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CN107311987A - 化合物及包含它的有机电子元件 - Google Patents

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CN107311987A CN201710270412.0A CN201710270412A CN107311987A CN 107311987 A CN107311987 A CN 107311987A CN 201710270412 A CN201710270412 A CN 201710270412A CN 107311987 A CN107311987 A CN 107311987A
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Abstract

本发明涉及一种化合物及包含它的有机电子元件。本发明的化合物用于以有机发光元件为代表的有机电子元件，能够降低有机电子元件的驱动电压，提高光效率，并且利用化合物的热稳定性而提高元件的寿命特性。

Description

化合物及包含它的有机电子元件
技术领域
本申请主张于2016年4月25日在韩国专利局提交的韩国专利申请10-2016-0050216号的优先权，其内容全部包含在本说明书中。
本说明书涉及一种化合物及包含它的有机电子元件。
背景技术
作为有机电子元件的代表例，有有机发光元件。一般而言，有机发光现象是指，利用有机物质使电能转变为光能的现象。利用有机发光现象的有机发光元件通常具有包含阳极和阴极以及位于它们之间的有机物层的结构。其中，为了提高有机发光元件的效率和稳定性，往往由各自不同的物质构成的多层结构形成有机物层，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。对于这样的有机发光元件的结构而言，如果在两电极之间施加电压，则空穴从阳极注入至有机物层，电子从阴极注入至有机物层，当所注入的空穴和电子相遇时形成激子(exciton)，该激子再次跃迁至基态时就会发出光。
持续要求开发用于如上所述有机发光元件的新型材料。
现有技术文献
专利文献
国际专利申请公开第2003-012890号
发明内容
本申请提供一种化合物及包含它的有机电子元件。
本申请提供由下述化学式1表示的化合物。
[化学式1]
上述化学式1中，
R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
a为1至3的整数，
b为1至3的整数，
当a为2以上时，多个R3彼此相同或不同，
当b为2以上时，多个R4彼此相同或不同，
A1和A2彼此相同或不同，且为从下述结构中选择的任一种，
Z1至Z3中至少一个为N，其余彼此相同或不同，且各自独立地为N或CR，
X为NAr1、O或S，
Q为取代或未取代的单环或多环的芳香族环、或者取代或未取代的单环或多环的杂环，
L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为直接键合、取代或未取代的亚芳基、或者取代或未取代的杂亚芳基，
Ar1为取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基，
r5为1至4的整数，
r6为1至4的整数，
r7为1至4的整数，
r8为1至2的整数，
r9为1至4的整数，
r10为1至6的整数，
当r5为2以上时，多个R5彼此相同或不同，
当r6为2以上时，多个R6彼此相同或不同，
当r7为2以上时，多个R7彼此相同或不同，
当r8为2时，多个R8彼此相同或不同，
当r9为2以上时，多个R9彼此相同或不同，
当r10为2以上时，多个R10彼此相同或不同。.
此外，本说明书提供一种有机电子元件，其中，包括第一电极、与所述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与上述第二电极之间的1层以上的有机物层，上述有机物层中的1层以上包含前述的化合物。
根据本说明书的一个实施方式的化合物用于以有机发光元件为代表的有机电子元件，能够降低有机电子元件的驱动电压，提高光效率，并且利用化合物的热稳定性而提高元件的寿命特性。
附图说明
图1示出根据本说明书的一个实施方式的有机发光元件10。
图2示出根据本说明书的另一个实施方式的有机发光元件11。
符号说明
10、11：有机发光元件
20：基板
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：电子阻挡层
90：电子传输层
100：电子注入层
具体实施方式
以下，对本说明书进行更详细的说明。
本说明书的提供由上述化学式1表示的化合物。
本说明书中的取代基的例子在下文中进行说明，但并不限于此。
本说明书中，是指连接部位。
上述“取代”这一用语是指，结合于化合物的碳原子的氢原子被其他取代基替代，被取代的位置只要是氢原子可被取代的位置、即取代基可取代的位置就没有限制，当取代2个以上时，2个以上的取代基可以彼此相同或不同。
本说明书中，“取代或未取代的”这一用语是指，被选自氘、卤素基团、氰基、硝基、羟基、羰基、烷基、环烷基、氧化膦基、芳基、甲硅烷基、以及包含N、O、S、Se和Si原子中的1个以上的杂环基中的1个或2个以上取代基取代，或者被上述例示的取代基中的2个以上的取代基连接而成的取代基取代，或者不具有任何取代基。
本说明书中，作为卤素基团的例子，有氟、氯、溴或碘。
本说明书中，烷基可以为直链或支链，碳原子数没有特别限定，但优选为1至50。作为具体例，有甲基、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、4-甲基己基、5-甲基己基等，但并不限于此。
