CN103910713A - 含喹啉及咔唑的双极性化合物及其有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种含喹啉(quinoline)和咔唑(carbazole)的双极性化合物，其结构如下式(I)所示：其中A为苯基、联苯、或三苯；Ra、Rb、Rc是独立选自由氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基所组成的群组。本发明还提供了一种含上述双极性化合物的主体材料、掺杂物及有机发光二极管装置。
Description
技术领域
本发明是关于一种新颖的双极性化合物，及含该化合物的主体发光材料与有机发光二极管装置。更具体地说，该双极性化合物是一种含喹啉(quinoline)和咔唑(carbazole)的双极性化合物。
背景技术
有机电激发光为一自发性发光现象(organic electroluminescence，OEL)，是指在一定电场下，有机物质被相应的电能激发所发生的发光现象。近几年，有机电激发光的研究有了突破性的发展，引起国内创投及光电产业界投资热潮。有机电激发光的发光原理和无机材料的发光二极管相似，大体上分为二类：小分子有机发光二极管及大分子有机发光二极管，其中小分子有机发光二极管是以小分子染料或颜料为元件材料主体，而大分子有机发光二极管则是以共轭性高分子有机材料为主。
决定有机发光二极管产品的良莠的关键在于材料，发光材料是其中最重要的材料，好的发光材料必需满足四个条件：(1)高量子效率的荧光特性，且荧光光谱主要分布在400～700nm可见光区域内；(2)良好的半导体特性，具有高的导电率，能传导电子或空穴，或者两者皆有；(3)良好的成膜性，在几十纳米的薄膜中不会产生针孔；(4)良好的热稳定性。
发光材料的开发为相当重要的一个课题，尤其是主体发光材料，主体发光材料必须具备易捕捉载子、能量转移特性佳、高玻璃转换温度、高热稳定性、合适的单重态及三重态能隙。再者，除发光效率外，发光材料的元件寿命也为另一要求。因此有机发光二极管在主体发光材料的开发上仍有很大改善的空间。
发明内容
本发明提供了一种含喹啉(quinoline)和咔唑(carbazole)的双极性化合物，其结构如下式(I)所示：
其中A为苯基、联苯、或三苯；
Ra、Rb、Rc是独立选自由氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基所组成的群组。
在一实施形式中，A可进一步具有由下列群组所组成的取代基：氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基。
在一实施形式中，前述芳基可为苯基或经取代的苯基。此处，经取代的苯基是指经卤素、烷基、烷基苯或杂芳基所取代，但不仅限于此。
在一实施形式中，前述杂芳基可为咔唑基，但不仅限于此。
在一实施形式中，前述Rb与Rc可为相同或不同的官能基。
在一实施形式中，前述Rb、Rc是独立选自
其中X可以为氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基，但不仅限于此。
本发明另提供一种有机发光二极管装置，其包含：
一对电极；以及
有机发光单元，配置于该对电极之间，
其中，该有机发光单元包含具有前述式(I)所示结构的化合物：
本发明又提供一种有机电激发光装置，包括：
一对电极；以及
一有机发光单元，配置于该对电极之间，
其中，该有机发光单元包含一发光层，该发光层包含一主体材料及一掺杂材料，而该主体材料包含具有前述式(I)所示结构的化合物：
在一实施形式中，前述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料可包含0～10％的一绿光掺杂材料。在具体实施形式中，该绿光掺杂材料可为Ir(ppy)3，但不仅限于此。
在一实施形式中，前述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料可包含0～10％的一橘光掺杂材料。在具体实施形式中，该橘光掺杂材料可为Ir(pq)3，但不仅限于此。
在一实施形式中，前述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料包含0～10％的一红光掺杂材料。在具体实施形式中，该红光掺杂材料为Ir(piq)3，但不仅限于此。
附图说明
图1为本发明的一实施例中，含喹啉及咔唑的化合物所制得的有机发光二极管的结构示意图。
图2为装置A、E、H、I的发光效率随时间减弱的折线图数据。
【主要元件符号说明】
10-有机电激发光装置
12-基底；
14-下电极；
16-有机发光单元；
18-上电极。
具体实施方式
接着，本发明的实施形式依下列例子详细描述，但不限于此。本发明的上述及其他目的、特征及优点将因以下叙述及后附附图而变得更加清楚。
一、化合物合成
请参照下列简式，本发明实施例的含喹啉及咔唑的化合物是由下列流程制备。
