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CN105073718A - 有机化合物、有机光电元件及显示元件 - Google Patents

有机化合物、有机光电元件及显示元件 Download PDF

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CN105073718A CN201380073190.3A CN201380073190A CN105073718A CN 105073718 A CN105073718 A CN 105073718A CN 201380073190 A CN201380073190 A CN 201380073190A CN 105073718 A CN105073718 A CN 105073718A
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Abstract

本发明有关于一种由化学式1表示的有机化合物；一种包括上述有机化合物的有机光电元件；以及一种包括上述有机光电元件的显示元件。

Description

有机化合物、有机光电元件及显示元件
技术领域
本发明揭示有机化合物、有机光电元件以及显示元件。
背景技术
有机光电元件(organicoptoelectricdevice)是将电能转换成光能的元件，反之亦然。
可根据驱动原理将有机光电元件分类如下：一种是电子元件，其中由光能产生的激子(exciton)被分成电子和电洞(hole)，且电子和电洞被分别传输到不同的电极而产生电能；另一种则是发光元件，藉由对电极提供电压或电流而从电能产生光能。
有机光电元件实例包括有机光电性元件(organicphotoelectricdevice)、有机发光二极管、有机太阳能电池、有机光导鼓(photo-conductordrum)及其相似物。
其中，由于对平板显示器的需求增加，有机发光二极管(OLED)于近日引起了关注。藉由对有机发光材料施加电流，有机发光二极管将电能转换为光，且有机发光二极管具有将有机层夹于阳极与阴极之间的结构。本文的有机层可包括发射层以及可选的辅助层。辅助层可包括选自以下至少一层：例如电洞注入层(holeinjectionlayer)、电洞传输层(holetransportlayer)、电子阻挡层(electronblockinglayer)、电子传输层(electrontransportlayer)、电子注入层(electroninjectionlayer)以及电洞阻挡层(holeblockinglayer)，以提高有机发光二极管的效率和/或稳定性。
有机发光二极管的性能会受到有机层特性的影响，并且其中主要会受到有机层的有机材料特性的影响。
特别地，需要开发一种能够提高电洞迁移率(mobility)与电子迁移率并同时提高电化学稳定性的有机材料，以使有机发光二极管可应用于大尺寸的平板显示器。
发明内容
技术问题
一实施例提供一种有机化合物，其能够实现具有高效率与长寿命的有机光电元件。
另一实施例提供一种有机光电元件，其包括上述有机化合物。
又另一实施例提供一种显示元件，其包括上述有机光电元件。
技术方案
根据一实施例，提供一种由化学式1表示的有机化合物。
化学式1中，
Z各自独立地为N或CRa，
至少一Z为N，
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合，
L是经取代或未经取代的亚苯基(phenylene)、经取代或未经取代的亚联苯基(biphenylene)或经取代或未经取代的亚三联苯基(terphenylene)，
n1至n3各自独立地为0或1，
n1+n2+n3≥1，且
化学式1中，取代上述三亚苯基(triphenylene)的六元环总数小于或等于6。
根据另一实施例，有机光电元件包括彼此面对的阳极与阴极，以及插入于阳极与阴极之间的至少一有机层，其中有机层包括上述有机化合物。
根据又另一实施例，提供一种包括上述有机光电元件的显示元件。
有益效果
可实现具有高效率与长寿命的有机光电元件。
附图说明
图1与图2是根据一实施例的各有机发光二极管的剖面图。
具体实施方式
在下文中，详细说明本发明的实施例。然而，这些实施例为示例性的，而本揭露并不限于此。
如本文所用，当未作另外定义时，术语“经取代”是指取代基或化合物中的至少一个氢经下列基团所取代：氘、卤素、羟基、氨基(aminogroup)、经取代或未经取代的C1至C30胺基(aminegroup)、硝基、经取代或未经取代的C1至C40硅烷基(silylgroup)、C1至C30烷基、C1至C10烷基硅烷基(alkylsilylgroup)、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C6至C30杂芳基、C1至C20烷氧基、氟基、C1至C10三氟烷基(例如三氟甲基及其相似物)或氰基。
此外，下列基团的两个相邻取代基可彼此稠合(fused)以形成环：经取代的卤素、羟基、氨基、经取代或未经取代的C1至C20氨基、硝基、经取代或未经取代的C3至C40硅烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C6至C30杂芳基、C1至C20烷氧基、氟基、C1至C10三氟烷基(例如三氟甲基及其相似物)或氰基。举例而言，经取代的C6至C30芳基可与另一个相邻经取代的C6至C30芳基稠合，以形成经取代或未经取代的芴环(fluorenering)。
本说明书中，当未另外提供明确定义时，术语“杂”是指于一化合物或取代基中包括1至3个选自N、O、S、P与Si的杂原子以及其余碳。
如本文所用，当未另外提供定义时，术语“其组合”是指藉由连接基彼此结合的至少两个取代基，或彼此缩合(condense)的至少两个取代基。
如本文所用，当未另外提供定义时，术语“烷基”可指脂肪族烃基。烷基可指没有任何双键或三键的“饱和烷基”。
烷基可为C1至C30烷基。更具体而言，烷基可为C1至C20烷基或C1至C10烷基。举例而言，C1至C4烷基在烷基链中包括1至4个碳，且其可选自于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、第二丁基以及第三丁基(t-butyl)。
