[发明专利]啡啉类化合物及其用途

说明书

本发明揭示一种由以下式(I)表示的新颖啡啉类化合物；采用该啡啉类化合物作为电洞阻挡材料/电子传输材料或磷光主体的有机EL装置，其可显示良好效能。L、m、n、X、Y及R₁至R₂₀各具有与本发明中所描述相同的定义。

技术领域

本发明大体上系关于一种新颖啡啉类化合物及使用所述啡啉类化合物的有机电致发光(本文称为有机EL)装置。更具体言之，本发明系关于具有通式(I)的啡啉类化合物、一种采用所述啡啉类化合物作为电洞阻挡材料/电子传输材料或磷光主体的有机EL装置。

背景技术

有机电致发光(有机EL)为发光二极管(LED)，其中发光层为由有机化合物制成的膜，其因应于电流而发光。有机化合物的发光层包夹在两个电极之间。有机EL由于其高照明、低重量、超薄轮廓、自照明无需背光、低功率消耗、宽视角、高对比度度、简单制造方法及快速响应时间而应用于平板显示器中。

有机材料中电致发光的第一次观测系在20世纪50年代早期由安德烈布纳诺(Andre Bernanose)及同事在法国南锡大学(Nancy-University)进行。纽约大学(New YorkUniversity)的马丁波普(Martin Pope)及其同事首次于1963年观测到在真空下在蒽的单一纯晶体上及在掺杂有并四苯的蒽晶体上的直流电(DC)电致发光。

第一个二极管装置由邓青云(Ching W.Tang)及史帝文史赖(Steven Van Slyke)于1987年在伊士曼柯达(Eastman Kodak)报导。所述装置使用具有独立电洞传输层和电子传输层的双层结构使得操作电压降低且提高效率，导致当今时代的有机EL研究及装置生产。

有机EL通常由位于两个电极之间的有机材料层组成，有机材料层包括电洞传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)。有机电致发光的基本机制涉及载流子注入、载流子传输、重组及形成激子以发光。当外部电压施加至有机发光装置时，电子与电洞分别自阴极与阳极注入，电子将自阴极注入最低未占用分子轨域(lowest unoccupied molecularorbital；LUMO)中且电洞将自阳极注入最高占用分子轨域(highest occupied molecularorbital；HOMO)中。当电子与电洞在发光层中重组时，形成激子且随后发光。当发光分子吸收能量实现激发态时，由电子与电洞的自旋如何组合而定，激子可呈单重态或三重态。藉由电子与电洞的重组形成75％激子以实现三重激发态。三重态衰变为自旋禁止的。因此，荧光电致发光装置仅具有25％内部量子效率。相对于荧光电致发光装置，磷光有机发光二极管利用自旋-轨域相互作用来促进在单重态与三重态之间的系统间穿越，因此获得来自单重态与三重态的发光及25％至100％的电致发光装置内部量子效率。

最近，Adachi与同事已研发一种并有热启动延迟荧光(TADF)机制的新类型荧光有机EL，其为藉由用反向系统间穿越(RISC)机制将自旋禁止三重态激子转化成单重态水平，以获得高效率激子形成的有前景方式。

磷光有机EL利用三重态与单重态激子。由于相较于单重态激子的寿命及扩散长度，三重态激子的寿命及扩散长度较长，磷光有机EL一般需要在发光层(EML)与电子传输层(ETL)之间有额外电洞阻挡层(HBL)，或具有电洞阻挡能力的电子传输层取代典型ETL。使用HBL或HBETL的目的为限制所注入的电洞与电子的重组及EML内所产生激子的松弛，因此可提高装置效率。为满足此类角色，电洞阻挡材料必须具有适合于阻挡电洞自EML传输至ETL且使电子自ETL传送至EML的最高占用分子轨域(HOMO)与最低未占用分子轨域(LUMO)能阶，另外，亦需要材料良好的热与电化学稳定性。