發射磷光的二極體中的苯並[9,10]菲基質的製作方法

2023-12-04 09:16:46 2

專利名稱：發射磷光的二極體中的苯並[9,10]菲基質的製作方法
技術領域：
本發明涉及包含磷光物質和苯並[9，10]菲化合物的有機發射層，以及包括這樣的發射層的器件。也提供了具體的苯並[9，10]菲化合物。在本發明的優選實施方案中，所述有機發射層包括磷光物質和任選被取代的苯並[9，10]菲化合物。所述取代基可以相同或不同，並且各自選自由如下基團組成的組烷基、芳基、取代的芳基、烯基、炔基和雜烷基。尤其優選的是可以在不分解的情況下真空蒸發的、分子量小於1400的苯並[9，10]菲化合物。按照本發明製作的器件顯示了高效率和壽命。苯並[9，10]菲的高三重態能量使得苯並[9，10]菲化合物特別適合作為與深藍色磷光摻雜劑一起使用的基質或共基質。
苯並[9，10]菲是具有高三重態能量和相對小的第一單線態和第一三重態能級間的能量差的多芳香烴。這表明，與具有相似三重態能量的其它芳族化合物(例如聯苯)相比，苯並[9，10]菲具有相對容易接近的HOMO和LUMO能級。使用苯並[9，10]菲和其衍生物作為基質的優點是，其可以容納紅色、綠色和甚至藍色磷光摻雜劑，以給出高效率而不會有能量猝滅。
優選地，本發明中的所述苯並[9，10]菲化合物具有的HOMO和LUMO能級間的能隙大於磷光物質的HOMO和LUMO能級間的能隙。
在一個優選實施方案中，本發明中的所述苯並[9，10]菲化合物具有至少約1.8eV的其HOMO能級和其LUMO能級間的能隙。
在另一個實施方案中，所述苯並[9，10]菲化合物具有比磷光物質的最高已佔分子軌道低的最高已佔分子軌道。
在另一個實施方案中，所述苯並[9，10]菲化合物具有比磷光物質的最低未佔分子軌道高的最低未佔分子軌道。
在一個實施方案中，本發明提供了包括磷光物質和苯並[9，10]菲化合物的有機發射層，以及包括所述發射層的器件，其中所述苯並[9，10]菲化合物包括多芳基取代的苯並[9，10]菲，優選具有如下結構的2，3，6，7，10，11-六芳基苯並[9，10]菲
其中R2、R3、R6、R7、R10和R11各自獨立地是H或選自由下列基團組成的組的取代基芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基；並且其中所述苯並[9，10]菲化合物具有至少兩個取代基。
R2、R3、R6、R7、R10和R11可以都是相同的，或者它們可以不同。在一個實施方案中，R2、R3、R6、R7、R10和R11中的每一個都選自芳基和取代的芳基。優選地，R2、R3、R6、R7、R10和R11中的至少一個選自芳基和取代的芳基。優選的是任選取代的苯基、萘基和聯苯基。
優選的多芳基取代的苯並[9，10]菲化合物是可以在不分解的情況下被真空蒸發的那些苯並[9，10]菲化合物。實例包括但不局限於如下列結構所示的、其中R2、R3、R6、R7、R10和R11是苯基、萘基和聯苯基的化合物

在另一個實例中，R2、R3、R6、R7、R10和R11都是取代的苯基。這樣的實例包括但不局限於具有下列結構的化合物
在另一個實施方案中，本發明提供了包括磷光物質和具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物的有機發射層，以及包括所述發射層的器件。
具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物包括具有如下結構的亞芳基苯並[9，10]菲
其中 Ar選自芳基和取代的芳基， X是1-3， Y是1-3，和 n是1-3。
優選的亞芳基苯並[9，10]菲是具有如下結構的亞苯基苯並[9，10]菲
其中 X是1-3， Y是1-3，和 n是1-3。
更優選的亞芳基苯並[9，10]菲化合物是可以在不分解的情況下被真空蒸發的那些亞芳基苯並[9，10]菲化合物。實例包括但不局限於
具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物還包括具有如下結構的聯苯並[9，10]菲(triphenylenylene)
優選的聯苯並[9，10]菲化合物是低聚(亞苯並[9，10]菲基)，其中n≤5。更優選的是可以在不分解的情況下被真空蒸發的聯苯並[9，10]菲化合物。實例包括但不局限於
