂芳基，或者被以上示出的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以包括联苯基。换言之，联苯基可以为芳基，或者被解释为两个苯基相连接的取代基。

在本说明书中，意指与其他取代基或键合位点键合的位点。

在本说明书中，卤素基团可以包括氟、氯、溴或碘。

在本说明书中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限制，但是优选为1至30。具体地，可以包括具有如下结构的化合物，但是，酰亚胺基不限于此。

在本说明书中，在酰胺基中，酰胺基的氮可以经具有1至30个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，可以包括具有以下结构式的化合物，但是，酰胺基不限于此。

在本说明书中，羰基的碳原子数没有特别限制，但是优选为1至30。具体地，可以包括具有如下结构的化合物，但是，羰基不限于此。

在本说明书中，在酯基中，酯基的氧可以经具有1至25个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，可以包括具有以下结构式的化合物，但是，酯基不限于此。

在本说明书中，在醚基中，醚基的氧可以经具有1至25个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，可以包括具有以下结构式的化合物，但是，醚基不限于此。

在本说明书中，烷基可以为线性或支化的，并且虽然不特别限于此，但是碳原子数优选为1至30。其具体实例包括：甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。

在本说明书中，环烷基没有特别限制，但是优选具有3至30个碳原子。其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。

在本说明书中，烷氧基可以是线性、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但是优选为1至30。其具体实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙基氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。

在本说明书中，胺基可以选自：-nh2；烷基胺基；n-烷基芳基胺基；芳基胺基；n-芳基杂芳基胺基；n-烷基杂芳基胺基和杂芳基胺基，并且虽然不特别限于此，但是碳原子数优选为1至30。胺基的具体实例可以包括甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、二甲苯基胺基、n-苯基甲苯基胺基、三苯基胺基、n-苯基联苯基胺基、n-苯基萘基胺基、n-联苯基萘基胺基、n-萘基芴基胺基、n-苯基菲基胺基、n-联苯基菲基胺基、n-苯基芴基胺基、n-苯基三联苯基胺基、n-菲基芴基胺基、n-联苯基芴基胺基等，但不限于此。

在本说明书中，n-烷基芳基胺基意指其中胺基的n经烷基和芳基取代的胺基。

在本说明书中，n-芳基杂芳基胺基意指其中胺基的n经芳基和杂芳基取代的胺基。

在本说明书中，n-烷基杂芳基胺基意指其中胺基的n经烷基和杂芳基取代的胺基。

在本说明书中，烷基胺基的实例包括经取代或未经取代的单烷基胺基、或者经取代或未经取代的二烷基胺基。烷基胺基中的烷基可以是线性或支化烷基。包含两个或更多个烷基的烷基胺基可以包含线性烷基、支化烷基、或者线性烷基和支化烷基二者。例如，烷基胺基中的烷基可以选自上述烷基的实例。

在本说明书中，n-烷基芳基胺基、烷基硫基、烷基磺酰基和n-烷基杂芳基胺基中的烷基与上述烷基的实例相同。具体地，烷基硫基可以包括甲基硫基、乙基硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基等，烷基磺酰基可以包括甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基等，然而，烷基硫基和烷基磺酰基不限于此。

在本说明书中，烯基可以为线性或支化的，并且虽然不特别限于此，但是碳原子数优选为2至30。其具体实例可以包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等，但不限于此。

在本说明书中，甲硅烷基的具体实例可以包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。

在本说明书中，硼基可以为-br100r101，r100和r101彼此相同或不同，并且可以各自独立地选自氢；氘；卤素；氰基；经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的单环或多环环烷基；经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的线性或支化烷基；经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的单环或多环芳基；以及经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的单环或多环杂芳基。

在本说明书中，氧化膦基的实例可以具体包括烷基氧化膦基、芳基氧化膦基等，并且更具体地包括二苯基氧化膦基、二萘基氧化膦基等，但不限于此。

在本说明书中，芳基没有特别限制，但是优选具有6至30个碳原子，并且芳基可以是单环或多环的。

当芳基为单环芳基时，碳原子数没有特别限制，但是优选为6至30。单环芳基的具体实例可以包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。

