用于有机光电设备的化合物、用于有机光电设备的组合物、有机光电设备及显示设备

相关申请的引证

本申请要求于2020年2月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2020-0019835的优先权和权益，将其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及有机光电领域。

背景技术

有机光电设备(有机光电二极管)是能够将电能和光能相互转换的设备。

根据操作原理，有机光电设备可以大致分为两种类型。一种是通过将由光能形成的激子分离成电子和空穴，并且将电子和空穴分别转移至不同的电极来生成电能的光电设备，并且另一种是通过将电压或电流供应至电极来从电能生成光能的发光设备。

有机光电设备的实例包括有机光电元件、有机发光二极管、有机太阳能电池和有机感光鼓。

其中，由于对平板显示设备的需求日益增加，有机发光二极管(OLED)近年来备受关注。有机发光二极管是将电能转换成光的设备，并且有机发光二极管的性能受到在电极之间布置的有机材料的极大影响。

发明内容

一种实施方式提供了用于有机光电设备的化合物，该化合物能够实现高效率和长寿命的有机光电设备。

另一实施方式提供了用于有机光电设备的组合物，该组合物包含用于有机光电设备的化合物。

另一实施方式提供了有机光电设备，该有机光电设备包含用于有机光电设备的化合物或用于有机光电设备的组合物。

另一实施方式提供了包括有机光电设备的显示设备。

根据一种实施方式，提供了由化学式1表示的用于有机光电设备的化合物。

[化学式1]

在化学式1中，

Ar

L

L

R

根据另一实施方式，用于有机光电设备的组合物包含第一化合物和第二化合物，其中，第一化合物和第二化合物各自是上述用于有机光电设备的化合物，并且第一化合物和第二化合物彼此不同。

根据另一实施方式，有机光电设备包括彼此面对的阳极和阴极，以及在阳极与阴极之间的至少一个有机层，其中，有机层包含用于有机光电设备的化合物。

根据另一实施方式，提供了包括有机光电设备的显示设备。

可以实施高效率且长寿命的有机光电设备。

附图说明

图1和图2是各自示出根据实施方式的有机发光二极管的截面图。

具体实施方式

在下文中，详细描述本发明的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，本发明不限于此，并且本发明由权利要求的范围限定。

在本说明书中，当没有另外提供定义时，“取代”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、卤素、羟基、氨基、取代或未取代的C1至C30胺基、硝基、取代或未取代的C1至C40甲硅烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C1至C20烷氧基、C1至C10三氟烷基、氰基、或它们的组合替代。

在本发明的一个实施例中，“取代”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、或氰基替代。此外，在本发明的具体实施例中，“取代”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、C1至C20烷基、C6至C30芳基、或氰基替代。此外，在本发明的具体实施例中，“取代”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、C1至C5烷基、C6至C18芳基、或氰基替代。此外，在本发明的具体实施例中，“取代”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、氰基、甲基、乙基、丙酰基、丁基、苯基、联苯基、三联苯基、或萘基替代。

在本说明书中，当没有另外提供定义时，“杂”是指在一个官能团中包含选自N、O、S、P和Si、以及剩余的碳的一至三个杂原子。

在本说明书中，“芳基”是指包括至少一个烃芳香族部分的基团，并且可以包括其中烃芳香族部分的所有元素具有形成共轭的p-轨道的基团，例如苯基、萘基等，其中两个或更多个烃芳香族部分可以是通过σ键连接的基团，例如联苯基、三联苯基、四联苯基等，以及其中两个或更多个烃芳香族部分直接或间接稠合以提供非芳香族稠环的基团，例如芴基等。

芳基可以包括单环、多环或稠环多环(即，共享相邻的碳原子对的环)官能团。

在本说明书中，“杂环基”是杂芳基的一般概念，并且可以包括在环状化合物(诸如，芳基、环烷基、其稠环或其组合)中代替碳(C)的选自N、O、S、P和Si的至少一个杂原子。当杂环基是稠环时，整个环或杂环基的每个环可以包括一个或多个杂原子。

