CN105980520A - 有机发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机发光器件，包括：阴极；阳极；设置在阴极与阳极之间的发光层；以及设置在阳极与发光层之间的空穴传输层；其中所述发光层包含由化学式(1)表示的咔唑衍生物，并且所述空穴传输层包含由化学式(2)表示的螺环化合物，其中包含在所述发光层中并由化学式(1)表示的咔唑衍生物的LUMO能级与包含在所述空穴传输层中并由化学式(2)表示的螺环化合物的LUMO能级之间相差0.5eV或更大。

Description

有机发光器件
技术领域
本发明要求于2014年8月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0108557号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及有机发光二极管。
背景技术
有机发光现象是通过特定有机分子的内部过程将电流转化为可见光的实例之一。有机发光现象的原理如下。
当将有机材料层设置在正电极与负电极之间时，如果在两极之间施加电压，则电子和空穴分别从负电极和正电极注入到有机材料层中。注入到有机材料层中的电子与空穴复合形成激子，并且激子再次返回到基态而发光。使用该原理的有机发光二极管可由以下构成：负电极；正电极；和设置在其间的有机材料层，例如，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层。
在有机发光二极管中使用的材料大部分是纯有机材料或其中有机材料和金属形成配合物化合物的配合物化合物，并且根据其用途可分为空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料等。在此，通常使用具有p型特性的有机材料(即，容易被氧化且当该材料被氧化时电化学稳定的有机材料)作为空穴注入材料或空穴传输材料。同时，通常使用具有n型特性的有机材料(即，容易被还原且当该材料被还原时电化学稳定的有机材料)作为电子注入材料或电子传输材料。作为发光层材料，具有p型特性和n型特性二者的材料(即，在氧化态和还原态期间均稳定的材料)是优选的，并且当形成激子时，对激子转化为光具有高发光效率的材料是优选的。
本领域需要开发具有高效率的有机发光二极管。
[引用列表]
[非专利文献]
Organic Electroluminescence Display,Shizuo Tokito,Chihaya Adchi,Hideyuki Murata
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供驱动电压低、使用寿命长且发光效率高的有机发光二极管。
技术方案
本发明提供了有机发光二极管，包括：阴极；阳极；设置在阴极与阳极之间的发光层；以及设置在阳极与发光层之间的空穴传输层，
其中发光层包含由下式1表示的咔唑衍生物，
空穴传输层包含由下式2表示的螺环化合物，并且
包含在发光层中的由式1表示的咔唑衍生物的LUMO能级与包含在空穴传输层中的由式2表示的螺环化合物的LUMO能级之间相差0.5eV或更大。
[式1]
在式1中，
L为直接键、或者经取代或未经取代的亚芳基，
X为未经取代或经选自杂环基和芳基的一个或两个或更多个取代基取代的杂环基，
R3和R4彼此结合形成经取代或未经取代的芳香环，
所形成的芳香环的取代基、R1、R2和R5至R8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，
所形成的芳香环的取代基、R1、R2和R5至R8中的至少一者为-L1-A，
L1为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的二价杂环基，
A为包含经取代或未经取代的N原子和S原子中的一者或更多者的杂环基，
[式2]
在式2中，
X1为C或Si，
Y1和Y2彼此相同或不同，并且各自独立地为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的二价杂环基，
A1和A2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的苯并咔唑基、或者-NZ1Z2，
A1和A2中的至少一者为经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的苯并咔唑基、或者-NZ1Z2，
Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的芳烷基胺基、经取代或未经取代的芳基胺基、经取代或未经取代的杂芳基胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未取代的杂环基，