以1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)以及2-氨基二苯甲酮(2-aminobenzophenone)为起始材料，二苯基磷酸酯(diphenyl phosphate，DPP)，和m-甲酚(m-cresol)在140度的条件下以得到CzPPQ衍生物。其他含喹啉及咔唑的化合物的制备也可由调整起始材料而得到。
制备例1：制备CzPPQ【9-(4-(4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)】
将起始物1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)(285mg，1.00mmol)、2-氨基二苯甲酮(2-aminobenzophenone)(400mg，2.00mmol)、二苯基磷酸酯(diphenylphosphate)(DPP，751mg，3.00mmol)和刚蒸馏出m-甲酚(m-cresol)(1.0mL)加入至圆底瓶中在氮气下加热至140度反应12小时。反应完成后，加入10％三乙胺/甲醇之后过滤沉淀物，并以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(4-(4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)381mg，产率为85.4％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.31(dd，2H，J＝7.6，7.2Hz)，7.44(dd，2H，J＝8.0，7.6Hz)，7.50-7.62(m，8H)，7.73-7.80(m，3H)，7.91(s，1H)，7.95(d，1H，J＝8.4Hz)，8.16(d，2H，J＝7.6Hz)，8.30(d，1H，J＝8.4Hz)，8.43(d，2H，J＝8.4Hz)；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：109.8，119.1，120.1，120.3，123.5，125.7，125.8，126.0，126.5，127.2，128.5，128.6，129.0，129.5，129.7，130.1，138.2，138.5，138.7，140.6，148.8，149.4，155.9；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C33H22N2，446.1783；found，446.1779.Anal.calcd.for C33H22N2：C88.76，H4.97，N6.27；found：C88.49，H4.87，N6.35.
制备例2：制备CzPPBrQ【9-(4-(4-(4-溴苯基)喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-(4-bromophenyl)quinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)】
将起始物1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)(285mg，1.00mmol)，(2-氨基苯基)(4-溴苯基)甲酮((2-aminophenyl)(4-bromophenyl)methanone)(553mg，2.00mmol)，二苯基磷酸酯(DPP，751mg，3.00mmol)和刚蒸馏出m-甲酚(1.0mL)加入至圆底瓶中在氮气下加热至140度反应12小时。反应完成后，加入10％三乙胺/甲之后过滤沉淀物，并以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(4-(4-(4-溴苯基)喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-(4-bromophenyl)quinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)426mg，产率为81.2％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.30(dd，2H，J＝7.2，7.2Hz)，7.40-7.52(m，7H)，7.69-7.80(m，7H)，7.86-7.88(m，2H)，8.14(d，2H，J＝7.2Hz)，8.27(d，1H，J＝8.8Hz)，8.41(d，2H，J＝8.4Hz)，；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：109.8，119.0，120.1，120.4，122.9，123.6，125.3，125.5，126.0，126.8，127.3，129.1，129.9，130.3，131.2，131.9，137.2，138.4，138.9，140.7，148.2，148.9，156.0；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C33H21BrN2，524.0888；found，524.0893.