具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物還包括其中苯並[9，10]菲部分具有如下結構的那些化合物
其中 R1、R2和R3各自獨立地選自由下列基團組成的組H，芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基。
實例包括但不局限於其中苯並[9，10]菲部分具有下式的那些
其中n＞5 具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物還包括其中苯並[9，10]菲部分具有如下結構的那些化合物
其中n＞5，並且R1、R2、R3和R′各自獨立地選自由下列基團組成的組芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基。
實例包括但不局限於其中苯並[9，10]菲部分具有下式的那些
在另一個實施方案中，本發明提供了包括磷光物質和苯並[9，10]菲化合物的有機發射層，以及包括所述發射層的器件，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有多苯並苯並[9，10]菲結構。優選的多苯並苯並[9，10]菲是可以在不分解的情況下被真空蒸發的那些。實例包括但不局限於
在另一個實施方案中，本發明提供了包括磷光物質和苯並[9，10]菲化合物的有機發射層，以及包括所述發射層的器件，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有稠合的苯並[9，10]菲結構。優選的稠合的苯並[9，10]菲結構包括但不局限於
應該理解，在這裡描述的各種實施方案僅是作為實例，並且不是為了限制本發明的範圍。例如，在不脫離本發明的精神的情況下，在這裡描述的許多材料和結構可以被其它材料和結構取代。應該理解，關於本發明為什麼發揮作用的各種理論並不是意圖是限制性的。
材料定義 在這裡使用的一些縮寫是指如下材料 CBP4，4』-N，N-二咔唑-聯苯 m-MTDATA4，4』，4』』-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺 Alq3三(8-羥基喹啉)鋁 Bphen4，7-二苯基-1，10-菲咯啉 n-BPhenn-摻雜的BPhen(用鋰摻雜) F4-TCNQ四氟-四氰基-二甲基苯醌 p-MTDATAp-摻雜的m-MTDATA(用F4-TCNQ摻雜) Ir(ppy)3三(2-苯基吡啶)合銥 Ir(ppz)3三(1-苯基吡唑根，N，C(2』))合銥(III) BCP2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉 TAZ3-苯基-4-(1』-萘基)-5-苯基-1，2，4-三唑 CuPc銅酞菁 ITO氧化銦錫 NPDN，N』-二苯基-N，N』-二(1-萘基)-聯苯胺 TPDN，N』-二苯基-N，N』-二(3-甲苯基)-聯苯胺 BAlq雙(2-甲基-8-羥基喹啉根)·4-苯基苯酚根合鋁(III) mCP1，3-N，N-二咔唑-苯 DCM4-(二氰基亞乙基)-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基-2-甲基)-4H-吡喃 DMQAN，N』-二甲基喹吖啶酮 PEDOTPSS聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)與聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)的水性分散體 HPT2，3，6，7，10，11-六苯基苯並[9，10]菲 2，7-DCP2，7-N，N-二咔唑菲 3，3』-DC-o-TerP3，3』-二咔唑-鄰三聯苯 4，4』-DC-o-TerP4，4』-二咔唑-鄰三聯苯 2，6』-DCN2，6-N，N-二咔唑萘 Ir(5-Phppy)3三[5』-苯基(2-苯基吡啶)]合銥(III) Ir(3-Meppy)3三(3-甲基-2-苯基吡啶)合銥(III) Ir(1-piq)3三(1-苯基異喹啉)合銥(III) Ir(3-Mepq)2(acac)二[3-甲基-2-苯基喹啉]合銥(III)乙醯丙酮化物 Ir(5-Phppy)3三[5-苯基(2-苯基吡啶)]合銥(III) Ir(pq)2(acac)二[2-苯基喹啉]合銥(III)乙醯丙酮化物 2，2-BT2，2-聯苯並[9，10]菲 HPT2，3，6，7，10，11-六苯基苯並[9，10]菲 H1NT2，3，6，7，10，11-六(1-萘基)苯並[9，10]菲 H2BT2，3，6，7，10，11-六(2-聯苯基)苯並[9，10]菲 現在將描述本發明的具體的代表性實施方案，包括這樣的實施方案可以如何被製備。