烷基的具体实例可为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、第三丁基、戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基及其相似物。
如本文所用，术语“芳基”是指包括具有形成共轭的p轨域的环(cycle)的所有元素的取代基，且其可为单环、多环或稠合多环(fusedringpolycyclic)(即共享相邻碳原子对的环)官能基。
如本文所用，术语“杂芳基”可以指在一官能基中包括1至3个选自N、O、S、P与Si的杂原子以及其余碳的芳基。杂芳基可为稠合环，其中各环可包括1至3个杂原子。
更具体而言，经取代或未经取代的C6至C30芳基和/或经取代或未经取代的C2至C30杂芳基可为以下基团：经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的萘基、经取代或未经取代的蒽基、经取代或未经取代的菲基、经取代或未经取代的稠四苯基(naphthacenylgroup)、经取代或未经取代的芘基(pyrenylgroup)、经取代或未经取代的联苯基(biphenylgroup)、经取代或未经取代的对三联苯基(p-terphenylgroup)、经取代或未经取代的间三联苯基(m-terphenylgroup)、经取代或未经取代的屈基(chrysenylgroup)、经取代或未经取代的三亚苯基(triphenylenylgroup)、经取代或未经取代的苝基(perylenylgroup)、经取代或未经取代的茚基(indenylgroup)、经取代或未经取代的呋喃基(furanylgroup)、经取代或未经取代的苯硫基(thiophenylgroup)、经取代或未经取代的吡咯基(pyrrolylgroup)、经取代或未经取代的吡唑基(pyrazolylgroup)、经取代或未经取代的咪唑基(imidazolylgroup)、经取代或未经取代的三唑基(triazolylgroup)、经取代或未经取代的恶唑基(oxazolylgroup)、经取代或未经取代的噻唑基(thiazolylgroup)、经取代或未经取代的恶二唑基(oxadiazolylgroup)、经取代或未经取代的噻二唑基(thiadiazolylgroup)、经取代或未经取代的吡啶基(pyridylgroup)、经取代或未经取代的嘧啶基(pyrimidinylgroup)、经取代或未经取代的吡嗪基(pyrazinylgroup)、经取代或未经取代的三嗪基(triazinylgroup)、经取代或未经取代的苯并呋喃基(benzofuranylgroup)、经取代或未经取代的苯并苯硫基(benzothiophenylgroup)、经取代或未经取代的苯并咪唑基(benzimidazolylgroup)、经取代或未经取代的吲哚基(indolylgroup)、经取代或未经取代的喹啉基(quinolinylgroup)、经取代或未经取代的异喹啉基(isoquinolinylgroup)、经取代或未经取代的喹唑啉基(quinazolinylgroup)、经取代或未经取代的喹恶啉基(quinoxalinylgroup)、经取代或未经取代的萘啶基(naphthyridinylgroup)、经取代或未经取代的苯并恶嗪基(benzoxazinylgroup)、经取代或未经取代的苯并噻嗪基(benzthiazinylgroup)、经取代或未经取代的吖啶基(acridinylgroup)、经取代或未经取代的啡嗪基(phenazinylgroup)、经取代或未经取代的啡噻嗪基(phenothiazinylgroup)、经取代或未经取代的啡恶嗪基(phenoxazinylgroup)、经取代或未经取代的芴基(fluorenylgroup)、经取代或未经取代的二苯并呋喃基(dibenzofuraneylgroup)、经取代或未经取代的二苯并苯硫基(dibenzothiopheneylgroup)、经取代或未经取代的咔唑基(carbazolylgroup)或其组合，但不限于此。
本说明书中，电洞特性是指当施加电场时能够给予电子以形成电洞的特性，以及由于根据HOMO(最高占據分子軌域)能阶的导电特性而使于阳极中所形成的电洞易于注入发射层并于发射层中传输的特性。
此外，电子特性是指当施加电场时能够接受电子的特性，以及由于根据LUMO(最低未占分子軌域)能阶的导电特性，而使于阴极中所形成的电子易于注入发射层并于发射层中传输的特性。
于下文说明根据一实施例的有机化合物。
根据一实施例的有机化合物由化学式1表示。
化学式1中，
Z各自独立地为N或CRa，
至少一Z为N，
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合，
L是经取代或未经取代的亚苯基、经取代或未经取代的亚联苯基或经取代或未经取代的亚三联苯基，
n1至n3各自独立地为0或1，
n1+n2+n3≥1，且
化学式1中，取代上述三亚苯基的六元环总数小于或等于6。
取代三亚苯基的六元环是指与三亚苯基直接或非直接连接的所有六元环，且其包括由碳原子、氮原子或其组合所组成的六元环。
取决于三亚苯基的键结位置，有机化合物可例如由化学式1-I或化学式1-II表示。
化学式1-I或1-II中，Z、R1至R10以及Ra、L以及n1至n3与上述相同。
由化学式1表示的有机化合物包括三亚苯基以及至少一含氮的杂芳基。
有机化合物包括至少一含氮环，故可具有当对其施加电场时易于接受电子的结构，因此，降低包括有机化合物的有机光电元件的驱动电压。
此外，藉由包括易于接受电洞的三亚苯部分(moiety)以及易于接受电子的含氮环部分，有机化合物具有双极结构并可以适当平衡电洞流与电子流，且因此，当将有机化合物应用于有机光电元件时，其改善有机光电元件的效率。
由化学式1表示的有机化合物具有至少一个作为亚芳基(arylenegroup)和/或杂亚芳基(heteroarylenegroup)的中心的弯折(kink)结构。
上述弯折结构是亚芳基和/或杂亚芳基的两个连接部位为非线型结构的结构。举例而言，亚苯基、邻亚苯基(o-phenylene)以及间亚苯基(m-phenylene)具有弯折结构，其中两个连接部位不会形成线型结构，而对亚苯基(p-phenylene)没有弯折结构，因为其两个连接部位形成线型结构。
