[发明专利]有机电场变色装置及用于此装置的邻二氮菲基化合物

说明书

本发明提供一种具有菲咯啉基的化合物，和此化合物在作为发光层和/或电子传输层材料、和/或电洞阻挡层材料的磷光发光主体材料、和/或热活化延迟荧光(TADF)的有机电场发光(有机EL)装置材料中的应用。本发明的装置具有高热稳定性、高发光效率、高亮度、长半衰期，并具有良好电荷载子迁移率和优秀的操作耐久性，可降低驱动电压和功率消耗、增加有机EL装置效率和半衰期，在工业实际应用中具有经济优势。

技术领域

本发明涉及一种邻二氮菲基的化合物及使用该化合物的有机电场发光(有机EL)装置。特别涉及一种具有式(1)的化合物及使用该化合物作为发光层和/或电子传输层材料、和/或电洞阻挡层材料之磷光发光主体材料的有机EL装置，和/或发光层的热活化型延迟荧光(TADF)材料。

背景技术

有机电场发光(有机EL)常见有发光二极管(LED)，其发射层是可呼应电流而发光的有机化合物所制成的薄膜。有机化合物的发射层夹在两个电极之间。有机EL因其高照度、低重量、超薄外形、无背光的自照明、低功耗、宽视角、高对比度、制造简单、快速反应时间等优点而被广泛应用于平板显示器中。

有机材料电场发光是于1950年代早期，被安德烈贝诺斯(Andre Bernanose)与其同事于法国南锡大学所首次发现。马丁伯普(Martin Pope)与其纽约大学的同事，于1963年在真空下掺杂有稠四苯蒽的单一纯晶体上，首次观察到直流(DC)电场发光。

第一个二极管装置，是由在伊士曼柯达(Eastman Kodak)的邓青云(ChingW.Tang)和史蒂芬凡斯莱克(Steven Van Slyke)于1987年所提出。该装置采用具有单独的电洞传输和电子传输层的双层结构，可降低操作电压并提高效率，促成了当今主流有机EL研究和装置生产方式。

一般而言，有机EL装置由位于两个电极间的有机材料层组成，其包括电洞传输层(HTL)、发射层(EML)和电子传输层(ETL)。有机EL的基本机制包括载子注入、载子传输、复合以及形成发光的激子。当有外部电压施加到有机EL装置时，电子和电洞将分别自阴极和阳极注入，电子将从阴极被注入到最低未占用分子轨域(lowest unoccupied molecularorbital，LUMO)中，电洞将从阳极被注入到最高占用分子轨域(highest occupiedmolecular orbital，HOMO)中。当电子与发光层中的电洞复合时，将会形成激子然后发光。当发光分子吸收能量来达到激发态时，根据电子和电洞自旋组合方式，激子可处于单重或三重态。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，荧光电场发光装置仅具有25％的内量子效率。与荧光电场发光装置相反，磷光有机EL装置是利用自旋轨道相互作用，来促进单重态和三重态间的跨系统交叉，从而获得单重态和三重态的发射，以及将电场发光装置的内部量子效率从25％提升至100％。自旋-轨道相互作用，是通过一些重原子如：铱、铑、铂、钯来完成的，且磷光跃迁可以从有机金属复合物的激发MLCT(金属-配位电荷转移)状态来观察而得。

近年来，安达(Adachi)和同事已开发热活化型延迟荧光(thermally activateddelayed fluorescence，TADF)机制，并将其整合至新型的荧光有机EL装置，其是通过将自旋禁组的三线态激子，并透过逆向系统间穿越(reverse intersystem crossing，RISC)机制，转化为独态来获得高效率的激子形成。

有机EL利用三重态和单重态激子。由于与单重态激子相比，三重态激子具有较长生命期及扩散长度，磷光有机EL一般需要在发射层(EML)与电子传输层(ETL)之间加入额外的电洞阻挡层(HBL)，或需要在发射层(EML)与电洞传输层(HTL)之间加入额外的电子阻挡层(EBL)。使用HBL或EBL的目的是限制注入的电洞和电子的重组和使EML内所产生激子弛豫，因此可以改进装置的效率。为了满足这些作用，电洞阻挡材料或电子阻挡材料必须具有适合于阻断电洞或电子从EML传输到ETL或到HTL的HOMO和LUMO能阶。