應該理解，所述的具體的方法、材料、條件、工藝參數、裝置等不必然地限制本發明的範圍。
多芳基取代的苯並[9，10]菲化合物的合成 2，3，6，7，10，11-六苯基苯並[9，10]菲(HPT)的合成
按照US20050025993合成2，3，6，7，10，11-六苯基苯並[9，10]菲。
2，3，6，7，10，11-六(4-叔丁基苯基)苯並[9，10]菲(4-叔丁基HPT)的合成 步驟1.2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲的製備 按照文獻方法(Breslow等人，Tetrahedron，1982，38，863)製備2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲。將苯並[9，10]菲(3.0克，13.2mmol)溶於70毫升硝基苯中。添加0.27克Fe粉。通過滴液漏鬥向該混合物中添加溴(18.6克，120mmol)在20毫升硝基苯中的溶液。將混合物在室溫下攪拌12小時，並回流2小時。冷卻後，過濾固體，用乙醇洗滌，並乾燥。得到8.9克(96％)的粗產品。在沸騰1，2-二氯苯(～180℃)中的重結晶得到呈灰白色針狀物的產物(8.64克，94％)。該產物通過質譜確認。
步驟22，3，6，7，10，11-六(4-叔丁基苯基)苯並[9，10]菲(化合物VII)的製備
將2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲(8.64克，12.3mmol)、4-叔丁基苯基硼酸(13.5克，111mmol)、三苯基膦(0.64克，2.46mmol)、Pd(OAc)2(0.14克，0.615mmol)、K2CO3(20.4克，147.6mmol)放入600毫升二甲苯和50毫升水中。將混合物用氮氣吹掃5分鐘，並在氮氣氛下緩慢升溫至回流。在幾小時之內，TLC(CH2Cl2∶己烷～1∶2v/v，起始的六溴化合物不移動)顯示新斑點的出現(二甲苯也顯現在TLC上，但它比產物洗脫的更快)。將混合物回流12小時。冷卻後，過濾固體，用乙醇洗滌，並乾燥。粗品產率高於90％。在二甲苯中的重結晶(每3-4克產物～100毫升)得到白色晶體。真空升華得到產物(～4.5克)，該產物通過NMR和質譜確認。該物質在常見有機溶劑中極易溶，並且可以在溶液加工的器件中使用。例如，可以將4-叔丁基HPT在甲苯中的1％重量溶液在1000和2000rpm的速度下旋轉塗布在矽晶片上，分別得到～60和～40nm厚的均勻薄膜。
2，3，6，7，10，11-六(2-萘基)苯並[9，10]菲(H2NT)的合成
將2.0克2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲(2.85mmol)、4.4克萘-2-基硼酸(25.6mmol)、0.15克三苯基膦(0.57mmol)、0.03克乙酸鈀(0.14mmol)放在3頸1L圓底燒瓶中。然後添加250毫升二甲苯，接著添加250毫升0.1M的碳酸鉀溶液。通過鼓入氮氣30分鐘，將混合物徹底脫氣。然後將混合物在氮氣氛中回流24小時。然後使反應自然冷卻，並將內含物轉入分液漏鬥中。除去水層，將有機層用水洗滌。將有機層用硫酸鎂乾燥，而後真空除去溶劑。使用柱色譜純化產物，用二氯甲烷/己烷(50/50)作為流動相。
2，3，6，7，10，11-六(1-萘基)苯並[9，10]菲(H1NT)的合成
