[发明专利]用于半导体材料作为磷光发射体的主体基质的9,9'－和2,2'－取代的3,3'－联咔唑衍生物

说明书

技术领域

本发明涉及咔唑化合物和含咔唑化合物的半导体材料。此外还涉 及制备咔唑化合物的方法，以及其作为半导体材料的用途，特别是作 为磷光发射体的主体基质。

发明背景

作为OLED(有机发光二极管)中的磷光发射体，能够使用金属络 合物。半导体材料与合适的金属络合物的结合能够引起发光二极管效 率的增加，这是因为由于金属络合物能够经由重原子效应使单重态和 三重态混合使得它们可以获得单重激发态和三重激发态两者。通过这 种混合，产生一种发射状态，使得对于光发射来说，能够使用OLED 中的100％的激发态(即荧光和磷光两者)(参见图1)。

该半导体材料被称作磷光发射体的主体基质，并且需要在OLED 中形成磷光材料的薄层并且传送电荷。除了已知的对于使用荧光发射 体的通常要求以外，磷光发射体的主体基质还必须满足其它条件，即 主体的三重态能隙必须高于客体的三重态能隙。即，为了从金属络合 物提供有效磷光，主体基质的最低激发态(三重态，图1中的T_主体)在 能量上必须高于金属络合物的最低发射态(图1中的T_客体)。这种要求 的出现是因为能量总停留在系统的最低激发态上。因为磷光金属络合 物应该是发射体，所以最低激发态必须位于金属络合物上而不是位于 主体基质上。

WO 04/072205公开了基于在咔唑单元的苯环上衍生的用于小分 子OLED作为主体材料的咔唑衍生物。咔唑或者连接到其它咔唑以形 成咔唑二聚物和三聚物或者连接到芴和噁二唑以形成混合化合物。

咔唑衍生物的三重态的能级恰好足够高以容纳天蓝色磷光发射 体。对于全部衍生物，咔唑主体的三重态能量为约2.75eV(450nm)。 这限制了该主体对能量为2.725eV(455nm)的蓝色磷光发射体的可应用 性，也就是对比该主体的三重态能级至少低室温能量kT的磷光发射 体的可应用性，但更实际地来看是对比该主体的三重态能级低3倍kT 的能量为2.675eV(464nm)的蓝色磷光发射体的可应用性。这意味着该 咔唑衍生物的三重态能级太低而不能有效容纳饱和蓝色磷光发射体(约 2.8eV，443nm)。

对于大多数应用来说，(饱和)蓝颜色是需要的。因此，需要能够 有效容纳2.85eV-2.8eV的饱和磷光三重态发射体的三重态能级大于 2.875eV的主体。

对于找到用于OLED的高能三重态发射体的合适主体来说并不容 易。具有大HOMO-LUMO能隙的材料将自动具有高三重态能量。然 而，这些材料还将遭受电荷注入的问题，这是由于HOMO和/或LUMO 能级与电极(或电荷注入层)的费米能级失调造成的。这样同时，三重 态能级必须增加，并且氧化/还原电势必须保持在其中来自普通接触的 容易的电荷注入是可行的状态中。

在本领域中已知当分子的波函数定域时能级增加。例如，使用甲 基来扭转联苯(这增加了三重态能级)的结构在文献中是已知的(4，4′-双 (9-咔唑基)-2，2′-二甲基-联苯(CDBP)，Tokito，S.；Iijima，T.；Suzuri，Y.； Kita，H.；Tsuzuki，T.；Sato，F.Appl.Phys.Lett.2003，83，569)。然而， 现有技术没有揭示如何获得与恒定氧化/还原电势结合的高三重态能 级。

当然，能够提供具有期望特征的化合物是非常有利的。

发明概述

本发明的目标是能够将OLED主体的三重态能级增加到足够高的 以容纳饱和蓝色磷光发射体的值，将氧化电势保持在容易实现正电荷 载流子的电荷注入的值。

这一目标是通过具有通式(I)的咔唑化合物实现的

其中

-R₁和-R₂在每次出现时是相同或不同的，是-OR⁴¹、-OR⁴²、-SR⁴¹、 -SR⁴²、-NR⁴¹R⁴⁵或-NR⁴²R⁴⁵；

-R₃和-R₄在每次出现时是相同或不同的，是R⁴¹或R⁴²，其中