当芳基为多环芳基时，碳原子数没有特别限制，但是优选为10至30。多环芳基的具体实例可以包括萘基、蒽基、菲基、三亚苯基、芘基、非那烯基、苝基、基、芴基等，但不限于此。

在本说明书中，芴基可以为经取代的，并且相邻基团可以彼此键合形成环。

当芴基为经取代的时，可以包括等。然而，结构不限于此。

在本说明书中，“相邻”基团可以意指对与经相应取代基取代的原子直接连接的原子进行取代的取代基、位于空间上最接近相应取代基的取代基、或者对经相应取代基取代的原子进行取代的另一取代基。例如，在苯环的邻位上取代的两个取代基和在脂族环中对同一碳进行取代的两个取代基可以解释为彼此“相邻”的基团。

在本说明书中，芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基、n-芳基烷基胺基、n-芳基杂芳基胺基和芳基膦基中的芳基与上述芳基的实例相同。芳氧基的具体实例可以包括苯氧基、对甲苯氧基、间甲苯氧基、3,5-二甲基-苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-联苯氧基、4-联苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲基-1-萘氧基、5-甲基-2-萘氧基、1-蒽氧基、2-蒽氧基、9-蒽氧基、1-菲氧基、3-菲氧基、9-菲氧基等。芳基硫基的具体实例可以包括苯基硫基、2-甲基苯基硫基、4-叔丁基苯基硫基等，芳基磺酰基的具体实例可以包括苯磺酰基，对甲苯磺酰基等。然而，芳氧基、芳基硫基和芳基磺酰基不限于此。

在本说明书中，芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、或者经取代或未经取代的二芳基胺基。芳基胺基中的芳基可以是单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基胺基可以包含单环芳基、多环芳基、或者单环芳基和多环芳基二者。例如，芳基胺基中的芳基可以选自上述芳基的实例。

在本说明书中，杂芳基是包含一个或更多个非碳的原子(即杂原子)的基团，并且具体地，杂原子可以包括选自o、n、se、s等中的一种或更多种原子。碳原子数没有特别限制，但是优选为2至30，杂芳基可以是单环或多环的。杂环基的实例可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲啶基、菲啶基、菲咯啉基、异唑基、噻二唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。

在本说明书中，杂芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单杂芳基胺基、或者经取代或未经取代的二杂芳基胺基。包含两个或更多个杂芳基的杂芳基胺基可以包含单环杂芳基、多环杂芳基、或者单环杂芳基和多环杂芳基二者。例如，杂芳基胺基中的杂芳基可以选自上述杂芳基的实例。

在本说明书中，n-芳基杂芳基胺基和n-烷基杂芳基胺基中的杂芳基的实例与上述杂芳基的实例相同。

在本说明书中，亚芳基意指具有两个键合位点的芳基，即二价基团。以上提供的对芳基的描述可以应用于亚芳基，不同之处在于亚芳基各自为二价基团。

在本说明书中，亚杂芳基意指具有两个键合位点的杂芳基，即二价基团。以上提供的对杂芳基的描述可以应用于亚杂芳基，不同之处在于亚杂芳基各自为二价基团。

在本说明书中，通过相邻基团彼此键合而形成的经取代或未经取代的环中的“环”意指经取代或未经取代的烃环；或者经取代或未经取代的杂环。

在本说明书中，烃环可以为芳族环、脂族环、或者芳族和脂族的稠环，并且可以选自环烷基或芳基的实例，不同之处在于烃环不是一价的。

在在本说明书中，芳族环可以是单环或多环的，并且可以选自芳基的实例，不同之处在于芳族环不是一价的。

在本说明书中，杂环包含一个或更多个非碳的原子(即杂原子)，并且具体地，杂原子可以包括选自o、n、se、s等中的一种或更多种原子。杂环可以是单环或多环、芳族环、脂族环、或者芳族和脂族的稠环，并且可以选自杂芳基或杂环基的实例，不同之处在于杂环不是一价的。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，x1为cr1，x2为cr2，x3为cr3，x4为cr4，y1为cr5，y2为cr6，y3为cr7，y4为cr8，z1为cr9，z2为cr10，z3为cr11，以及z4为cr12。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-1表示。