將2.0克2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲(2.80mmol)、4.4克萘-1-基硼酸(25.6mmol)、0.22克二環己基(2』，6』-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.5mmol)、0.14克三(二亞苄基丙酮)合鈀(0)(0.15mmol)放在3頸1L圓底燒瓶中。然後添加250毫升二甲苯，接著添加250毫升0.1M的磷酸三鉀溶液。通過鼓入氮氣30分鐘，將混合物徹底脫氣。然後將混合物在氮氣氛中回流24小時。然後使反應自然冷卻，並將內含物轉入分液漏鬥中。除去水層，將有機層用水洗滌。將有機層用硫酸鎂乾燥，而後真空除去溶劑。使用柱色譜純化產物，用二氯甲烷∶己烷(50∶50)作為流動相。
2，3，6，7，10，11-六(聯苯-2-基)苯並[9，10]菲(H2BT)的合成
將1.0克2，3，6，7，10，11-六溴苯並[9，10]菲(1.4mmol)、2.5克聯苯-2-基硼酸(25.6mmol)、0.11克二環己基(2』，6』-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.26mmol)、0.07克三(二亞苄基丙酮)合鈀(0)(0.076mmol)放在3-頸1L圓底燒瓶中。然後添加250毫升二甲苯，接著添加250毫升0.1M的磷酸三鉀溶液。通過鼓入氮氣30分鐘，將混合物徹底脫氣。然後將混合物在氮氣氛中回流24小時。然後使反應自然冷卻，並將內含物轉入分液漏鬥中。除去水層，將有機層用水洗滌。將有機層用硫酸鎂乾燥，而後真空除去溶劑。使用柱色譜純化產物，用二氯甲烷∶己烷(50∶50)作為流動相。
通過Suzuki偶合，用相應的滷代苯並[9，10]菲和芳基硼酸，本領域技術人員可以合成其它多芳基取代的苯並[9，10]菲實例。
苯並[9，10]菲和2，3，6，7，10，11-六芳基苯並[9，10]菲的電化學概括在表1中。
表1
具有苯並[9，10]菲重複單元的化合物的合成 聯苯並[9，10]菲化合物 2，2-聯苯並[9，10]菲(2，2-BT)的合成
按照Organic Letters2001，3，811和UA20040076852A1合成2，2-聯苯並[9，10]菲。
1，1-聯苯並[9，10]菲(1，1-BT)的合成 可以按照Organometallics，2004，23，3079合成1，1-聯苯並[9，10]菲。
亞芳基苯並[9，10]菲化合物 1，3-二(苯並[9，10]菲-2-基)苯的合成 步驟12-溴苯並[9，10]菲的合成
將3.2克(14mmol)苯並[9，10]菲溶於60毫升磷酸三甲酯中。在室溫下，在N2氛圍中，向該懸浮液中添加2.23克(14mmol)溴在10毫升磷酸三甲酯中的溶液。然後將混合物加熱至80℃。通過HPLC監測反應。通過傾倒入冰水中來猝滅反應，然後用二氯甲烷提取，用飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌。用硫酸鎂乾燥之後，蒸發溶劑。使粗產品流過短的矽膠柱，使用二氯甲烷。真空乾燥之後，得到3.0克產物。產物含有苯並[9，10]菲、1-溴苯並[9，10]菲、2-溴苯並[9，10]菲和二溴苯並[9，10]菲異構體的混合物。
步驟24，4，5，5-四甲基-2-(苯並[9，10]菲-2-基)-1，3，2-二氧雜硼雜環戊烷的合成
在室溫下，在N2氣氛下，將3.0克所述溴代苯並[9，10]菲混合物、2.8克(11mmol)二(頻哪醇)二硼、0.24克Pd(dppf)2Cl2、3.0克(30mmol)乙酸鉀和60毫升DMSO混合。將混合物脫氣，而後加熱至80℃，保持14小時。冷卻至室溫後，將混合物傾倒入冰水中。然後過濾收集沉澱物。將固體溶於乙醚中，用硫酸鎂乾燥。將粗產品用柱純化，使用己烷和二氯甲烷的混合物作為洗脫液。分離出1.3克純產物。
步驟31，3-二(苯並[9，10]菲-2-基)苯的合成
將得自前述步驟的1.23克(3.5mmol)苯並[9，10]菲硼酸酯、0.5克(1.5mmol)1，3-二碘苯、1.0克(7.5mmol)碳酸鉀、30毫升甲苯和10毫升水在250毫升三頸燒瓶中混合。用氮氣吹掃所述系統10分鐘，而後添加0.05克Pd(PPh3)4。然後將混合物加熱至87℃，同時強烈攪拌。24小時之後，向混合物中添加200毫升甲醇。過濾收集沉澱物。將固體用大量甲醇洗滌，然後用己烷洗滌。然後用80毫升二甲苯將固體重結晶。所述產物的最後純化包括使所述物質在250℃升華。收集0.35克產物，為白色針形結晶。
