[发明专利]有机材料及使用其的有机电激发光组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有茚并三亚苯衍生物的有机材料以及使用此有机材料的有机电激发光(以下称为有机EL)组件。更特别的是，本发明涉及一种具有式(I)化合物的有机材料，使用此材料作为电洞阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)以及/或磷光主体可有效降低驱动电压、降低功率消耗以及增加效率。

背景技术

有机电激发光(有机EL)是一种发光二极管(LED)，其中发光层是由有机化合物制成的膜，其可在相对应的电流下发出光线。有机化合物的发光层夹设于两个电极之间。有机EL由于其高照明、低重量、超薄外形、自照明而无须背光、低功耗、宽视角、高对比度、制造方法简单以及反应时间快速的特性而应用于平板显示器中。

第一次观察到有机材料电激发光的现象是在1950年代早期由安德烈贝纳诺斯(Andre Bernanose)和同事在法国南锡大学(Nancy Université)进行的。纽约大学(New York University)的马丁蒲伯(Martin Pope)和其同事在1963年第一次在真空下于掺杂有并四苯的蒽的单一纯晶体上观察直流电(DC)电激发光。

第一个二极管组件在1987年由伊士曼柯达(Eastman Kodak)的邓青云(Ching W.Tang)和史蒂文凡斯莱克(Steven Van Slyke)所发表。该组件使用具有分离设置的电洞传输层和电子传输层的双层结构，使得工作电压降低并且改进效率，引领当今时代的有机EL研究和组件生产。

典型地，有机EL是由位于两个电极之间的有机材料层构成，其包含有电洞传输层(hole transporting layer，HTL)、发光层(emitting layer，EML)、电子传输层(electron transporting layer，ETL)。有机EL的基本机制涉及载子(carrier)的注入、载子的传输、重组以及形成激子(exciton)以发光。当外部电压施加到有机发光组件时，电子和电洞分别自阴极和阳极注入，电子将从阴极注入到最低未占用分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)中，而电洞将从阳极注入到最高占用分子轨域(highest occupied molecular orbital，HOMO)中。当电子与电洞在发光层中重组时，形成激子并且随后发光。当发光分子吸收能量而达到激发态时，依据电子和电洞的自旋组合，激子可呈单重态或三重态。75％的激子通过电子和电洞的重组形成而达到三重激发态。从三重态衰减是自旋禁阻(self forbidden)的。因此，荧光电激发光组件仅具有25％的内部量子效率(internal quantum efficiency)。相较于荧光电激发光组件，磷光有机EL组件利用自旋-轨域相互作用(spin-orbit interacttion)可促进单重态与三重态之间的系统间穿越(intersystem crossing)，因而获得来自单重态和三重态两者的发光，且电激发光组件的内部量子效率自25％升至100％。自旋-轨域相互作用可通过诸如铱(iridium)、铑(rhodium)、铂(platinum)、钯(palladium)等的重原子(heavy atom)来完成，且可以从有机金属络合物中被激发的金属至配位基的电荷转移态(metal to ligand charge transfer，MLCT)观察到磷光转换(phosphorescent transition)的现象。

近年来，安达教授(Adachi)及其同事研发一种结合热活化型延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence，TADF)机制的新型荧光有机EL组件，其是通过反向系统间穿越(reverse intersystem crossing，RISC)机制，将自旋禁阻的三重态激子转化至单重态能阶以获得激子形成的高效率的一种具有前景的方式。