本说明书中，环烷基没有特别限定，但优选为碳原子数3至60的环烷基，具体而言，有环丙基、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，但并不限于此。
本说明书中，甲硅烷基是包含Si且上述Si原子作为自由基直接连接而成的取代基，并以-SiR201R202R203表示，R201至R203彼此相同或不同，各自独立地可以为由氢、氘、卤素基团、烷基、烯基、烷氧基、环烷基、芳基和杂环基中的至少一个构成的取代基。作为甲硅烷基的具体例，有三甲基甲硅烷基、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，但并不限于此。
本说明书中，在芳基为单环芳基的情况下，碳原子数没有特别限定，但优选为碳原子数6至50的单环芳基。具体而言，作为单环芳基，可以为苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基等，但并不限于此。
在上述芳基为多环芳基的情况下，碳原子数没有特别限定，但优选为碳原子数10至50的多环芳基。具体而言，作为多环芳基，可以为萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等，但并不限于此。
本说明书中，上述芴基可以被取代，相邻取代基可以彼此结合而形成环。
在上述芴基被取代的情况下，可以为 等，但并不限于此。
本说明书中，杂环基是包含作为杂原子的N、O、S、Si和Se中的1个以上的杂环基，碳原子数没有特别限定，但优选为碳原子数2至60的杂环基。作为杂环基的例子，有噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、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、菲咯啉(phenanthroline)基、噻唑基、异唑基、二唑基、噻二唑基和二苯并呋喃基等，但并不限于此。
本说明书中，杂芳基为芳香族环基，除此之外，可以从上述杂环基的例子中选择，但并不限于此。
本说明书中，2至4价的芳香族环基可以为单环或多环，是指在上述芳基上具有2至4个结合部位的基团，即2至4价的基团。它们除了各自为2至4价的基团以外，可适用上述芳基的说明。
本说明书中，亚芳基是指，在芳基上具有两个结合部位的基团，即2价基团。它们除了各自为2价基团以外，可适用上述芳基的说明。
本说明书中，杂亚芳基是指，在杂芳基上具有两个结合部位的基团，即2价基团。它们除了各自为2价基团以外，可适用上述杂芳基的说明。
根据本说明书的一个实施方式，R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方式，R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的碳原子数1至30的烷基。
根据本说明书的一个实施方式，R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的丙基、取代或未取代的丁基、取代或未取代的戊基、取代或未取代的异丙基、或者取代或未取代的叔丁基。
根据本说明书的一个实施方式，R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、异丙基或叔丁基。
根据本说明书的一个实施方式，R1和R2为取代或未取代的甲基。
根据本说明书的一个实施方式，R1和R2为甲基。
根据本说明书的一个实施方式，R3和R4为氢。
根据本说明书的一个实施方式，A1和A2彼此相同或不同，且为从下述结构中选择的任一种。
根据本说明书的一个实施方式，Z1至Z3中至少一个为N，其余彼此相同或不同，且各自独立地为N或CR。
根据本说明书的一个实施方式，X为NAr1、O或S。
根据本说明书的一个实施方式，X为NAr1。
根据本说明书的一个实施方式，X为O。
根据本说明书的一个实施方式，X为S。
根据本说明书的一个实施方式，Q为取代或未取代的单环或多环的芳香族环、或者取代或未取代的单环或多环的杂环。
根据本说明书的一个实施方式，Q为取代或未取代的苯、取代或未取代的萘、取代或未取代的蒽、取代或未取代的菲、或者取代或未取代的芘。
根据本说明书的一个实施方式，Q为苯、萘、蒽、菲或芘。
根据本说明书的一个实施方式，Q为苯。
根据本说明书的一个实施方式，Q为萘。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为直接键合、取代或未取代的亚芳基、或者取代或未取代的杂亚芳基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为直接键合。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的亚芳基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚三联苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚蒽基、取代或未取代的亚菲基、取代或未取代的三亚苯基、取代或未取代的亚芘基、或者取代或未取代的亚芴基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、三亚苯基、亚芘基或亚芴基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为亚苯基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为亚联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