3，3』-二(苯並[9，10]菲-2-基)聯苯的合成 步驟12-氨基苯並[9，10]菲的合成 將在大約100毫升乙醇中的3.1克(11.3mmol)1-和2-硝基苯並[9，10]菲的混合物(按照J.Chem.Soc，1955，4482合成)、600毫克(0.57mmol)Pd/C(10％，在活性炭上)和2.3克(45.2mmol)肼一水合物加入到250毫升圓底燒瓶中。在氮氣氛下，將反應混合物加熱至回流，保持2小時。然後過濾反應混合物，將濾液濃縮，並使其通過矽膠柱，使用25％的乙酸乙酯己烷溶液作為洗脫液。分離1-和2-氨基苯並[9，10]菲，並通過MS和NMR確認。反應產率為100％。
步驟22-溴苯並[9，10]菲的合成
將0.5克(2.05mmol)2-氨基苯並[9，10]菲和0.24克(1.02mmol)無水溴化銅(II)放在100毫升圓底燒瓶中。將燒瓶用氮氣吹掃並排氣數次。將25毫升無水乙腈添加到所述固體中。然後將燒瓶放入冰/鹽浴(-5℃)中。通過隔膜向所述溶液中滴加0.27毫升亞硝酸異戊酯。在所有的亞硝酸異戊酯添加完畢之後，攪拌混合物兩個小時。然後從冰浴中移開燒瓶，在室溫下攪拌一小時，而後在55℃加熱2小時。然後冷卻混合物，真空除去溶劑，並使用己烷/二氯甲烷(10％/90％)對產物進行柱色譜分離，得到0.36克(60％)產物。
步驟33，3』-二(苯並[9，10]菲-2-基)聯苯的合成
將0.1克(0.32mmol)3，3』-二溴聯苯、0.24克(0.66mmol)4，4，5，5-四甲基-2-(苯並[9，10]菲-2-基)-1，3，2-二氧雜硼雜環戊烷、0.03克(0.07mmol)2-二環己基膦基-2』，6』-二甲氧基聯苯(S-Phos)和0.01克(0.01mmol)三(二亞苄基丙酮)合鈀(0)放在3-頸100毫升圓底燒瓶中。然後將20毫升二甲苯和20毫升3M磷酸三鉀一水合物溶液添加到混合物中。將雙相溶液用氮氣徹底吹掃半小時。將混合物回流18小時。當冷卻時，產物沉澱出來。將產物過濾，並用水洗滌。然後將產物溶於二氯甲烷中，並通過矽膠柱。真空除去溶劑，得到0.17克(89％產率)產物。
具有下列結構的亞芳基苯並[9，10]菲苯並[9，10]菲化合物的合成
可以按照Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.，1996，35，886合成具有上面結構的化合物。
其它聯苯並[9，10]菲和亞芳基苯並[9，10]菲的實例可以由本領域技術人員通過1-或2-溴苯並[9，10]菲與4，4，5，5-四甲基-2-(1-或2-苯並[9，10]菲)-1，3，2-二氧雜硼雜環戊烷(可以按照上述的合成反應路線製備)的偶合來合成。
苯並[9，10]菲聚合物 聚(2-乙烯基苯並[9，10]菲)的製備 可以通過如下反應路線、基於本領域技術人員通常使用的合成化學來合成聚(2-乙烯基苯並[9，10]菲)。


聚[2-(4-乙烯基苯基)苯並[9，10]菲]的合成 可以按照如下反應路線、基於本領域技術人員通常使用的合成化學來合成聚[2-(4-乙烯基苯基)苯並[9，10]菲]。

聚(2，7-苯並[9，10]菲)的合成 可以按照如下反應路線、基於本領域技術人員通常使用的合成化學來合成聚(2，7-苯並[9，10]菲)。

聚(2，7-亞苯並[9，10]菲基-1，4-亞苯基)的合成 可以按照如下反應路線、基於本領域技術人員通常使用的合成化學來合成聚(2，7-亞苯並[9，10]菲基-1，4-亞苯基)。

苯並亞苯並[9，10]菲基苯並[9，10]菲化合物的合成 具有下列結構的苯並亞苯並[9，10]菲基苯並[9，10]菲化合物的合成
可以按照J.Org.Chem.，1996，61，7198合成具有上面結構的化合物。
具有下列結構的苯並亞苯並[9，10]菲基苯並[9，10]菲化合物的合成
可以按照Org.Lett.，2000，2，1629合成具有上面結構的化合物。稠合的苯並[9，10]菲化合物的合成 1，12-稠合的二苯並[9，10]菲(1，12-稠合的BT)的合成
1，12-稠合的BT 可以按照Organometallics，2004，23，3079合成1，12-稠合的二苯並[9，10]菲。