化学式1中，弯折结构可形成为连接基(L)和/或亚芳基或杂亚芳基的中心。
举例而言，当化学式1中的n1为0时，即，没有连接基(L)时，弯折结构可形成为亚芳基或杂亚芳基的中心，且举例而言，有机化合物可由化学式1a或1b表示。
化学式1a或1b中，Z以及R1至R10与上述相同。
举例而言，当化学式1中的n1为1时，弯折结构可形成为连接基(L)的中心，且举例而言，L可为具有弯折结构的经取代或未经取代的亚苯基、具有弯折结构的经取代或未经取代的亚联苯基或具有弯折结构的经取代或未经取代的亚三联苯基。举例而言，L可选自列于群组1的经取代或未经取代的基团。
R11至R38独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C3至C30环烷基、经取代或未经取代的C3至C30杂环烷基、经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C2至C30杂芳基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的C6至C30的芳胺基、经取代或未经取代的C6至C30杂芳胺基、经取代或未经取代的C1至C30的烷氧基、卤素、含卤基、氰基、羟基、氨基、硝基、羧基、二茂铁基(ferrocenylgroup)或其组合。
有机化合物可具有至少两个弯折结构，且例如是二至四个弯折结构。
由于弯折结构，有机化合物可适当地在具有双极结构的化合物中将易于接受电洞的三亚苯部分以及易于接受电子的含氮环部分定位(localize)，并控制共轭系统流，从而实现改善的双极性。因此，可改善于发射层中包括有机化合物的有机光电元件的寿命。
此外，化学式1中，取代作为核心的三亚苯基的六元环由碳原子和/或氮原子组成，其中六元环总数小于或等于6，因此，在沉积制程期间，可降低由高温所致化合物的热分解。
此外，有机化合物可有效地防止于制程中的堆叠(stacking)，且因此改善制程稳定性并同时降低沉积温度。当化合物包括化学式1的连接基(L)时，可更增加此堆叠防止效应。
有机化合物可例如是由化学式1c至1t表示的化合物。
化学式1d至1t中，Z、R1至R14、R17至R20、R23至R26以及R36至R38与上述相同。有机化合物可例如是列于群组2中的化合物，但不限于此。
下文说明应用上述有机化合物的有机光电元件。
有机光电元件可以是任何将电能转换为光能的元件，反之亦然，且不受特定限制，其例如可以是有机光电性(photoelectric)元件、有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机光导鼓。
本文中，参照附图来说明有机光电元件的一实例的有机发光二极管。
图1与图2是根据一实施例的各有机发光二极管的剖面图。
参照图1，根据一实施例的有机发光二极管100包括彼此面对的阳极120与阴极110以及插入于阳极120与阴极110之间的有机层105。
阳极120可由具有高功函数的导体制得，以帮助电洞注入，其可例如是金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阳极120可例如是：金属镍、铂、钒(vanadium)、铬、铜、锌、金及其类似物或其合金；金属氧化物例如是氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)及其类似物；金属与氧化物的组合，其例如是ZnO与Al或SnO2与Sb；导电聚合物，例如是聚(3-甲基噻吩)(poly(3-methylthiophene))、聚(3，4-(亚乙基-1，2-二氧基)噻吩(poly(3，4-(ethylene-1，2-dioxy)thiophene，PEDT)、聚吡咯(polypyrrole)以及聚苯胺(polyaniline)，但不限于此。
阴极110可由具有低功函数的导体制得，以帮助电子注入，其可例如是金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阴极110可例如是：金属或其合金，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆(gadolinium)、铝银(aluminumsilver)、锡、铅、铯、钡及其类似物；多层结构，例如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al以及BaF2/Ca，但不限于此。
有机层105可包括发射层130，发射层130包括上述有机化合物。
发射层130可例如是只包括上述有机化合物、包括至少两种上述有机化合物的混合物或包括上述有机化合物与其他化合物的混合物。当上述有机化合物与其他化合物混合时，举例而言，其可混合作主体以及掺质，且上述有机化合物可例如为主体。主体可例如为磷光主体或萤光主体，且可例如为磷光主体。
当主体包括上述有机化合物时，掺质可为无机、有机或有机/无机化合物，且可选自现有掺质。
参照图2，有机发光二极管200还包括发射层130与电洞辅助层140。电洞辅助层140可还增加阳极120与发射层130之间的电洞注入和/或电洞迁移率并阻挡电子。电洞辅助层140可例如是电洞传输层(HTL)、电洞注入层(HIL)和/或电子阻挡层，且可包括至少一层。发射层130和/或电洞辅助层140可包括上述有机化合物。
在一实施例中，有机发光二极管可还包括电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、电洞注入层(HIL)及其类似层作为图1或图2中的有机层105。
有机发光二极管100、200可藉由下列步骤而制得：于基材上形成阳极或阴极；根据干式涂布法(drycoatingmethod)(例如蒸镀、溅镀、电浆电镀(plasmaplating)与离子电镀(ionplating)或湿式涂布法(wetcoatingmethod)(例如旋转涂布、狭缝涂布(slitcoating)、浸渍(dipping)、流涂(flowcoating)与喷墨印刷)形成有机层；并于有机层上形成阴极或阳极。