为亚蒽基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为亚萘基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的杂亚芳基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的2价咔唑基、取代或未取代的2价二苯并咔唑基、取代或未取代的2价二苯并呋喃基、取代或未取代的2价二苯并噻吩基、取代或未取代的2价吡啶基、取代或未取代的2价嘧啶基、或者取代或未取代的2价三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为2价咔唑基、2价二苯并咔唑基、2价二苯并呋喃基、2价二苯并噻吩基、2价吡啶基、2价嘧啶基或2价三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为取代或未取代的碳原子数6至30的芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、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、取代或未取代的三苯基、或者取代或未取代的芴基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为三联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为萘基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为取代或未取代的碳原子数2至30的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、或者取代或未取代的三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar1为吡啶基、嘧啶基或三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的碳原子数1至30的烷基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的异丙基、或者取代或未取代的叔丁基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为甲基、乙基、异丙基或叔丁基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的碳原子数6至30的芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、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、取代或未取代的三苯基、或者取代或未取代的芴基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为三联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为萘基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的碳原子数2至30的杂芳基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、或者取代或未取代的三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为吡啶基、嘧啶基或三嗪基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的碳原子数6至30的芳基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、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、取代或未取代的三苯基、或者取代或未取代的芴基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为苯基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为三联苯基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为萘基。
根据本说明书的一个实施方式，R和R5至R9为氢。
根据本说明书的一个实施方式，R10为取代或未取代的碳原子数6至30的芳基。
根据本说明书的一个实施方式，R10为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的萘基。
根据本说明书的一个实施方式，R10为苯基。
根据本说明书的一个实施方式，A1和A2彼此相同或不同，且可以各自独立地为从下述结构中选择的任一种。
根据本说明书的一个实施方式，上述化学式1所表示的化合物为选自下述化合物中的任一种。
根据本说明书的一个实施方式的化合物可以利用下述制造方法来制造。下述制造例中，虽然记载了代表性的例子，但可以根据需要追加或删除取代基，也可以改变取代基的位置。此外，基于本领域中已知的技术，可以改变起始物质、反应物质、反应条件等。
此外，本说明书提供包含上述化合物的有机电子元件。
本说明书的一个实施方式中，提供一种有机电子元件，其中，包括：第一电极、与所述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在上述第一电极与上述第二电极之间的1层以上的有机物层，上述有机物层中的1层以上包含上述化合物。