1，12-稠合的四苯並[9，10]菲(1，12-稠合的TT)的合成 可以按照下列反應路線合成1，12-稠合的四苯並[9，10]菲。

本領域技術人員可以理解，取代的前體可用於合成取代的苯並[9，10]菲產物，它們可以提供與未取代的類似物不同的性能，例如更高的溶解性、更低的蒸發溫度、更高/更低的HOMO/LUMO能級，這在具體器件的製作、構造和應用中可能是有利的。
器件製作和測定 所有的器件是通過高真空(＜10-7託)熱蒸發來製作的。陽極電極是～1200埃的氧化銦錫(ITO)。陰極由10埃的LiF和後面的1,000埃的Al組成。所有器件在製造之後馬上在氮氣手套箱(＜1ppm的H2O和O2)中用玻璃蓋子封裝並用環氧樹脂密封，並且在包裝內引入吸溼氣劑。
器件實施例1-23和對比例1-6 有機堆疊體從ITO表面開始按順序包括作為空穴注入層(HIL)的100埃厚的銅酞菁(CuPc)、作為空穴傳輸層(HTL)的300埃的4，4』-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(α-NPD)、作為發射層(EML)的300埃的摻雜有6或12wt％摻雜發射體的苯並[9，10]菲化合物或對比化合物。器件實施例1、4、7、10、13、16和22及對比器件實施例1、2、3和4包括100-150埃的二(2-甲基-8-羥基喹啉根)·4-苯基苯酚根合鋁(III)(BAlq)作為ETL2和400-500埃的三(8-羥基喹啉根)合鋁(Alq3)作為ETL1。器件實施例2、5、8、11、14、19、20、21和23及對比器件實施例5和6包括50-150埃的HPT作為ETL2和400-500埃的Alq3作為ETL1。器件實施例3、6、9、12、15和18包括400-500埃的Alq3作為ETL2，沒有ETL1。確切的ETL層厚度示於表2中。HPT、2，2-BT和適合作為基質材料的苯並[9，10]菲化合物的附加實例的結構示於

圖17中。
發紅光器件在500cd/m2條件下的發光效率或發綠光器件在1000cd/m2條件下的發光效率概括在表2中。
作為基質材料，苯並[9，10]菲化合物顯示了高的器件效率。與使用對比化合物CBP作為基質的那些器件相比較，使用HPT作為基質的器件顯示了相當的或更高的效率。
測定選擇的器件的電流-電壓-發光度(IVL)特徵和操作穩定性，並在圖3-16和圖18-31中畫出。具有苯並[9，10]菲基質的器件的壽命與用對比化合物CBP作為基質的器件的壽命相當。
表2. 對於各種磷光摻雜劑，HPT、2，2-BT、H1NT和H2BT作為基質的器件結構和性能的總結。
具有很高器件效率的磷光器件在例如顯示器、發光等的應用中是高度理想的。對於全色和發光應用，在紅、綠和藍色中高操作穩定性是必要的。由於藍色磷光摻雜劑發射體的高三重態能量特性，需要高三重態能量的基質材料，以便可以獲得高的器件效率。在OLED中，具有擴展的π-共軛作用的多芳香化合物通常顯示相當長的壽命。然而，具有擴展的π-共軛作用的多芳香化合物通常也具有低的三重態能量。例如，蒽具有1.8eV的三重態能量，其比紅色磷光摻雜劑例如Ir(1-piq)2(acac)的三重態能量低。結果，因為猝滅，用蒽化合物作為基質、用Ir(1-piq)2(acac)作為摻雜劑發射體的器件是非常低效率的。從蒽中減少一個稠合苯基環將得到萘，其是最小的稠合多芳香化合物。然而，它仍然具有2.6eV的三重態能量，該三重態能量比深藍色磷光摻雜劑如Ir(4，6-F2-5CNppy)3的三重態能量低。然而，儘管苯並[9，10]菲具有四個稠合環的結構，其具有2.9eV的三重態能量，該三重態能量據信適合於深藍色磷光摻雜劑如Ir(4，6-F2-5CNppy)3。苯並[9，10]菲可以用多種方式衍生化，例如添加烷基或芳基，通過不同位置連接多個苯並[9，10]菲或稠合苯並[9，10]菲，從而調節電子性能(例如共軛作用、三重態能量、HOMO/LUMO能級等)，結構性能(例如平面、非平面、手性)，和物理性能(例如升華溫度、溶解性)。苯並[9，10]菲化合物提供了相對大的π-共軛程度但相對高的三重態能量的獨特特性，使得它們非常適合於穩定和高效率的PHOLED。例如，六苯基苯並[9，10]菲(HPT)作為紅色摻雜劑Ir(3-Mepq)2(acac)和Ir(1-piq)3的基質，給出有效的和高度穩定的器件，如圖3-5和6-8中分別顯示的。儘管具有2，2-聯苯並[9，10]菲(2，2-BT)作為基質的器件顯示了比具有對比化合物CBP作為基質的器件低的效率，但使用2，2-BT作為紅色摻雜劑Ir(3-Mepq)2(acac)和Ir(1-piq)3的基質導致相對有效和高度穩定的器件，如圖9-11(11-13)和12-14(14-16)中分別顯示的。