有机发光二极管可应用于有机发光二极管(OLED)显示器。
于下文中，参照实例更详细地说明上述实施例。然而，这些实例并非于任何意义上被解释作限制本发明的范围。
[发明模式]
有机化合物的合成
代表性合成方法
代表性合成方法示于代表性反应流程图中。
[代表性反应流程图]
中间产物的合成
合成实例1：中间产物I-1的合成
将2-溴三亚苯(2-bromotriphenylene)(100g，326mmol)在氮气环境下溶解于1L的二甲基甲酰胺(dimethylforamide，DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(bis(pinacolato)diboron)(99.2g，391mmol)、(1，1′-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(1，1’-bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(2.66g，3.26mmol)以及乙酸钾(80g，815mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流5小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法(flashcolumnchromatography)分离与纯化，得到化合物I-1(113g，98％)。
HRMS(70eV，EI+)：C24H23BO2计算的m/z为：354.1791，测得的m/z为：354。
元素分析：C(81％)；H(7％)
合成实例2：中间产物I-2的合成
将2-溴三亚苯(32.7g，107mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的四氢呋喃(THF)中，将3-氯苯基硼酸(3-chlorophenylboronicacid)(20g，128mmol)以及四(三苯基膦基)钯(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)(1.23g，1.07mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(36.8g，267mmol)加入上述搅拌的所得物中，加热所得混合物并于80℃下回流24小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-2(22.6g，63％)。
HRMS(70eV，EI+)：C24H15Cl计算的m/z为：338.0862，测得的m/z为：338。
元素分析：C(85％)；H(5％)
合成实例3：中间产物I-3的合成
将化合物I-2(22.6g，66.7mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的二甲基甲酰胺(DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(25.4g，100mmol)、(1，1′-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(0.54g，0.67mmol)以及乙酸钾(16.4g，167mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流48小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-3(18.6g，65％)。
HRMS(70eV，EI+)：C30H27BO2计算的m/z为：430.2104，测得的m/z为：430。
元素分析：C(84％)；H(6％)
合成实例4：中间产物I-4的合成
将化合物I-1(100g，282mmol)在氮气环境下溶解于1L的四氢呋喃(THF)中，将1-溴-2-碘化苯(95.9g，339mmol)以及四(三苯基膦基)钯(3.26g，2.82mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(97.4g，705mmol)加入其中，加热混合物并于80℃下回流53小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-4(95.1g，88％)。
HRMS(70eV，EI+)：C24H15Br计算的m/z为：382.0357，测得的m/z为：382。
元素分析：C(75％)；H(4％)
合成实例5：中间产物I-5的合成
将化合物I-4(90g，235mmol)在氮气环境下溶解于0.8L的二甲基甲酰胺(DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(71.6g，282mmol)、(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(1.92g，2.35mmol)以及乙酸钾(57.7g，588mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流35小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-5(74.8g，74％)。
HRMS(70eV，EI+)：C30H27BO2计算的m/z为：430.2104，测得的m/z为：430。
元素分析：C(84％)；H(6％)
合成实例6：中间产物I-6的合成
将化合物I-3(50g，116mmol)在氮气环境下溶解于0.5L的四氢呋喃(THF)中，将1-溴-3-碘化苯(39.4g，139mmol)以及四(三苯基膦基)钯(1.34g，1.16mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(40.1g，290mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流12小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将剩余的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-6(42.6g，80％)。