本说明书中，当指出某一构件位于另一构件“上”时，其不仅包括某一构件与另一构件接触的情况，还包括两构件之间存在其他构件的情况。
本说明书中，当指出某一部分“包含”某一构成要素时，只要没有特别相反的记载，则这意味着可以进一步包含其他构成要素，而不是将其他构成要素除外。
本说明书的有机电子元件的有机物层可以由单层结构形成，也可以由层叠有2层以上有机物层的多层结构形成。例如，作为本说明书的有机电子元件的代表性的例子，有机发光元件可以具有包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层等作为有机物层的结构。但是，有机电子元件的结构并不限于此，可以包含数量更少的有机层。
根据本说明书的一个实施方式，上述有机电子元件可以选自有机发光元件、有机磷光元件、有机太阳能电池、有机感光体(OPC)和有机晶体管。
以下，对有机发光元件进行列举。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含发光层，上述发光层包含上述化学式1所表示的化合物。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含发光层，上述发光层包含上述化学式1所表示的化合物作为发光层的主体。
根据本说明书的一个实施方式，上述有机物层包含发光层，上述发光层包含上述化学式1所表示的化合物作为发光层的磷光主体或荧光主体。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含上述化学式1所表示的化合物作为发光层的主体，包含其他有机化合物、金属或金属化合物作为掺杂剂。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含上述化学式1所表示的化合物作为发光层的主体，包含铱配合物作为掺杂剂。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含空穴注入层或空穴传输层，上述空穴注入层或空穴传输层包含上述化学式1所表示的化合物。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层可以包含多个空穴传输层。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含电子传输层、电子注入层、或同时进行电子注入及传输的层，上述电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子注入和电子传输的层包含上述化合物。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层可以包含多个电子传输层。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含电子阻挡层，上述电子阻挡层包含上述化学式1所表示的化合物。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层进一步包含选自空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、电子注入及传输层、空穴阻挡层、以及电子阻挡层中的1层或2层以上。
本说明书的一个实施方式中，上述有机发光元件包括：第一电极、与上述第一电极对置而具备的第二电极、具备在上述第一电极与上述第二电极之间的发光层、以及具备在上述发光层与上述第一电极之间或上述发光层与上述第二电极之间的2层以上的有机物层，上述2层以上的有机物层中至少一层包含上述化合物。本说明书的一个实施方式中，上述2层以上的有机物层可以从电子传输层、电子注入层、同时进行电子传输和电子注入的层、以及空穴阻挡层中选择2种以上。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层包含2层以上的电子传输层，上述2层以上的电子传输层中至少一层包含上述化合物。具体而言，本说明书的一个实施方式中，可以是上述2层以上的电子传输层中的1层包含上述化合物，也可以是上述2层以上的电子传输层分别包含上述化合物。
此外，本说明书的一个实施方式中，上述2层以上的电子传输层分别包含上述化合物的情况下，上述化合物以外的其他材料可以彼此相同或不同。
本说明书的一个实施方式中，上述有机物层除了包含上述化合物的有机物层以外，进一步包含含有芳基氨基、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。
另一个实施方式中，有机发光元件可以为在基板上依次层叠有阳极、1层以上的有机物层和阴极的结构(标准型(normal type))的有机发光元件。
包含上述化学式1的化合物的有机物层为电子传输层的情况下，上述电子传输层可以进一步包含n型掺杂剂。上述n型掺杂剂可以使用本领域已知的n型掺杂剂，例如可以使用金属或金属配合物。根据一例，包含上述化学式1的化合物的电子传输层可以进一步包含LiQ。
另一个实施方式中，有机发光元件可以为在基板上依次层叠有阴极、1层以上的有机物层和阳极的逆向结构(倒置型(inverted type))的有机发光元件。
例如，本说明书的有机电子元件的结构可以具有图1及图2中所示的结构，但并非仅限于此。
图1中例示了在基板20上依次层叠有第一电极30、发光层40和第二电极50的有机发光元件10的结构。上述图1是本说明书的一个实施方式的有机发光元件的例示性结构，可以进一步包含其他有机物层。
图2中例示了在基板20上依次层叠有第一电极30、空穴注入层60、空穴传输层70、电子阻挡层80、发光层40、电子传输层90、电子注入层100和第二电极50的有机发光元件的结构。上述图2是根据本说明书的实施方式的例示性结构，可以进一步包含其他有机物层。