制备例3：制备CzPPQBr【9-(4-(6-溴-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(6-bromo-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)】
将起始物1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)(285mg，1.00mmol)，(2-氨基-5-溴苯基)(苯基)甲酮((2-amino-5-bromophenyl)(phenyl)methanone)(553mg，2.00mmol)、二苯基磷酸酯(DPP，751mg，3.00mmol)和刚蒸馏出m-甲酚(1.0mL)加入至圆底瓶中在氮气下加热至140度反应12小时。反应完成后，加入10％三乙胺/甲醇之后过滤沉淀物，并以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(4-(6-溴-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(6-bromo-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)437mg，产率为83.2％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.30(ddd，2H，J＝8.0，7.6，1.0Hz)，7.42(ddd，2H，J＝8.0，6.8，1.2Hz)，7.48-7.50(m，2H)，7.55-7.60(m，5H)，7.73(d，2H，J＝8.4Hz)，7.82(dd，1H，J＝9.0，6.2Hz)，7.91(s，1H)，8.07(d，1H，J＝3.0Hz)，8.13-8.16(m，3H)，8.41(d，2H，J＝8.4Hz)；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：109.7，109.8，119.9，120.2，120.4，120.7，123.6，126.4，127.1，127.3，127.9，128.8，128.9，129.1，129.4，131.8，133.3，137.6，138.0，139.1，140.6，148.8，156.2；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C33H21BrN2，524.0888；found，524.0897.
制备例4：制备CzPPCzQ【9，9′-(喹啉-2，4-二基双(4，1-亚苯基))双(9H-咔唑)(9，9′-(quinoline-2，4-diylbis(4，1-phenylene))bis(9H-carbazole))】
将起始物9-(4-(4-(4-溴苯基)喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-(4-bromophenyl)quinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)(525mg，1.00mmol)、咔唑(200mg，1.2mmol)、Pd(dba)2(33mg，0.060mmol)，三-叔丁基膦(tri-tert-butylphosphine)(96mg，0.048mmol)、叔丁醇钠(sodiumtert-butoxide)(432mg，4.50mmol)和溶剂邻二甲苯(o-xylene)(3.00mL)加入至高压管中，之后加热至150度后反应48小时。反应完成后过硅藻土(Celite)除去金属盐类并以二氯甲烷反复冲洗多次，之后收集滤液并浓缩，最后以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9，9′-(喹啉-2，4-二基双(4，1-亚苯基))双(9H-咔唑(9，9′-(quinoline-2，4-diylbis(4，1-phenylene))bis(9H-carbazole))528mg，产率为86.3％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.28-7.33(m，4H)，7.39-7.46(m，7H)，7.51(dd，4H，J＝8.0，8.0Hz)，7.61(d，2H，J＝7.2Hz)，7.78(d，2H，J＝8.4Hz)，7.96(d，1H，J＝8.8Hz)，8.00(s，1H)，8.11-8.18(m，5H)，8.47-8.51(m，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：109.5，109.8，120.0，120.2，120.3，120.3，120.4，123.1，123.5，123.6，126.0，126.1，126.6，127.2，128.9，129.2，129.3，131.7，135.8，137.5，139.2，140.6，140.7，156.2；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C45H29N3，611.2361；found，611.2365.Anal.calcd.for C45H29N3：C88.35，H4.78，N6.87；found：C88.15，H4.74，N7.02.
制备例5：制备CzPPQCz【9-(4-(6-(9H-咔唑-9-基)-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(6-(9H-carbazol-9-yl)-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)】
将起始物9-(4-(6-溴-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(6-bromo-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)(525mg，1.00mmol)、咔唑(carbazole)(200mg，1.2mmol)、Pd(dba)2(33mg，0.060mmol)、三-叔丁基膦(tri-tert-butylphosphine)(96mg，0.048mmol)、叔丁醇钠(sodiumtert-butoxide)(432mg，4.50mmol)和溶剂邻二甲苯(o-xylene)(3.00mL)加入至高压管中，之后加热至150度后反应48小时。反应完成后过硅藻土(Celite)除去金属盐类并以二氯甲烷反复冲洗多次，之后收集滤液并浓缩，最后以hexane/EtOAc＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(4-(6-(9H-咔唑-9-基)-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(6-(9H-carbazol-9-yl)-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole))524mg，产率为85.7％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.30-7.37(m，4H)，7.43-7.54(m，6H)，7.58-7.64(m，3H)，776-7.87(m，7H)，8.03(s，1H)，8.10(d，1H，J＝8.4Hz)，8.16-8.21(m，4H)，8.35(d，2H，J＝8.8Hz)，8.48(d，2H，J＝8.4Hz)；13CNMR(100MHz，CDCl3，δ)：109.7，109.8，119.3，120.1，120.3，120.4，120.5，123.5，123.6，125.5，125.7，126.0，126.1，126.8，127.1，127.3，129.1，139.9，130.0，131.1，137.2，138.1，138.5，138.9，14.07，148.5，149.0，156.0；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C45H29N3，611.2361；found，611.2367.Anal.calcd.forC45H29N3：C88.35，H4.78，N6.87；found：C88.25，H4.96，N6.54.