HRMS(70eV，EI+)：C30H19Br计算的m/z为：458.0670，测得的m/z为：458。
元素分析：C(78％)；H(4％)
合成实例7：中间产物I-7的合成
将化合物I-6(40g，87.1mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的二甲基甲酰胺(DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(26.5g，104mmol)、(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(0.71g，0.87mmol)以及乙酸钾(21.4g，218mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流26小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-7(34g，77％)。
HRMS(70eV，EI+)：C36H31BO2计算的m/z为：506.2417，测得的m/z为：506。
元素分析：C(85％)；H(6％)
合成实例8：中间产物I-8的合成
将化合物I-5(70g，163mmol)在氮气环境下溶解于0.6L的四氢呋喃(THF)中，将1-溴-2-碘化苯(55.2g，195mmol)以及四(三苯基膦基)钯(1.88g，1.63mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(56.3g，408mmol)加入其中，加热混合物并于80℃下回流12小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将剩余的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-8(68.1g，91％)。
HRMS(70eV，EI+)：C30H19Br计算的m/z为：458.0670，测得的m/z为：458。
元素分析：C(78％)；H(4％)
合成实例9：中间产物I-9的合成
将化合物I-8(40g，87.1mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的二甲基甲酰胺(DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(26.5g，104mmol)、(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(0.71g，0.87mmol)以及乙酸钾(21.4g，218mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流23小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-9(30.4g，69％)。
HRMS(70eV，EI+)：C36H31BO2计算的m/z为：506.2417，测得的m/z为：506。
元素分析：C(85％)；H(6％)
合成实例10：中间产物I-10的合成
将化合物I-9(30g，59.2mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的四氢呋喃(THF)中，将1-溴-2-碘化苯(20.1g，71.1mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.68g，0.59mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(20.5g，148mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流16小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将剩余的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-10(32.4g，85％)。
HRMS(70eV，EI+)：C36H23Br计算的m/z为：534.0983，测得的m/z为：534。
元素分析：C(81％)；H(4％)
合成实例11：中间产物I-11的合成
将化合物I-10(30g，56mmol)在氮气环境下溶解于0.3L的二甲基甲酰胺(DMF)中，将双(频哪醇基)二硼(17.1g，67.2mmol)、(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)(0.46g，0.56mmol)以及乙酸钾(13.7g，140mmol)加入其中，加热上述混合物并于150℃下回流25小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，过滤混合物并在真空烘箱中干燥。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物I-11(22.8g，70％)。
HRMS(70eV，EI+)：C42H35BO2计算的m/z为：582.2730，测得的m/z为：582。
元素分析：C(87％)；H(6％)
[最终化合物的合成]
合成实例12：化合物1的合成
将化合物1-1(20g，56.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)(15.1g，56.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.65g，0.57mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(19.5g，141mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流20小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物1(22.1g，85％)。