本说明书的有机发光元件除了有机物层中的1层以上包含本说明书的化合物、即上述化合物以外，可以利用本领域已知的材料和方法来制造。.
上述有机发光元件包含多个有机物层的情况下，上述有机物层可以由相同物质或不同物质形成。
本说明书的有机发光元件除了有机物层中的1层以上包含上述化合物、即上述化学式1所表示的化合物以外，可以利用本领域已知的材料和方法来制造。
例如，本说明书的有机发光元件可以通过在基板上依次层叠第一电极、有机物层和第二电极而制造。此时，可以如下制造：利用溅射(sputtering)或电子束蒸发法(e-beamevaporation)之类的PVD(physical Vapor Deposition，物理气相沉积)方法，在基板上蒸镀金属或具有导电性的金属氧化物或它们的合金而形成阳极，然后在该阳极上形成包含空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机物层，之后在该有机物层上蒸镀可用作阴极的物质。除了这样的方法以外，也可在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质来制造有机发光元件。
此外，关于上述化学式1的化合物，在制造有机发光元件时，不仅可以利用真空蒸镀法，也可以利用溶液涂布法来形成有机物层。其中，所谓溶液涂布法是指，旋涂法、浸涂法、刮涂法、喷墨印刷法、丝网印刷法、喷雾法、辊涂法等，但并非仅限于此。
除了如上所述方法之外，也可以在基板上依次蒸镀阴极物质、有机物层、阳极物质而制造有机发光元件(国际专利申请公开第2003/012890号)。但是，制造方法并不限于此。
本说明书的一个实施方式中，上述第一电极为阳极，上述第二电极为阴极。
另一个实施方式中，上述第一电极为阴极，上述第二电极为阳极。
作为上述阳极物质，通常为了使空穴能够顺利地向有机物层注入，优选为功函数大的物质。作为本发明中可使用的阳极物质的具体例，有钒、铬、铜、锌、金等金属或它们的合金；氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物；ZnO:Al或SnO2:Sb等金属与氧化物的组合；聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDOT)、聚吡咯及聚苯胺等导电性高分子等，但并非仅限于此。
作为上述阴极物质，通常为了使电子能够容易地向有机物层注入，优选为功函数小的物质。作为阴极物质的具体例，有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡及铅等金属或它们的合金；LiF/Al或LiO2/Al等多层结构物质等，但并非仅限于此。
上述空穴注入层是注入来自电极的空穴的层，作为空穴注入物质，优选为如下化合物：具备传输空穴的能力，具有来自阳极的空穴注入效果、对于发光层或发光材料的优异的空穴注入效果，防止发光层中所产生的激子向电子注入层或电子注入材料迁移，而且薄膜形成能力优异。优选空穴注入物质的HOMO(highest occupied molecular orbital，最高占有分子轨道)介于阳极物质的功函数与周围有机物层的HOMO之间。作为空穴注入物质的具体例，有金属卟啉(porphyrin)、低聚噻吩、芳基胺系有机物、六腈六氮杂苯并菲系有机物、喹吖啶酮(quinacridone)系有机物、苝(perylene)系有机物、蒽醌及聚苯胺和聚噻吩系导电性高分子等，但并非仅限于此。
上述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，作为空穴传输物质，是能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴并将其转移至发光层的物质，空穴迁移率大的物质是合适的。作为具体例，有芳基胺系有机物、导电性高分子、以及同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等，但并非仅限于此。
上述电子阻挡层是防止从空穴注入层注入的空穴经过发光层进入电子注入层而能够提高元件的寿命和效率的层，必要时，可以使用公知的材料形成在发光层与电子注入层之间的合适的部分。
上述空穴阻挡层是防止从空穴注入层注入的空穴经过发光层进入电子注入层而能够提高元件的寿命和效率的层，必要时，可以使用公知的材料形成在发光层与电子注入层之间的合适的部分。
本说明书中，在发光层以外的有机物层包含上述化学式1所表示的化合物、或者具备追加的发光层的情况下，作为上述发光层的发光物质，是能够分别接收来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使其结合而发出可见光区域的光的物质，优选为对于荧光或磷光的量子效率高的物质。作为具体例，有8-羟基喹啉铝配合物(Alq3)；咔唑系化合物；二聚苯乙烯基(dimerized styryl)化合物；BAlq；10-羟基苯并喹啉金属化合物；苯并唑、苯并噻唑及苯并咪唑系化合物；聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)系高分子；螺环(spiro)化合物；聚芴、红荧烯等，但并非仅限于此。
上述发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料有芳香族稠环衍生物或含杂环化合物等。具体而言，作为芳香族稠环衍生物，有蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等，作为含杂环化合物，有咔唑衍生物化合物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物嘧啶衍生物等，但并不限于此。