例如，“杂芳基”是指包括选自N、O、S、P和Si的至少一个杂原子的芳基。两个或多个杂芳基通过σ键直接连接，或者当杂芳基包括两个或多个环时，两个或多个环可以稠合。当杂芳基是稠合环时，每个环可以包括一个至三个杂原子。

更具体地，取代或未取代的C6至C30芳基可以是取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的并四苯基、取代或未取代的芘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的对三联苯基、取代或未取代的间三联苯基、取代或未取代的邻三联苯基、取代或未取代的窟基、取代或未取代的苯并菲基、取代或未取代的茈基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的茚基、取代或未取代的呋喃基、或它们的组合，但不限于此。

更具体地，取代或未取代的C2至C30杂环基可以是取代或未取代的苯硫基、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吡唑基、取代或未取代的咪唑基、取代或未取代的三唑基、取代或未取代的噁唑基、取代或未取代的噻唑基、取代或未取代的噁二唑基、取代或未取代的噻二唑基、取代或未取代的吡啶基、取代的或未取代的嘧啶基、取代的或未取代的吡嗪基、取代的或未取代的三嗪基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并苯硫基、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的苯并噁嗪基、取代或未取代的苯并噻嗪基、取代或未取代的吖啶基、取代或未取代的吩嗪基、取代或未取代的吩噻嗪基、取代或未取代的吩噁嗪基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、或者取代或未取代的二苯并噻吩基、或它们的组合，但不限于此。

在本说明书中，根据最高占据分子轨道(HOMO)能级，空穴特性是指当施加电场时给予电子以形成空穴，并且在阳极中形成的空穴可以容易地注入发光层并由于导电特性在发光层中传输的能力。

此外，根据最低未占据分子轨道(LUMO)能级，电子特性是指在施加电场时接受电子，并且在阴极中形成的电子可以容易地注入发光层并由于导电特性在发光层中传输的能力。

在下文中，描述了根据实施方式的用于有机光电设备的化合物。

根据实施方式的用于有机光电设备的化合物由化学式1表示。

[化学式1]

在化学式1中，

Ar

L

L

R

由化学式1表示的化合物具有以下结构，其中，苯并咪唑中包含的苯被胺基取代，并且苯并咪唑中包含的咪唑被芳基或杂芳基取代。

具体地，在苯并咪唑中包含的苯上，取代的胺基包含通过亚芳基连接的萘基。

浅HOMO能级可以通过在苯并咪唑中包含的苯上取代的胺基来确保，并且电子传输特性和空穴传输特性可以通过在苯并咪唑的咪唑上取代的芳基或杂芳基来改善，并且因此可以实现低驱动电压。

此外，通过包含萘基(胺基通过亚芳基与其连接)，具有改善寿命的效果。

根据取代苯并咪唑的胺基的具体取代位置，化学式1可以由化学式1-1至化学式1-4中的任一个表示。

在化学式1-1至化学式1-4中，

Ar

例如，化学式1-1可以由化学式1-1a或化学式1-1b表示。

例如，化学式1-2可以由化学式1-2a或化学式1-2b表示。

例如，化学式1-3可以由化学式1-3a或化学式1-3b表示。

例如，化学式1-4可以由化学式1-4a或化学式1-4b表示。

在化学式1-1a、化学式1-1b、化学式1-2a、化学式1-2b、化学式1-3a、化学式1-3b、化学式1-4a和化学式1-4b中，Ar

在本发明的实施方式中，化学式1可以由化学式1-2至化学式1-4中的一个表示。

在本发明的具体实施方式中，化学式1可以由化学式1-2a或化学式1-3a表示。

在具体实施例中，L

在具体实施例中，Ar

在更具体实施例中，L

在具体实施例中，R

在更具体实施例中，R

例如，由化学式1表示的用于有机光电设备的化合物可以是选自组1的化合物的一种，但不限于此。

[组1]