制备例6：制备CzPPtBuPhQ【9-(-4-(4-(4′-(叔丁基)-[1，1′-联苯]-4-基)喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑(9-(4-(4-(4′-(tert-butyl)-[1，1′-biphenyl]-4-yl)quinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole)】
将1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)(285mg，1.00mmol)、4-tert-butylphenylboronic acid(0.36g，2.00mmole)和碳酸钾(3.32g，24.00mmole)置于单颈瓶中，加入水(12ml)和甲苯(36ml)同时升温到60℃待固体溶解之后，先抽灌氮气数次在快速加入Pd(PPh3)4(0.06g，0.05mmole)最后再抽灌氮气数次并于100℃反应一天。反应完成之后，以乙酸乙酯和水萃取，取有机层以硫酸镁除水再加入硅胶(silica gel)浓缩干填。最后并以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(-4-(4-(4′-(叔丁基)-[1，1′-联苯]-4-基)喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑9-(4-(4-(4′-(tert-butyl)-[1，1′-biphenyl]-4-yl)quinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole501mg，产率为86.7％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：1.40(s，9H)，7.30(dd，2H，J＝7.2，7.6Hz)，7.41-7.44(m，2H)，7.49-7.56(m，5H)，7.64-7.68(m，3H)，7.73-7.80(m，5H)，7.95(s，1H)，8.03(d，1H，J＝8.4Hz)，8.15(d，1H，J＝7.6Hz)，8.29(d，1H，J＝8.4Hz)，8.43(d，1H，J＝8.4Hz)，；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：31.4，34.6，109.8，119.2，1201，120.3，123.5，125.8，125.9，126.0，126.1，126.6，126.8，127.2，127.3，129.1，129.8，130.0，130.2，136.9，137.5，138.7，138.8，140.7，141.3，148.9，149.2，150.8，156.0；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C33H21BrN2，578.2722；found，578.2714.
制备例7：制备CzPPQtBuPh【9-(4-(6-(4-(叔丁基)苯基)-4-苯基喹啉-2-基)苯基)-9H-咔唑9-(4-(6-(4-(tert-butyl)phenyl)-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole】
将1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)乙酮(1-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)ethanone)(285mg，1.00mmol)、4-tert-butylphenylboronic acid(0.36g，2.00mmole)和碳酸钾(3.32g，24.00mmole)置于单颈瓶中，加入水(12ml)和甲苯(36ml)同时升温到60℃待固体溶解之后，先抽灌氮气数次在快速加入Pd(PPh3)4(0.06g，0.05mmole)最后再抽灌氮气数次并于100℃反应一天。反应完成之后，以乙酸乙酯和水萃取，取有机层以硫酸镁除水再加入silica gel浓缩干填。最后并以己烷/乙酸乙酯＝10∶1比例进行管柱层析得到产物9-(4-(6-(4-(tert-butyl)phenyl)-4-phenylquinolin-2-yl)phenyl)-9H-carbazole497mg，产率为88.6％。
该产物的分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：1.35(s，9H)，7.30(dd，2H，J＝7.6，7.2Hz)，7.40-7.65(m，13H)，7.43(d，2H，J＝7.6)，7.91(s，1H)，8.02(d，1H，J＝8.8Hz)，8.11(s，1H)，8.15(d，2H，J＝7.6Hz)，8.31(d，2H，J＝8.4Hz)，8.43(d，1H，J＝7.6Hz)；13C NMR(100MHz，CDCl3，δ)：31.3，34.6，109.9，119.6，1201，1203，123.2，123.5，125.8，126.0，126.1，127.1，127.3，128.6，128.7，128.9，129.4，129.6，130.5，137.7，138.4，138.7，139.2，140.7，148.2，149.6，150.8，155.7；HRMS(EI，m/z)：[M+]calcd for C33H21BrN2，578.2722；found，578.2730.