[化学式1-1]

在化学式1-1中，

r1至r12具有与化学式1中相同的限定。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-2表示。

[化学式1-2]

在化学式1-2中，

a11、a21和a31彼此相同或不同，并且各自独立地为o、s或se，

l11、l21和l31彼此相同或不同，并且各自独立地为直接键；经取代或未经取代的亚芳基；或者经取代或未经取代的亚杂芳基，

ar11和ar12中的至少一者为经取代或未经取代的烷基，并且其他的为经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂芳基，

ar21和ar22中的至少一者为经取代或未经取代的烷基，并且其他的为经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂芳基，

ar31和ar32中的至少一者为经取代或未经取代的烷基，并且其他的为经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂芳基，

r101至r103彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、氰基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基氧化膦基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，或者相邻基团彼此键合形成经取代或未经取代的环，

a、b和c各自为0至4的整数，

a+b+c为1≤a+b+c≤12，

r101、r102和r103各自为0至4的整数，

当r101为2或更大时，两个或更多个r101彼此相同或不同，

当r102为2或更大时，两个或更多个r102彼此相同或不同，

当r103为2或更大时，两个或更多个r103彼此相同或不同，

当a为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同，

当b为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同，以及

当c为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；环烷基；芳基氧化膦基；未经取代或者经氰基或取代有卤素基团的烷基取代的芳基；或杂芳基，或者相邻基团彼此键合形成未经取代或经芳基取代的芳族烃环、或杂环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、环己基、二苯基氧化膦基、未经取代或者经氰基或取代有卤素基团的烷基取代的苯基、萘基、菲基、三亚苯基、吡啶基、咔唑基、或二苯并呋喃基，或者相邻基团彼此键合形成未经取代或经芳基取代的苯环、或吡啶环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、环己基、二苯基氧化膦基、未经取代或者经氰基或三氟甲基取代的苯基、萘基、菲基、三亚苯基、吡啶基、咔唑基、或二苯并呋喃基，或者相邻基团彼此键合形成未经取代或经苯基取代的苯环、或吡啶环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；环烷基；芳基氧化膦基；未经取代或者经氰基或取代有卤素基团的烷基取代的芳基；或杂芳基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；环己基；二苯基氧化膦基；未经取代或者经氰基或取代有卤素基团的烷基取代的苯基；萘基；菲基；三亚苯基；吡啶基；咔唑基；或二苯并呋喃基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的至少一者为由化学式2表示的基团，并且余者彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；环己基；二苯基氧化膦基；未经取代或者经氰基或三氟甲基取代的苯基；萘基；菲基；三亚苯基；吡啶基；咔唑基；或二苯并呋喃基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的相邻基团彼此键合形成未经取代或经芳基取代的芳族烃环；或杂环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的相邻基团彼此键合形成未经取代或经芳基取代的苯环；或吡啶环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，r1至r12中的相邻基团彼此键合形成未经取代或经苯基取代的苯环；或吡啶环。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，l1为直接键；亚芳基；或亚杂芳基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，l1为直接键；亚苯基；亚联苯基；亚萘基；二价芘基；亚吡啶基；或亚嘧啶基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，a1为o。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，a1为s。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，a1为se。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，ar1和ar2中的至少一者为烷基，并且余者为未经取代或者经烷基或芳基取代的芳基；或杂芳基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，ar1和ar2中的至少一者为甲基；乙基；正丙基；异丙基；或叔丁基，并且余者为未经取代或经芳基取代的苯基；联苯基；萘基；未经取代或经烷基取代的芴基；或吡啶基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，ar1和ar2中的至少一者为甲基；乙基；正丙基；异丙基；或叔丁基，并且余者为未经取代或经苯基取代的苯基；联苯基；萘基；未经取代或经甲基取代的芴基；或吡啶基。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1选自以下化合物。