作为上述掺杂剂材料，有芳香族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体而言，作为芳香族胺衍生物，是具有取代或未取代的芳基氨基的芳香族稠环衍生物，有具有芳基氨基的芘、蒽、二茚并芘(Periflanthene)等，作为苯乙烯基胺化合物，是在取代或未取代的芳基胺上取代有至少1个芳基乙烯基的化合物，选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的1个或2个以上取代基被取代或未取代。具体而言，有苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺等，但并不限于此。此外，作为金属配合物，有铱配合物、铂配合物等，但并不限于此。
上述电子传输层是从电子注入层接收电子并将电子传输至发光层的层，作为电子传输物质，是能够从阴极良好地接收电子并将其转移至发光层的物质，电子迁移率大的物质是合适的。作为具体例，有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，但并非仅限于此。电子传输层可以如以往技术中所使用的那样与任意期望的阴极物质一同使用。特别是，合适的阴极物质的例子是具有低功函数且伴随着铝层或银层的通常的物质。具体为铯、钡、钙、镱及钐，各物质的情况下，伴随着铝层或银层。
上述电子注入层是注入来自电极的电子的层，优选为如下化合物：具有传输电子的能力，具有来自阴极的电子注入效果、对于发光层或发光材料的优异的电子注入效果，防止发光层中所产生的激子向空穴注入层迁移，而且薄膜形成能力优异。具体而言，有芴酮、蒽醌二甲烷(Anthraquinodimethane)、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、蒽酮等以及它们的衍生物、金属配合物和含氮5元环衍生物等，但并不限于此。
作为上述金属配合物，有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)氯化镓、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，但并不限于此。
上述空穴阻挡层是阻止空穴达到阴极的层，一般可以利用与空穴注入层相同的条件来形成。具体而言，有二唑衍生物或三唑衍生物、菲咯啉衍生物、BCP、铝配合物(aluminum complex)等，但并不限于此。
本说明书的有机发光元件根据所使用的材料，可以为顶部发光型、底部发光型或双向发光型。
本说明书的一个实施方式中，除了有机发光元件以外还可以在有机太阳能电极或有机晶体管中包含上述化学式1所表示的化合物。
根据本说明书的化合物还可以通过与应用于有机发光元件时类似的原理而应用于以有机磷光元件、有机太阳能电池、有机感光体、有机晶体管等为代表的有机电子元件。例如，上述有机太阳能电池可以为包含阴极、阳极、以及在上述阴极与阳极之间配设的光活性层的结构，上述光活性层可以包含上述化合物。
以下，为了具体说明本说明书，例举实施例和比较例等来详细说明。然而，本说明书的实施例和比较例可以被变更为多种其他形态，且本说明书的范围不会被解释为受到以下详述的实施例和比较例的限定。本说明书的实施例和比较例是为了向本领域技术人员更完整地说明本说明书而提供的。
<制造例>
<合成例1>-中间体1的制造
在氮气气氛下，将化学式1A(50g，238mmol)放入氯仿500ml中并搅拌，然后冷却至0℃。之后，缓慢地以固体状态滴加N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(93g，523mol)。进行30分钟反应后，将温度提升至常温，进一步进行反应2小时，然后加热，进行3小时搅拌及回流。之后，降低温度后滴加水，然后终止反应。之后，将有机层与水层分离，然后用硫代硫酸钠饱和溶液提取2次。将有机层与水层分离，然后将有机层利用硫酸镁进行干燥。之后，将有机层蒸馏，然后通过乙酸乙酯与乙醇的再结晶化，制造中间体1(69g，79％)。
<合成例2>-中间体2的制造
在氮气气氛下，将上述中间体1(69g，188mmol)、频哪醇二硼烷 (105g，413mmol)和乙酸钾(111g，1126mmol)混合，并添加至四氢呋喃200ml中，然后一边搅拌一边加热。在回流状态下，放入[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II)(0.8g，1.1mmol)，进行3小时加热及搅拌。反应结束后，将温度降低至常温并过滤。向滤液中加入水，用氯仿提取后，将有机层用无水硫酸镁干燥并减压蒸馏，然后用乙醇进行再结晶化，制造中间体2(79g，91％)。
<合成例3>-化合物1的制造
在氮气气氛下，将化学式3A(10g，37mmol)和中间体2(8.6g，19mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(16g，112mmol)溶解于水(H2O)50ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.3g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物1(10g，81％)。
MS[M+H]+＝672
<合成例4>-化合物2的制造
在氮气气氛下，将化学式4A(10g，37mmol)和中间体2(8.6g，19mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(16g，112mmol)溶解于水(H2O)50ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.3g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物2(9g，71％)。