二、含喹啉及咔唑的化合物的能级及热稳定性
前述各制备例的含喹啉及咔唑的化合物与现有常用的主体材料CBP的能级及热稳定性比对结果，请参照表一，其中CzPPCzQ、CzPPQCz具有较佳的玻璃转换温度及分解温度。
表一、含喹啉及咔唑的化合物的能级及热稳定性
注：Tg：玻璃转换温度；Td：分解温度；N/A：未进行侦测
三、有机发光二极管结构
参见图1，其显示一实施例中，含有本发明含喹啉及咔唑的双极性化合物所制得的有机电激发光装置结构示意图，该有机电激发光装置10包括一基底12、一下电极14、一有机发光单元16及一上电极18。该有机电激发光装置10。其中该有机发光单元16包含一发光层，该发光层材料包含该含喹啉及咔唑的双极性化合物。含喹啉及咔唑的双极性化合物可为发光层的一主体发光材料或一掺杂物，在本实施例中，含喹啉及咔唑的化合物为发光层的一主体发光材料。
另外，本实施例中该有机电激发光装置10可视情况选择性包含：空穴阻挡层、激发子阻挡层、电子阻挡层、及电子注入层，也就是，熟悉本领域技术人员可视情况决定是否采用这些层状结构。
以下，是将含喹啉及咔唑的化合物分别应用于绿色、橘色及红色有机发光二极管，并测试其功效。
测试例1.绿色有机发光二极管
示例的绿色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
G：NPB(20)/TCTA(10)/7％Ir(ppy)3：CzPPQ相似物(30)/BCP(10)/Alq(40)/LiF(1)
所形成的已掺杂的有机发光二极管结构。其中，ITO(氧化铟锡，indiumtin oxide)做为衬底，测试的电极材料包括LiF/Al，测试的空穴传输层TCTA(4，4′，4″-N-三(咔唑-9-基)三苯胺，4，4，4-tri(N-carbazolyl)triphenylamine)、NPB(N，N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N，N′-bis(phenyl)-benzidine)；测试的电子传输层BAlq。本实施例中含喹啉及咔唑的化合物是作为发光层主体发光材料，而以主体材料CBP(4，4′-二(9H-咔唑-9-基)联苯，4，4′-Bis(9H-carbazol-9-yl)biphenyl)做为对照组。并在不同的有机发光材料的发光层加入掺杂物，其中在绿色有机发光二极管所掺杂为7％Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium(III))，效能如表二所列：
表二、具有含喹啉及咔唑的化合物的绿光有机发光二极管效能
注：Vd：驱动电压；ηext：外部量子效率；L：最大亮度；ηc：电流效率；ηp：电能效率；λem：放射波长
测试例2.橘色有机发光二极管
示例的橘色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
O：NPB(20)/TCTA(10)/4％Ir(pq)3：CzPPQ相似物(30)/BCP(15)/Alq(50)/LiF(1)
所形成的已掺杂的有机发光二极管结构元件与上述相同，在此不再赘述。其中在橘色有机发光二极管所掺杂为4％Ir(pq)3(tris(2-phenylquinoline)iridium(III))，效能如表三所列：
表三、具有含喹啉及咔唑的化合物的橘光有机发光二极管效能
注：Vd：驱动电压；ηext：外部量子效率；L：最大亮度；ηc：电流效率；ηp：电能效率；λem：放射波长
测试例3.橘色有机发光二极管
示例的红色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
R：NPB(20)/TCTA(10)/7％Ir(piq)3：CzPPQ相似物(30)/BCP(15)/Alq(50)/LiF(1)
所形成的已掺杂的有机发光二极管结构元件与上述相同，其中在红色有机发光二极管所掺杂为7％Ir(piq)3(tris(1-phenylisoquinolinolato)iridium(III))，效能如表四所列：
表四、具有含喹啉及咔唑的化合物的红光有机发光二极管效能