本说明书的一个实施方案提供了包含上述杂环化合物的有机发光器件。

根据本说明书的一个实施方案，有机发光器件包括：第一电极；设置成与第一电极相对的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的一个或更多个有机材料层，其中有机材料层中的一个或更多个层包含由化学式1表示的杂环化合物。

本说明书的有机发光器件的有机材料层可以形成为单层结构，但是也可以形成为其中层合有两个或更多个有机材料层的多层结构。例如，本公开内容的有机发光器件可以具有包括空穴注入层、空穴传输层、空穴控制层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子控制层、电子传输层、电子注入层等作为有机材料层的结构。然而，有机发光器件的结构不限于此，并且可以包括更少数量的有机材料层。

例如，本说明书的有机发光器件可以具有如图1和图2所示的结构，然而，结构不限于此。

图1示出了其中第一电极30、发光层40和第二电极50连续地层合在基底20上的有机发光器件10的结构。图1是根据本说明书的一个实施方案的有机发光器件的示例性结构，并且还可以包括其他有机材料层。

图2示出了其中第一电极30、空穴注入层60、空穴传输层70、发光层40、电子传输层80、电子注入层90和第二电极50连续地层合在基底20上的有机发光器件的结构。图2是根据本说明书的一个实施方案的有机发光器件的示例性结构，并且还可以包括其他有机材料层。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子传输和电子注入的层，并且电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子传输和电子注入的层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括电子传输层，并且电子传输层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括电子注入层，并且电子注入层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括同时进行电子传输和电子注入的层，并且同时进行电子传输和电子注入的层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括空穴阻挡层，并且空穴阻挡层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，有机材料层包括电子控制层，并且电子控制层包含所述杂环化合物。

根据本说明书的一个实施方案，除包含由化学式1表示的杂环化合物的有机材料层之外，有机材料层还包括包含含有芳基氨基、咔唑基或苯并咔唑基的化合物的空穴注入层或空穴传输层。

本说明书的有机发光器件可以使用本领域已知的材料和方法来制造，不同之处在于有机材料层的多个层中的一者包含本说明书的杂环化合物，即由化学式1表示的杂环化合物。

当有机发光器件包括复数个有机材料层时，有机材料层可以由相同的材料或由不同的材料形成。

例如，本说明书的有机发光器件可以通过在基底上连续地层合第一电极、有机材料层和第二电极来制造。在此，有机发光器件可以通过以下来制造：通过使用物理气相沉积(pvd)法(例如溅射法或电子束蒸镀法)沉积金属、具有导电性的金属氧化物、或其合金在基底上形成第一电极，在第一电极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层，然后在有机材料层上沉积可用作第二电极的材料。除该方法之外，有机发光器件可以通过在基底上连续地沉积阴极材料、有机材料层和第一电极材料来制造。此外，在制造有机发光器件时，可以使用溶液涂覆法和真空沉积法将由化学式1表示的杂环化合物形成为有机材料层。本文中，溶液涂覆法意指旋涂、浸涂、刮刀涂覆、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂法、辊涂等，但不限于此。

除这样的方法之外，有机发光器件还可以通过在基底上连续地沉积阴极材料、有机材料层和阳极材料来制造(国际专利申请特许公开第2003/012890号)。然而，制造方法不限于此。