除了上述用于有机光电设备的化合物之外，可以进一步包含一种或多种化合物。

例如，选自上述用于有机光电设备的化合物的至少两种化合物可以以混合物的形式应用。

例如，其可以是包括由化学式1-2a表示的第一化合物和由化学式1-3a表示的第二化合物的用于有机光电设备的组合物。

第一化合物和第二化合物可以分别以10:90至90:10的重量比被包含。具体地，第一化合物和第二化合物可以以20:80至80:20、或30:70至70:30、更具体地30:70至60:40、并且最具体地40:60至60:40的重量比被包含。

例如，上述用于有机光电设备的化合物可以以进一步包含已知主体材料的组合物的形式应用。

例如，上述用于有机光电设备的化合物可以进一步包含掺杂剂。

掺杂剂可以是例如磷光掺杂剂，例如红色、绿色或蓝色磷光掺杂剂，并且可以是例如红色或绿色磷光掺杂剂。

掺杂剂可以与用于有机光电设备的化合物或组合物少量混合以引起发光，并且通常可以是诸如金属络合物的材料，其通过多重激发成三重态以上或多重态来发光。掺杂剂可以是例如无机、有机或有机/无机化合物，并且可以使用其一种或多种类型。

掺杂剂的实施例可以是磷光掺杂剂，并且磷光掺杂剂的实例可以是包含Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或它们的组合的有机金属化合物。磷光掺杂剂可以是例如由化学式Z表示的化合物，但不限于此。

[化学式Z]

L

在化学式Z中，M是金属，并且L

M可以是例如Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或其组合，并且L

上述用于有机光电设备的组合物可以由干膜形成方法(诸如，化学气相沉积)形成。

在下文中，描述包含上述用于有机光电设备的化合物的有机光电设备。

在没有特别限制的情况下，有机光电设备可以是将电能转化成光能并且反之亦然的任何设备，并且可以是例如有机光电子设备、有机发光二极管、有机太阳能电池、以及有机感光鼓。

在本文中，参考附图描述作为有机光电设备的一个实施例的有机发光二极管。

图1和图2是示出根据实施方式的有机发光二极管的截面图。

参考图1，根据实施方式的有机发光二极管100包括彼此面对的阳极120和阴极110、以及在阳极120与阴极110之间的有机层105。

阳极120可以由具有大的功函数以帮助空穴注入的导体制成，并且可以是例如金属、金属氧化物和/或导电聚合物。例如，阳极120可以是：诸如镍、铂、钒、铬、铜、锌、金等的金属或其合金；金属氧化物，诸如，氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等；金属和氧化物的组合，诸如，ZnO和Al或SnO

阴极110可以由具有小的功函数以帮助电子注入的导体制成，并且可以是例如金属、金属氧化物和/或导电聚合物。例如，阴极110可以是：诸如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝银、锡、铅、铯、钡等的金属或其合金；多层结构材料，诸如，LiF/Al、LiO

有机层105可以包括上述用于有机光电设备的化合物。

有机层105可以包括发光层130，并且发光层130可以包含上述用于有机光电设备的化合物。

用于有机光电设备的进一步包含掺杂剂的组合物可以是例如红色发光组合物。

例如，发光层130可以包括作为磷光主体的用于有机光电设备的化合物。

除发光层之外，有机层可以进一步包括辅助层。

辅助层可以是例如空穴辅助层140。

参考图2，除了发光层130之外，有机发光二极管200还包括空穴辅助层140。空穴辅助层140可以进一步增加空穴注入和/或空穴迁移率并且可以阻挡阳极120与发光层130之间的电子。

空穴辅助层140可以包括例如组A的化合物中的至少一种。

具体地，空穴辅助层140可以包括阳极120与发光层130之间的空穴传输层和发光层130与空穴传输层之间的空穴传输辅助层，并且组A的化合物中的至少一种可以包含在空穴传输辅助层中。

[组A]