HRMS(70eV，EI+)：C33H21N3计算的m/z为：459.1735，测得的m/z为：459。
元素分析：C(86％)；H(5％)
合成实例13：化合物13的合成
将化合物1-3(20g，46.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将4-氯-2,6-二苯基吡啶(4-chloro-2,6-diphenylpyridine)(12.4g，46.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.54g，0.47mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(16.1g，116mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流17小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物13(18.9g，76％)。
HRMS(70eV，EI+)：C41H27N计算的m/z为：533.2143，测得的m/z为：533。
元素分析：C(92％)；H(5％)
合成实例14：化合物14的合成
将化合物1-3(20g，46.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，2-氯-4,6-二苯基-嘧啶(2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine)(12.4g，46.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.54g，0.47mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(16.1g，116mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流15小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物14(20.4g，82％)。
HRMS(70eV，EI+)：C40H26N2计算的m/z为：534.2096，测得的m/z为：534。
元素分析：C(90％)；H(5％)
合成实例15：化合物15的合成
将化合物1-3(20g，46.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine)(12.4g，46.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.54g，0.47mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(16.1g，116mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流20小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物15(21.2g，85％)。
HRMS(70eV，EI+)：C39H25N3计算的m/z为：535.2048，测得的m/z为：535。
元素分析：C(87％)；H(5％)
合成实例16：化合物24的合成
将化合物1-5(20g，46.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(12.4g，46.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.54g，0.47mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(16.1g，116mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流27小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物24(19.7g，79％)。
HRMS(70eV，EI+)：C39H25N3计算的m/z为：535.2048，测得的m/z为：535。
元素分析：C(87％)；H(5％)
合成实例17：化合物33的合成
将化合物1-7(20g，39.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(10.6g，39.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.46g，0.4mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(13.6g，98.8mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流23小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物33(17.9g，74％)。
HRMS(70eV，EI+)：C45H29N3计算的m/z为：611.2361，测得的m/z为：611。
元素分析：C(88％)；H(5％)
合成实例18：化合物69的合成
将化合物1-9(20g，39.5mmol)在氮气环境下溶解于0.2L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(10.6g，39.5mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.46g，0.4mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(13.6g，98.8mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流32小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述混合物，使用无水MgSO4移除其水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物69(15.2g，63％)。