權利要求
1.一種發射層，包含磷光物質和具有下式的苯並[9，10]菲化合物
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12各自獨立地是H或選自由下列基團組成的組的取代基芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基；並且其中所述苯並[9，10]菲化合物具有至少兩個取代基和小於1400的分子量。
2.權利要求1的發射層，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12中的至少一個選自芳基和取代的芳基。
3.權利要求1的發射層，其中R1、R4、R5、R8、R9和R12都是H，並且R2、R3、R6、R7、R10和R11中的每一個獨立地選自芳基和取代的芳基。
4.權利要求3的發射層，其中R2、R3、R6、R7、R10和R11全都相同。
5.權利要求3的發射層，其中R2、R3、R6、R7、R10和R11選自苯基、萘基和聯苯基。
6.權利要求4的發射層，其中R2、R3、R6、R7、R10和R11選自苯基、萘基和聯苯基。
7.權利要求1的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物選自由如下化合物組成的組
8.權利要求1的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的其HOMO能級和LUMO能級間的能隙大於所述磷光物質的HOMO能級和LUMO能級間的能隙。
9.權利要求1的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有至少大約1.8eV的其HOMO能級和其LUMO能級間的能隙。
10.權利要求1的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最高已佔分子軌道低於所述磷光物質的最高已佔分子軌道。
11.權利要求1的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最低未佔分子軌道高於所述磷光物質的最低未佔分子軌道。
12.一種發射層，其包含磷光物質和具有重複單元的化合物，所述重複單元含有苯並[9，10]菲部分，所述苯並[9，10]菲部分具有下式
或
其中
R1、R2和R3各自獨立地選自由下列基團組成的組H，芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基。
13.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分是未取代的。
14.權利要求12的發射層，其中所述化合物具有下式
其中n≤5。
15.權利要求14的發射層，其中所述化合物具有下式
16.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有下列結構
其中R1、R2、R3和R′各自獨立地選自由如下基團組成的組芳基，取代的芳基，烷基，雜烷基，烯基和炔基。
17.權利要求16的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分是未取代的。
18.權利要求12的發射層，其中所述化合物具有如下結構
其中
Ar選自芳基和取代的芳基；
X是1-3；
Y是1-3；和
n是1-3。
19.權利要求18的發射層，其中Ar是苯基或聯苯基。
20.權利要求18的發射層，其中所述化合物具有如下結構
21.一種發射層，其包含磷光物質和具有苯並苯並[9，10]菲結構的苯並[9，10]菲化合物。
22.權利要求21的發射層，其中所述芳香苯並[9，10]菲化合物具有下列結構
23.一種發射層，其包含磷光物質和具有稠合的亞苯並[9，10]菲基結構的苯並[9，10]菲化合物。