注：Vd：驱动电压；ηext：外部量子效率；L：最大亮度；ηc：电流效率；ηp：电能效率；λem：放射波长
测试例4.绿色有机发光二极管(加入空穴注入材料NPNPB)
示例的绿色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
G：NPNPB(60)/NPB(10)/TCTA(10)/7％Ir(ppy)3：CzPPQ相似物(30)/BAlq(30)/LiF(1)
示例的绿色有机发光二极管测试装置更加入空穴注入材料NPNPB，结果如表五-1及表五-2所示。
表五-1、具有含喹啉及咔唑的化合物的绿光有机发光二极管效能测试1
注：FWHM：半高全宽；T75500nits(h)：在起始亮度500nit下，亮度减少25％所需要的时间
表五-2、具有含喹啉及咔唑的化合物的绿光有机发光二极管效能测试2
注：ηext：外部量子效率；ηc：电流效率；ηp：电能效率
测试例6.橘色有机发光二极管(加入空穴注入材料NPNPB)
示例的橘色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
O：NPNPB(60)/NPB(10)/TCTA(10)/4％Ir(pq)3：CzPPQ相似物(30)/BAlq(30)/LiF(1)
示例的橘色有机发光二极管测试装置结果如表六-1及表六-2所示。
表六-1、具有含喹啉及咔唑的化合物的橘光有机发光二极管效能测试1
注：FWHM：半高全宽；T75500nits(h)：在起始亮度500nit下，亮度减少25％所需要的时间
表六-2、具有含喹啉及咔唑的化合物的橘光有机发光二极管效能测试2
注：ηext：外部量子效率；ηc：电流效率；ηp：电能效率
测试例7.红色有机发光二极管(加入空穴注入材料NPNPB)
示例的红色有机发光二极管测试装置的个别详细架构及其厚度(单位为nm)如下列：
R：NPNPB(60)/NPB(10)/TCTA(10)/4％Ir(piq)3：CzPPQ相似物(30)/BAlq(30)/LiF(1)
示例的红色有机发光二极管测试装置结果如表七-1及表七-2所示。
表七-1、具有含喹啉及咔唑的化合物的橘光有机发光二极管效能测试1
注：FWHM：半高全宽；T75500nits(h)：在起始亮度500nit下，亮度减少25％所需要的时间
表七-2、具有含喹啉及咔唑的化合物的橘光有机发光二极管效能测试2
注：ηext：外部量子效率；ηc：电流效率；ηp：电能效率
四、具有含喹啉及咔唑的化合物的有机发光二极管装置的元件寿命测试
以装置A、E、H、I进行有机发光二极管发光效能，元件寿命测试，其中装置的各元件如下所列：
装置A：ITO/NPB(20nm)/TCTA(10nm)/CzPPQ：Ir(piq)3(4wt％)(30nm)/BCP(15nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
装置E：ITO/NPB(20nm)/TCTA(10nm)/CBP：Ir(piq)3(4wt％)(30nm)/BCP(15nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
装置H：ITO/NPB(20nm)/TCTA(10nm)/CBP：Ir(pq)3(4wt％)(30nm)/BCP(15nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
装置I：ITO/NPB(20nm)/TCTA(10nm)/CzPPQ：Ir(pq)3(4wt％)(30nm)/BCP(15nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
请参照图2，其为一折线图，显示设备A、E、H、I的发光效率随时间减弱的数据，其中使用CzPPQ作为发光材料的装置A及I的发较使用CBP的对照组E及H的发光效率明显较慢。
此外在500cd m-2，亮度减少40％(T60)的条件进行元件寿命测试，如表八所示，结果发现在红光及橘光的有机发光二极管之中，使用CzPPQ作为发光材料的装置A及I的元件寿命分别为8991及19111，其元件寿命远高于使用CBP的对照组E及H的元件寿命。