根据本说明书的一个实施方案，第一电极为阳极，第二电极是阴极。

根据本说明书的另一个实施方案，第一电极为阴极，第二电极为阳极。

作为阳极材料，通常优选具有大功函数的材料，使得空穴顺利地注入至有机材料层。在本公开内容中可用的阳极材料的具体实例包括：金属，例如钒、铬、铜、锌和金，或其合金；金属氧化物，例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ito)和氧化铟锌(izo)；金属和氧化物的组合，例如zno:al或sno2:sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](pedot)、聚吡咯和聚苯胺，但不限于此。

作为阴极材料，通常优选具有小功函数的材料使得电子顺利地注入至有机材料层。阴极材料的具体实例包括金属例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅，或其合金；多层结构材料，例如lif/al、lio2/al或mg/ag；等等，但不限于此。

空穴注入层是注入来自电极的空穴的层，并且空穴注入材料优选为这样的化合物：其具有传输空穴的能力，因此具有注入阳极中的空穴效应，对于发光层或发光材料具有优异的空穴注入效应，防止发光层中产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料，并且除此之外还具有优异的薄膜形成能力。空穴注入材料的最高占据分子轨道(homo)优选在阳极材料的功函数与周围有机材料层的homo之间。空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、基于芳基胺的有机材料、基于六腈六氮杂苯并菲的有机材料、基于喹吖啶酮的有机材料、基于苝的有机材料、蒽醌、以及基于聚苯胺和基于聚噻吩的导电聚合物等，但不限于此。

空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层，并且作为空穴传输材料，能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴，将空穴移动至发光层，并且对空穴具有高迁移率的材料是合适的。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、同时具有共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等，但不限于此。

电子阻挡层是防止由电子注入层注入的电子在通过发光层之后进入空穴注入层的层，从而能够提高器件的寿命和效率，并且在必要时可以使用已知材料形成在发光层与空穴注入层之间的适当位置。

发光层的发光材料是能够通过接收分别来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子，并使空穴和电子结合而发出可见光区域的光的材料，并且优选对荧光或磷光具有良好的量子效率的材料。其具体实例包括8-羟基喹啉铝配合物(alq3)；咔唑系列化合物；二聚苯乙烯基化合物；balq；10-羟基苯并喹啉金属化合物；苯并唑，苯并噻唑和苯并咪唑系列化合物；聚(对亚苯基亚乙烯基)(ppv)系列聚合物；螺环化合物；聚芴；红荧烯等，但不限于此。

发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料可以包括稠合的芳族环衍生物、含杂环的化合物等。具体地，作为稠合的芳族环衍生物，可以包括蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等，并且作为含杂环的化合物，可以包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯子型呋喃化合物、嘧啶衍生物等，然而，主体材料不限于此。

掺杂剂材料可以包括芳族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体地，芳族胺衍生物是具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳族环衍生物，并且可以包括含有芳基氨基的芘、蒽、二茚并芘等。苯乙烯基胺化合物是这样的化合物：其中经取代或未经取代的芳基胺经至少一个芳基乙烯基取代，并且选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个、两个或更多个取代基可以是经取代或未经取代的。具体地，可以包括苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等，然而，苯乙烯基胺化合物不限于此。作为金属配合物，可以包括铱配合物、铂配合物等，然而，金属配合物不限于此。

电子传输层是接收来自电子注入层的电子并将电子传输至发光层的层，并且作为电子传输材料，能够有利地接收来自阴极的电子，使电子移动至发光层，并且具有高电子迁移率的材料是合适的。其具体实例包括：8-羟基喹啉的al配合物；包含alq3的配合物；有机自由基化合物；羟基黄酮-金属配合物；等等，但不限于此。电子传输层可以与本领域中使用的任何期望的阴极材料一起使用。特别地，合适的阴极材料的实例包括具有小功函数的常见材料，并且其中后接着铝层或银层。具体地，阴极材料包括铯、钡、钙、镱和钐，并且在每种情况下都后接铝层或银层。