除了上述化合物之外，US 5061569A、JP 1993-009471A、WO 1995-009147A1、JP1995-126615A、JP 1998-095973A等中描述的已知化合物以及具有类似结构的化合物也可以用于空穴传输辅助层。

此外，在本发明的实施方式中，作为图1或图2中的有机层105，其可以是进一步包括电子传输层、电子注入层和空穴注入层的有机发光二极管。

有机发光二极管100和200可以通过在基板上形成阳极或阴极、使用干膜形成方法(诸如，真空沉积法(蒸发)、溅射、等离子体电镀和离子电镀)形成有机层、并且在其上形成阴极或阳极来制造。

有机发光二极管可以应用于有机发光显示设备。

在下文中，参照实施例，更详细地说明了实施方式。然而，这些实施例是示例性的，并且本发明的范围不限于此。

在下文中，只要没有具体评论或通过已知方法合成，在实施例和合成例中使用的原材料和反应物购自Sigma-Aldrich Co.Ltd.、TCI Inc.、Tokyo chemical industry或P&Htech。

(用于有机光电设备的化合物的制备)

通过以下步骤合成作为本发明的化合物的更具体实施例呈现的化合物。

合成例1：化合物4的合成

[反应方案1]

将化合物4-1(5.42g，17.78mmol)、化合物4-2(6.94g，18.67mmol)、叔丁醇钠(NaOtBu)(2.56g，26.68mmol)、Pd

合成例2：化合物1的合成

[反应方案2]

将化合物1-1(5.48g，17.78mmol)、化合物1-2(7.01g，18.88mmol)、叔丁醇钠(NaOtBu)(2.59g，26.97mmol)、Pd

比较合成例1：化合物a的合成

[反应方案3-1]

将化合物a-1(10.0g，42mmol)、化合物a-2(13.42g，44mmol)、三磷酸钯(Pd(PPh

[反应方案3-2]

将化合物a-3(10.72g，28mmol)、化合物a-4(12.47g，42mmol)、叔丁醇钠(NaOtBu)(4.06g，42mmol)、Pd

比较合成例2：化合物b的合成

[反应方案4]

将化合物b-1(15.0g，30.67mmol)、化合物b-2(24.23g，82.39mmol)、叔丁醇钠(NaOtBu)(5.63g，53.24mmol)、Pd

比较合成例3：化合物c的合成

[反应方案5]

将化合物c-1(13.0g，27.97mmol)、化合物c-2(5.38g，27.97mmol)、叔丁醇钠(NaOtBu)(5.38g，55.94mmol)、Pd

(有机发光二极管的制造)

将涂覆有

有机发光二极管具有五层有机薄层，并且具体地具有以下结构。

ITO/化合物

化合物A：N4,N4’-二苯基-N4,N4’-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)联苯基-4,4’-二胺

化合物B：1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲-六甲腈(HAT-CN)，

化合物C：N-(联苯基-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺

化合物D：8-(4-(4,6-二(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)喹诺酮

除了如表1和表2中所描述改变主体之外，以与实施例1中相同的方式来制造实施例2至4、以及比较例1和2的二极管。

评估根据实施例1至4以及比较例1和2的有机发光二极管的寿命特性。具体的测量方法如下，并且结果在表1和表2中示出。

(1)寿命的测量

实施例1至4以及比较例1和2的有机发光二极管的T90寿命测量为当以24,000cd/m

(2)T90寿命比(％)

对于单一主体和混合主体中的每一种，计算与对比例相比的实施例的T90寿命比(％)，并且将这些值在表1和2中示出。

(表1)

(表2)

参考表1和表2，与对比化合物相比，根据本发明的化合物的寿命显著改进。

虽然已经结合目前认为的实际的实施方式描述了本发明，应该理解的是本发明并不限于所公开的实施方式，而是相反，本发明旨在覆盖包括所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

<符号说明>

100、200：有机发光二极管

105：有机层

110：阴极

120：阳极

130：发光层

140：空穴辅助层。