表八、具有含喹啉及咔唑的化合物的元件寿命
| 装置编号 | 发光材料 | T60500cd m-2(hr) |
| A | CzPPQ：Ir(piq)3(4wt％) | 8991 |
| E | CBP：Ir(piq)3(4wt％) | 1672 |
| H | CBP：Ir(pq)3(4wt％) | 1110 |
| I | CzPPQ：Ir(pq)3(4wt％) | 19111 |
综合上述，本发明的含喹啉(quinoline)和咔唑(carbazole)的双极性化合物，确实大幅提升空穴传输效率。当应用本技术所提供的双极性化合物作为有机发光二极管的发光层主体材料时，可提升OLED的发光效率及电性。并且可展现优异的发光效率且较长的元件寿命。因此，本发明的双极性化合物，其具有取代现有主体材料的潜力，而用以产生具有极佳发光效率的OLED装置。
所属领域的技术人员当可了解，在不违背本发明精神下，依据本案实施形式所能进行的各种变化。因此，显见所列的实施形式并非用以限制本发明，而是企图在所附权利要求的定义下，涵盖于本发明的精神与范畴中所做的修改。
Claims (14)
1.一种含喹啉和咔唑的双极性化合物，其特征在于，其结构如下式(I)所示：
其中A为苯基、联苯、或三苯；
Ra、Rb、Rc是独立选自由氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基所组成的群组。
2.根据权利要求1所述的双极性化合物，其中A进一步具有由下列群组所组成的取代基：氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基。
3.根据权利要求1或2所述的双极性化合物，其中该芳基为苯基或经取代的苯基。
4.根据权利要求1或2所述的双极性化合物，其中该杂芳基为咔唑基。
5.根据权利要求1所述的双极性化合物，其中Rb与Rc不相同。
6.根据权利要求1所述的双极性化合物，其中Rb、Rc是独立选自
或；
其中，X为氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、或C1-C10烷基。
7.一种有机发光二极管装置，其特征在于，其包含：
一对电极；以及
有机发光单元，配置于该对电极之间，
其中，该有机发光单元包含具有式(I)所示结构的化合物：
其中A为苯基、联苯、或三苯；
Ra、Rb、Rc是独立选自由氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基所组成的群组。
8.一种有机电激发光装置，其特征在于，包括：
一对电极；以及
一有机发光单元，配置于该对电极之间，
其中，该有机发光单元包含一发光层，该发光层包含一主体材料及一掺杂材料，而该主体材料包含具有式(I)所示结构的化合物：
其中A为苯基、联苯、或三苯；
Ra、Rb、Rc是独立选自由氢、卤素、氰基、三氟甲烷基、胺基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C1-C20杂环烷基、C1-C20杂环烯基、芳基及杂芳基所组成的群组。
9.根据权利要求8所述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料是包含0～10％的一绿光掺杂材料。
10.根据权利要求9所述的有机发光二极管装置，其中该绿光掺杂材料为Ir(ppy)3。
11.根据权利要求8所述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料是包含0～10％的一橘光掺杂材料。
12.根据权利要求11所述的有机发光二极管装置，其中该橘光掺杂材料为Ir(pq)3。
13.根据权利要求8所述的有机发光二极管装置，其中该掺杂材料是包含0～10％的一红光掺杂材料。
14.根据权利要求13所述的有机发光二极管装置，其中该红光掺杂材料为Ir(piq)3。
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