MS[M+H]+＝670
<合成例5>-化合物3的制造
在氮气气氛下，将化学式5A(10g，37mmol)和中间体2(8.6g，19mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(16g，112mmol)溶解于水(H2O)50ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.3g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物3(9.5g，75％)。
MS[M+H]+＝670
<合成例6>-化合物4的制造
在氮气气氛下，将化学式6A(10g，37mmol)和中间体2(6g，13mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(11g，77mmol)溶解于水(H2O)50ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.3g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物4(11g，70％)。
MS[M+H]+＝824
<合成例7>-化合物5的制造
在氮气气氛下，将化学式7A(10g，35mmol)和中间体2(8g，17.2mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(14g，103mmol)溶解于水(H2O)50ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.2g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物5(9g，60％)。
MS[M+H]+＝672
<合成例8>-化合物6的制造
在氮气气氛下，将化学式8A(10g，47mmol)和中间体2(11g，23mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(19g，140mmol)溶解于(H2O)60ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(1.6g，1mmol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物6(9g，70％)。
MS[M+H]+＝566
<合成例9>-化合物7的制造
在氮气气氛下，将中间体1(11.0g，30mmol)、化学式8A(咔唑)(10g，60mmol)和叔丁醇钠(12g，120mmol)放入二甲苯(xylene)100ml中，进行搅拌及回流。之后，投入双(三叔丁基膦)钯(0.6g，1.2mmol)。进行8小时反应后，将温度降低至常温并过滤。将上述过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏后，利用柱色谱(氯仿：己烷)精制，然后将浓缩液再次用氯仿和乙酸乙酯进行再结晶。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物7(13g，60％)。
MS[M+H]+＝540
<合成例10>-化合物8的制造
在氮气气氛下，将上述中间体1(8.5g，23mmol)、化学式9A(10g，46mmol)和叔丁醇钠(9g，92mmol)放入二甲苯(xylene)100ml中，进行搅拌及回流。之后，投入双(三叔丁基膦)钯(0.5g，1mmol)。进行8小时反应后，将温度降低至常温并过滤。将上述过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏后，利用柱色谱(氯仿：己烷)精制，然后将浓缩液再次用氯仿和乙酸乙酯进行再结晶。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物8(8g，50％)。
MS[M+H]+＝640
<合成例11>-化合物9的制造
在氮气气氛下，将化学式11A(10g，44mmol)和中间体2(14g，22mmol)放入四氢呋喃(THF)100ml中，进行搅拌及回流。之后，将碳酸钾(K2CO3)(18g，130mmol)溶解于水(H2O)60ml后投入，充分搅拌，然后投入四三苯基膦钯(TTP)(0.3g，0.2mol)。之后，进行12小时反应，将温度降低至常温，然后进行过滤。将过滤物用氯仿和水提取后，将有机层用硫酸镁干燥。之后，将有机层减压蒸馏，利用乙酸乙酯进行再结晶化。将所生成的固体过滤后干燥，制造化合物9(9g，71％)。
MS[M+H]+＝594
<实施例>
<实验例1-1>
将以厚度薄膜涂布有ITO(氧化铟锡)的玻璃基板(康宁7059玻璃)放入溶解有分散剂的蒸馏水中，利用超声波进行洗涤。洗涤剂使用菲希尔公司(Fischer Co.)的制品，蒸馏水使用由密理博公司(Millipore Co.)制造的过滤器(Filter)过滤2次后的蒸馏水。将ITO洗涤30分钟后，用蒸馏水反复2次进行10分钟的超声波洗涤。蒸馏水洗涤结束后，依次用异丙醇、丙酮、甲醇溶剂进行超声波洗涤并干燥。
在这样准备的ITO透明电极上以的厚度热真空蒸镀六腈六氮杂苯并菲(hexanitrile hexaazatriphenylene，HAT)而形成空穴注入层。在该空穴注入层上真空蒸镀作为传输空穴的物质的后，以的厚度真空蒸镀主体H1和掺杂剂D1化合物作为发光层。在上述发光层上以1:1的重量比真空蒸镀合成例3中制造的化合物1和LiQ(Lithium Quinolate，喹啉锂)而形成厚度的电子注入及传输层。在上述电子注入及传输层上依次蒸镀厚度的氟化锂(LiF)和厚度的铝而形成阴极，从而制造有机发光元件。