电子注入层是注入来自电极的电子的层，并且作为电子注入材料，优选这样的化合物：其具有电子传输能力，具有注入来自阴极的电子的效应，对发光层或发光材料具有优异的电子注入效应，并且防止发光层中产生的激子移动至空穴注入层，并且除此之外还具有优异的薄膜形成能力。其具体实例包括芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等及其衍生物；金属配合物化合物；含氮5元环衍生物等，但不限于此。

金属配合物化合物包括8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、双(8-羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓等，但不限于此。

空穴阻挡层是防止由空穴注入层注入的空穴在通过发光层之后进入电子注入层的层，从而能够提高器件的寿命和效率，并且在必要时可以使用已知材料形成在发光层与电子注入层之间的适当位置中。

根据所使用的材料，根据本说明书的有机发光器件可以为顶部发射型、底部发射型或双发射型。

根据本说明书的一个实施方案，除有机发光器件之外，由化学式1表示的杂环化合物还可以包含在有机太阳能电池或有机晶体管中。

发明实施方式

在下文中，将参照实施例详细地描述本说明书。然而，根据本说明书的实施例可以被修改为各种其他形式，并且本说明书的范围不应被解释为限于以下描述的实施例。提供本说明书的实施为了向本领域普通技术人员更充分地描述本说明书。

制备例

制备例1.化合物1的制备

将化学式1a(15g，49.7mmol)、二甲基氧化膦(3.87g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物1(15g，产率88％)。

ms：[m+h]⁺＝344

制备例2.化合物2的制备

将化学式1b(15g，49.7mmol)、二甲基硫化膦(4.67g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物2(14g，产率78％)。

ms：[m+h]⁺＝360

制备例3.化合物3的制备

将化学式1c(15g，49.7mmol)、甲基-苯基氧化膦(6.96g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(1:1，500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物3(17g，产率84％)。

ms：[m+h]⁺＝406

制备例4.化合物4的制备

将化学式1d(15g，49.7mmol)、甲基-联苯氧化膦(6.96g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(1:1，500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物4(17g，产率84％)。

ms：[m+h]⁺＝406

制备例5.化合物5的制备

将化学式1c(15g，49.7mmol)、甲基-萘基氧化膦(9.44g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(1:1，500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物5(15g，产率66％)。

ms：[m+h]⁺＝456

制备例6.化合物6的制备

将化学式1e(15g，49.7mmol)、乙基-丙基氧化膦(5.96g，49.7mmol)和碳酸铯(cs2co3)(48.6g，149.1mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(1:1，500ml)中，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(1.35g，2.49mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物6(13g，产率68％)。

ms：[m+h]⁺＝386

制备例7.化合物7的制备

以与制备例2中相同的方式获得化合物7(18g，产率83％)，不同之处在于使用甲基-丙基膦硒代替二甲基硫化膦。

ms：[m+h]⁺＝435

制备例8.化合物8的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物8(21g，产率74％)，不同之处在于使用化学式2a代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝570

制备例9.化合物9的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物9(19g，产率81％)，不同之处在于使用化学式3a代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝470

制备例10.化合物10的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物10(19g，产率77％)，不同之处在于使用化学式2d代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝496

制备例11.化合物11的制备

以与制备例3中相同的方式获得化合物11(16g，产率67％)，不同之处在于使用化学式2e代替化学式1c。

ms：[m+h]⁺＝484

制备例12.化合物12的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物12(23g，产率74％)，不同之处在于使用化学式4a代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝622

制备例13.化合物13的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物13(15g，产率66％)，不同之处在于使用化学式2b代替化学式1a，并且使用甲基吡啶氧化膦代替二甲基氧化膦。

ms：[m+h]⁺＝457

制备例14.化合物14的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物14(19g，产率81％)，不同之处在于使用化学式3e代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝471