HRMS(70eV，EI+)：C45H29N3计算的m/z为：611.2361，测得的m/z为：611。
元素分析：C(88％)；H(5％)
合成实例19：化合物87的合成
将化合物1-11(20g，34.3mmol)在氮气环境下溶解于0.15L的四氢呋喃(THF)中，将2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(9.19g，34.3mmol)以及四(三苯基膦基)钯(0.4g，0.34mmol)加入其中，并搅拌混合物。将于水中饱和的碳酸钾(11.9g，85.8mmol)加入其中，加热所得混合物并于80℃下回流29小时。当反应完成时，将水加入上述反应溶液中，以二氯甲烷(DCM)萃取上述所得混合物，使用无水MgSO4移除水分，并将此得到的产物过滤并在减压下浓缩。将此得到的残余物经由快速管柱色层分析法分离与纯化，得到化合物87(16.3g，69％)。
HRMS(70eV，EI+)：C51H33N3计算的m/z为：687.2674，测得的m/z为：687。
元素分析：C(89％)；H(5％)
有机发光二极管的制作
实例1
使用于合成实例12中得到的化合物1作为主体并使用Ir(PPy)3作为掺质，来制作有机发光二极管。
使用厚的ITO为阳极，并使用厚的铝(Al)为阴极。具体而言，有机发光二极管的制作是藉由以下方式来制作阳极：将具有片电阻(sheetresistance)为15Ω/cm2的ITO玻璃基材切割成尺寸为50mm×50mm×0.7mm，将切割后的玻璃基材以超音波分别在丙酮、异丙醇与纯水中清洗15分钟，并使用UV臭氧清洗30分钟。
在基材上部，以650×10-7Pa的真空度以及于0.1nm/s至0.3nm/s的范围内的沉积速率，沉积N4，N4′-二(萘-1-基)-N4，N4′-二苯基联苯-4，4′-二胺(N4，N4′-di(naphthalen-1-yl)-N4，N4′-diphenylbiphenyl-4，4′-diamine，NPB)(80nm)，以形成厚的电洞传输层(HTL)。接着，真空沉积作为主体的于合成实例1中得到的化合物1以及作为磷光掺质的Ir(PPy)3，以形成 厚的发射层。本文中，基于发射层总量为100wt％，藉由调整磷光掺质的沉积速率来沉积7wt％的磷光掺质。
于发射层上，在相同沉积条件下，使用双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium，BAlq)来形成厚的电洞阻挡层。接着，在相同真空沉积条件下，沉积Alq3，以形成厚的电子传输层(ETL)。依序沉积LiF与Al，以于电子传输层(ETL)上形成阴极，从而制作有机发光二极管。
最后，有机发光二极管具有下列结构：ITO/NPB(80nm)/EML(化合物1(93wt％)+Ir(PPy)3(7wt％)，30nm)/Balq(5nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
实例2
除了使用合成实例13的化合物13而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例3
除了使用合成实例14的化合物14而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例4
除了使用合成实例15的化合物15而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例5
除了使用合成实例16的化合物24而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例6
除了使用合成实例17的化合物33而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例7
除了使用合成实例18的化合物69而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
实例8
除了使用合成实例19的化合物87而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
比较例1
除了使用具有下列化学式的CBP而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
比较例2
除了使用具有下列化学式的HOST1而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
比较例3
除了使用具有下列化学式的HOST2而不是合成实例12的化合物1作为发射层主体之外，有机发光二极管是根据与实例1相同的方法制作。
用于制作有机发光二极管的NPB、BAlq、CBP、Ir(PPy)3、HOST1以及HOST2的化学式如下。
评价
量测根据实例1至8以及比较例1至3的每个有机发光二极管的电流密度变化、亮度(luminance)变化以及发光效率，上述电流密度变化与亮度变化取决于电压。
如以下方法来具体进行量测，并将结果示于下表1中。
(1)取决于电压变化的电流密度变化的量测
使用电流-电压计(吉时利(Keithley)2400)，于电压从0V增大至10V时，量测在制得的有机发光二极管的单位元件中流动的电流值，并将量测到的电流值除以面积，以得到结果。
(2)取决于电压变化的亮度变化的量测
使用亮度计(美能达铯(MinoltaCs)-1000A)，于电压从0V增大至10V时，量测制得的有机发光二极管的亮度。
(3)发光效率的量测
藉由使用亮度、电流密度以及电压(V)，从项目(1)取决于电压变化的电流密度变化以及项目(2)取决于电压变化的亮度变化，计算在相同电流密度(10mA/cm2)下的电流效率(cd/A)。
(4)寿命的量测
将亮度(cd/m2)维持在5000cd/m2，并量测电流效率(cd/A)降至90％的时间。
[表1]
从表1中，相较于根据比较例1至3的有机发光二极管，根据实例1至8的有机发光二极管显示其显著改善的发光效率与寿命。
具体而言，不像用于根据比较例1至3的有机发光二极管的化合物，用于根据实例1至8的有机发光二极管的化合物包括氮且具有易于接受电子的结构。因此，相较于根据比较例1至3的有机发光二极管，根据实例1至8的有机发光二极管显示其较低的驱动电压。