24.權利要求23的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有下列結構
25.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有的其HOMO能級和LUMO能級之間的能隙大於所述磷光物質的HOMO能級和LUMO能級之間的能隙。
26.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有至少大約1.8eV的其HOMO能級和其LUMO能級之間的能隙。
27.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有的最高已佔分子軌道低於所述磷光物質的最高已佔分子軌道。
28.權利要求12的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有的最低未佔分子軌道高於所述磷光物質的最低未佔分子軌道。
29.權利要求21的發射層，其中所述苯並[9，10]菲部分具有的其HOMO能級和LUMO能級之間的能隙大於所述磷光物質的HOMO能級和LUMO能級之間的能隙。
30.權利要求21的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有至少大約1.8eV的其HOMO能級和其LUMO能級之間的能隙。
31.權利要求21的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最高已佔分子軌道低於所述磷光物質的最高已佔分子軌道。
32.權利要求21的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最低未佔分子軌道高於所述磷光物質的最低未佔分子軌道。
33.權利要求23的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的其HOMO能級和LUMO能級之間的能隙大於所述磷光物質的HOMO能級和LUMO能級之間的能隙。
34.權利要求23的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有至少大約1.8eV的其HOMO能級和其LUMO能級之間的能隙。
35.權利要求23的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最高已佔分子軌道低於所述磷光物質的最高已佔分子軌道。
36.權利要求23的發射層，其中所述苯並[9，10]菲化合物具有的最低未佔分子軌道高於所述磷光物質的最低未佔分子軌道。
37.有機場致發光器件，其包括
陽極，
陰極，和
在所述陽極和所述陰極之間的發射層，該發射層包含苯並[9，10]菲化合物和磷光物質，所述苯並[9，10]菲化合物具有下式
其中R1-R3各自獨立地是H或選自由下列基團組成的組的取代基芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基。
38.有機場致發光器件，其包括
陽極，
陰極，和
在所述陽極和所述陰極之間的發射層，所述發射層包含磷光物質和具有重複單元的化合物，所述重複單元含有具有下式的苯並[9，10]菲部分
其中
R1、R2和R3各自獨立地選自由下列基團組成的組H，芳基，取代的芳基，雜芳基，取代的雜芳基，烷基，芳烷基，雜烷基，烯基和炔基。
39.具有下面結構的化合物
全文摘要
本發明提供了一種有機發射層。還被提供的是一種器件，其中所述有機發射層布置在陽極和陰極之間。所述有機發射層包括磷光性物質和苯並[9，10]菲化合物或具有含有苯並[9，10]菲部分的重複單元的化合物。苯並[9，10]菲是任選取代的。取代基可以相同或不同，各自選自由烷基、芳基、稠合芳基、取代的芳基、烯基、炔基和雜烷基組成的組。本發明也提供了苯並[9，10]菲化合物。
文檔編號C09K11/06GK101203583SQ200680018864
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月31日 優先權日2005年5月31日
發明者R·光, B·阿雷尼 申請人:通用顯示公司