制备例15.化合物15的制备

将化学式1f(18.4g，49.7mmol)、二甲基氧化膦(17.9g，149.1mmol)和碳酸铯(cs2co3)(145.8g，447.3mmol)溶解在二烷-甲基吡咯烷酮(nmp)(1:1，1500ml)，并加热至130℃。在向其中添加镍催化剂(ni(dppp)cl2)(4.05g，7.47mmol)之后，将所得物回流4小时。将所得物冷却至室温，并除去水层。向有机层中引入硫酸镁(mgso4)，然后过滤。将滤液浓缩，然后使用柱色谱法纯化以获得化合物15(18g，产率73％)。

ms：[m+h]⁺＝496

制备例16.化合物16的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物16(17g，产率68％)，不同之处在于使用化学式4e代替化学式1a，并且使用二叔丁基氧化膦代替二甲基氧化膦。

ms：[m+h]⁺＝504

制备例17.化合物17的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物17(20g，产率71％)，不同之处在于使用化学式5e代替化学式1a。

ms：[m+h]⁺＝571

制备例18.化合物18的制备

以与制备例1中相同的方式获得化合物18(23g，产率75％)，不同之处在于使用化学式6e代替化学式1a，并且使用乙基-苯基氧化膦代替二甲基氧化膦。

ms：[m+h]⁺＝620

有机发光器件的制造

实施例1

将其上涂覆有厚度为的氧化铟锡(ito)作为薄膜的玻璃基底(康宁7059玻璃)放入溶解有分散剂的蒸馏水中，并进行超声波清洗。使用fischerco.的产品作为清洁剂，并且使用经由milliporeco.制造的过滤器过滤两次的蒸馏水作为蒸馏水。在对ito进行清洗30分钟之后，使用蒸馏水重复进行两次超声波清洗10分钟。在用蒸馏水清洗完成之后，将基底用异丙醇、丙酮和甲醇溶剂的以此顺序进行超声波清洗，然后干燥。

在如上制备的透明ito电极上，通过热真空沉积六腈六氮杂苯并菲至的厚度形成空穴注入层。在空穴注入层上真空沉积ht1(传输空穴的材料)之后，真空沉积主体h1和掺杂剂d1化合物至的厚度作为发光层。在发光层上，以1:1的重量比真空沉积制备例1中制备的化合物1和喹啉锂(liq)至的厚度以形成同时进行电子注入和传输的层。在电子注入和传输层上，通过连续地沉积氟化锂(lif)至的厚度和铝至的厚度形成阴极，从而制造有机发光器件。

在上述过程中，将有机材料的沉积速率保持在至将阴极的氟化锂和铝的沉积速率分别保持在和并且将沉积期间的真空度保持在2×10^-7托至5×10^-6托以制造有机发光器件。

实施例2

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物2代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例3

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物3代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例4

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物4代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例5

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物5代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例6

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物6代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例7

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物7代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例8

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物8代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例9

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物9代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例10

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物10代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例11

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物11代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例12

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物12代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例13

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物13代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例14

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物14代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例15

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物15代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例16

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物16代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例17

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物17代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

实施例18

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用化合物18代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

比较例1

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用以下化合物et1代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

比较例2

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用以下化合物et2代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

比较例3

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用以下化合物et3代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

比较例4

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用以下化合物et4代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

比较例5

以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用以下化合物et5代替化合物1作为同时进行电子注入和传输的层。

对器件的评估

对于实施例1至18和比较例1至比较例5的有机发光器件，在10ma/cm²的电流密度下测量驱动电压和发光效率，并在20ma/cm²的电流密度下测量与其初始亮度相比亮度降低至98％所花费的时间(lt98)。结果示于下表1中。

[表1]

在表1中，可以看出，根据本说明书的一个实施方案的化学式1包含其中ar1和ar2中的至少一者为经取代或未经取代的烷基的化学式2作为取代基，因此，与包含其中ar1和ar2为芳基的化合物作为同时进行电子注入和传输的层的比较例2至5的有机发光器件以及包含et1(现有化合物)的比较例1的有机发光器件相比，包含化学式1作为同时进行电子注入和传输的层的实施例1至18的有机发光器件具有较低的驱动电压、优异的电流效率和长寿命特性。