上述过程中，有机物的蒸镀速度维持0.4至阴极的氟化锂维持的蒸镀速度，铝维持的蒸镀速度，蒸镀时真空度维持2×10-7至5×10- 6torr，从而制作有机发光元件。
[HT1]
<实验例1-2至1-9>
上述实验例1-1中，作为电子注入及传输层，使用化合物2至9代替化合物1，除此以外，同样地进行实验。
<比较例1-1>
上述实验例1-1中，使用下述ET1的化合物代替化合物1，除此以外，利用与上述实验例1-1相同的方法制作有机发光元件。
[ET1]
<比较例1-2>
上述实验例1-1中，使用ET2的化合物代替化合物1，除此以外，利用与上述实验例1-1相同的方法制作有机发光元件。
[ET2]
<比较例1-3>
上述实验例1-1中，使用ET3的化合物代替化合物1，除此以外，利用与上述实验例1-1相同的方法制作有机发光元件。
[ET3]
<比较例1-4>
上述实验例1-1中，使用ET4的化合物代替化合物1，除此以外，利用与上述实验例1-1相同的方法制作有机发光元件。
[ET4]
对于如上述实验例1-1至1-8和比较例1-1至1-4那样使用各化合物作为电子注入及传输层物质而制造的有机发光元件，在10mA/cm2的电流密度下测定驱动电压和发光效率，在20mA/cm2的电流密度下测定达到初始亮度的95％时的时间(LT95)。将其结果示于下述表1中。
[表1]
如上述表1所示，可知在使用本说明书的化学式1至8所表示的化合物作为电子注入及传输层而制造的有机发光元件的情况下，在有机发光元件的效率、驱动电压和/或稳定性方面表现出优异的特性。
此外，如上述表1所示，可知在使用本说明书的化合物9和比较例1-4的ET4化合物作为电子注入及传输层而制造的有机发光元件的情况下，有机发光元的效率、驱动电压类似，但在稳定性方面表现出优异的特性，由此可知，与在咪唑上取代有烷基的情况相比，取代有芳基的情况下表现出更优异的寿命特性。
通过以上内容，对本发明的优选的实验例(电子注入及传输层)进行了说明，但本发明不受此限定，可以在权利要求范围和发明的具体实施方式的范围内进行各种各样的变形后实施，这也属于本发明的范畴。

Claims (8)

1.一种化合物，其由下述化学式1表示，
化学式1
所述化学式1中，
R1至R4彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
a为1至3的整数，
b为1至3的整数，
当a为2以上时，多个R3彼此相同或不同，
当b为2以上时，多个R4彼此相同或不同，
A1和A2彼此相同或不同，且为从下述结构中选择的任一种，
Z1至Z3中至少一个为N，其余彼此相同或不同，且各自独立地为N或CR，
X为NAr1、O或S，
Q为取代或未取代的单环或多环的芳香族环、或者取代或未取代的单环或多环的杂环，
L1至L6彼此相同或不同，且各自独立地为直接键合、取代或未取代的亚芳基、或者取代或未取代的杂亚芳基，
Ar1为取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
Ar2至Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，
R和R5至R10彼此相同或不同，且各自独立地为氢、氘、卤素基团、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的氧化膦基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂环基，
r5为1至4的整数，
r6为1至4的整数，
r7为1至4的整数，
r8为1至2的整数，
r9为1至4的整数，
r10为1至6的整数，
当r5为2以上时，多个R5彼此相同或不同，
当r6为2以上时，多个R6彼此相同或不同，
当r7为2以上时，多个R7彼此相同或不同，
当r8为2时，多个R8彼此相同或不同，
当r9为2以上时，多个R9彼此相同或不同，
当r10为2以上时，多个R10彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述由化学式1表示的化合物为选自下述化合物中的任一种，
3.一种有机电子元件，其中，包括：第一电极、与所述第一电极对置而具备的第二电极、以及具备在所述第一电极与所述第二电极之间的1层以上的有机物层，所述有机物层中的1层以上包含权利要求1或2所述的化合物。
4.根据权利要求3所述的有机电子元件，其中，所述有机物层包含发光层，所述发光层包含所述化合物。
5.根据权利要求3所述的有机电子元件，其中，所述有机物层包含空穴注入层或空穴传输层，所述空穴注入层或空穴传输层包含所述化合物。
6.根据权利要求3所述的有机电子元件，其中，所述有机物层包含电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子注入和电子传输的层，所述电子传输层、电子注入层、或者同时进行电子注入和电子传输的层包含所述化合物。
7.根据权利要求3所述的有机电子元件，其中，所述有机物层包含电子阻挡层或空穴阻挡层，所述电子阻挡层或空穴阻挡层包含所述化合物。
8.根据权利要求3所述的有机电子元件，其中，所述有机电子元件还包含选自发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电子注入及传输层、电子阻挡层、以及空穴阻挡层中的1层或2层以上。
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