此外，用于根据实例1至8的有机发光二极管的化合物具有易于接受电洞的三亚苯部分以及包括易于接受电子的含氮环部分的双极结构，并适当平衡电洞流与电子流，因此，根据实例1至8的有机发光二极管显示其较根据比较例1至3的有机发光二极管还高的效率。
此外，用于根据实例1至8的有机发光二极管的化合物具有可适当地将易于接受电洞的三亚苯部分以及易于接受电子的含氮环部分定位的结构，并控制共轭系统流，且因此，根据实例1至8的有机发光二极管显示其较根据比较例1或3的有机发光二极管还长的寿命。此外，当比较90％的寿命时，根据实例14、15与16的有机发光二极管显示约3倍或更多倍于根据比较例2的有机发光二极管的改善的寿命。除了改善寿命之外，根据实例14、15与16的有机发光二极管还显示约1.6倍或更多倍于根据比较例2的有机发光二极管的增加的发光效率。
虽然已结合目前被认为是实际示例性的实施例来描述本发明，然而，应理解，本发明并不限于所揭露的实施例。相反地，其意在涵盖各种包括于所附权利要求的精神与范围内的修改与等同的排列。因此，上述实施例应理解为示例性的而非以任何方式来限制本发明。

Claims (14)

1.一种有机化合物，由化学式1表示：
其中，化学式1中，
Z各自独立地为N或CRa，
至少一Z为N，
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合，
L是经取代或未经取代的亚苯基、经取代或未经取代的亚联苯基或经取代或未经取代的亚三联苯基，
n1至n3各自独立地为0或1，
n1+n2+n3≥1，且
化学式1中，取代三亚苯基的六元环总数小于或等于6。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物由化学式1-I或化学式1-II表示：
其中，化学式1-I或化学式1-II中，
Z各自独立地为N或CRa，
至少一Z为N，
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合，
L是经取代或未经取代的亚苯基、经取代或未经取代的亚联苯基或经取代或未经取代的亚三联苯基，
n1至n3各自独立地为0或1，且
n1+n2+n3≥1。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其中L是经取代或未经取代的弯折结构的亚苯基、经取代或未经取代的弯折结构的亚联苯基或经取代或未经取代的弯折结构的亚三联苯基。
4.根据权利要求3所述的有机化合物，其中L为自列于群组1的经取代或未经取代的基团中选出的一个：
其中R11至R38各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C3至C30环烷基、经取代或未经取代的C3至C30杂环烷基、经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C2至C30杂芳基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的C6至C30芳胺基、经取代或未经取代的C6至C30杂芳胺基、经取代或未经取代的C1至C30烷氧基、卤素、含卤基、氰基、羟基、氨基、硝基、羧基、二茂铁基或其组合。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物具有至少两个弯折结构。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物由化学式1a或化学式1b表示：
其中，化学式1a或化学式1b中，
Z各自独立地为N或CRa，
至少一Z为N，且
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合。
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物由化学式1c至化学式1t中的一个表示：
其中化学式1c至化学式1t中，
Z各自独立地为N或CRa，
R1至R10以及Ra各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C6至C12芳基或其组合，且
R11至R14、R17至R20、R23至R26以及R36至R38独立地为氢、氘、经取代或未经取代的C1至C10烷基、经取代或未经取代的C3至C30环烷基、经取代或未经取代的C3至C30杂环烷基、经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C2至C30杂芳基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的C6至C30芳胺基、经取代或未经取代的C6至C30杂芳胺基、经取代或未经取代的C1至C30烷氧基、卤素、含卤基、氰基、羟基、氨基、硝基、羧基、二茂铁基或其组合。
8.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物为自列于群组2的化合物中选出的至少一个：
9.根据权利要求1所述的有机化合物，其中所述有机化合物具有-2.0eV至-2.5eV的最低未占分子軌域能量。
10.一种有机光电元件，包括：
彼此面对的阳极与阴极；以及
至少一有机层，位于所述阳极与所述阴极之间，
其中所述有机层包括权利要求1至9中的任一项所述的有机化合物。
11.根据权利要求10所述的有机光电元件，其中所述有机层包括发射层，所述发射层包括所述有机化合物。
12.根据权利要求10所述的有机光电元件，其中所述发射层的主体包括所述有机化合物。
13.根据权利要求10所述的有机光电元件，还包括至少一辅助层，选自以下至少一个：电洞注入层、电洞传输层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层以及电洞阻挡层，且所述至少一辅助层包括所述有机化合物。
14.一种显示元件，包括权利要求10所述的有机光电元件。
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