R10至R20彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、酯基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的芳烷基胺基、经取代或未经取代的芳基胺基、经取代或未经取代的杂芳基胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基；或者，R10和R20可通过直接键或选自O、S、NR、PR、C＝O、CRR'和SiRR'的基团形成环，以及
R和R'彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、腈基、硝基、酰胺基、酯基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的芳基胺基、或者经取代或未经取代的杂环基；或者R和R'可彼此结合形成螺环化合物。
有益效果
根据本发明的一个示例性实施方案的有机发光二极管包含由式1表示的咔唑衍生物作为发光层的基质，并且包含由式2表示的螺环化合物，式1的LUMO能级与式2的LUMO能级之间相差0.5eV或更大。
在这种情况下，从阳极注入的空穴可通过具有合适空穴迁移率和LUMO能级的空穴传输层进入发光层。在这种情况下，整个二极管的使用寿命可通过抑制激子和正电极化子的激子-极化子诱导的聚集(EPIA)(其引起发射磷光的基质材料的使用寿命缩短)而改善。此外，根据本发明的一个示例性实施方案的有机发光二极管具有这样的效果：通过使激子产生区域均匀地分布在整个发光层中而改善发光效率。
由根据本发明的一个示例性实施方案的有机发光二极管可以预期低驱动电压、高发光效率和/或长使用寿命的效果。
附图说明
图1示出了根据本发明一个示例性实施方案的有机发光二极管的实例。
图2是示出了发光层中包含由式1-1-1表示的咔唑衍生物作为基质的有机发光二极管经过一段时间的发光光谱的图。
<附图标记说明>
101：阳极
201：空穴注入层
301：发光层
401：电子注入层
501：空穴传输层
601：电子传输层
701：阴极
具体实施方式
下文中，将详细地描述本发明。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式1表示的咔唑衍生物作为发光层的基质包含在有机发光二极管中。
由有机发光二极管中的基质产生的激子可与正电极化子相互作用形成聚集，从而导致二极管的使用寿命缩短。对于上述聚集(EPIA：激子-极化子引起的聚集)，当驱动仅包含基质而没有掺杂剂的二极管预定时间时，可以证实，由激子-极化子引起的聚集(EPIA)在长波长处产生了新的发射带。
图2是示出了在驱动包含由本发明的式1-1-1表示的咔唑衍生物作为基质而没有掺杂剂的二极管50小时和100小时之后发光光谱的变化的图(@50mA/cm2)。
在图2中，可以证实，随着驱动时间增加出现了新的红移发射带，并且出现了激子和极化子的聚集(EPIA：激子-极化子引起的聚集)。
在本发明的一个示例性实施方案中，包含在发光层中的由式1表示的咔唑衍生物的三线态能级为2.5eV或更小。
根据本发明的一个示例性实施方案的空穴传输材料对于由掺杂剂产生的三线态激子具有这样的三线态能级：使得由掺杂剂产生的三线态激子不迁移到空穴传输层中。当空穴传输层中包含具有所述能级关系的由式2表示的空穴传输材料时，从阳极注入的空穴通过具有合适空穴迁移率的空穴传输层传输到发光层中，从而抑制了聚集(EPIA：激子-极化子引起的聚集)的形成。因此，根据本发明的一个示例性实施方案的有机发光二极管可改善高效率、低驱动电压和/或使用寿命特性。
此外，在本发明的一个示例性实施方案中，空穴传输层包含由式2表示的螺环化合物。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式2表示的空穴传输材料的LUMO能级与由式1表示的咔唑衍生物的LUMO能级之间相差0.5eV或更大。
根据本发明的一个示例性实施方案的空穴传输材料的最低未占分子轨道(LUMO)能级比包含在发光层中的由式1表示的咔唑衍生物的LUMO能级更接近于真空能级(0ev)。
在种情况下，可防止从阴极注入的电子从发光层流动至空穴传输层，并且电子在邻近空穴传输层/发光层的部分可相对地集中。因此，通过将发光层中的激子产生位置从发光层与电子传输层之间的界面移动至空穴传输层与发光层之间的界面，可在发光层中总体上均匀地产生激子。当激子产生区域变得远离发光层与电子传输层之间的界面时，注入到发光层中的空穴的量可相对地减少以防止发光层中产生的激子和正电极化子的聚集(EPIA：激子-极化子引起的聚集)。
即，从阴极注入的电子可被转移至空穴传输层与发光层之间的界面以使激子产生区域在整个发光层均匀地分布并增加发光层中产生激子的概率。在这种情况下，电子可流入电子传输层而未能贡献于发光层，并因此降低产生非辐射衰减的激子的概率，从而可以预期有机发光二极管的效率得到改善。此外，激子可在某部分集中以防止发光层中特定部分的老化加速，从而可以预期有机发光二极管的使用寿命得到改善。
在本发明中，能级意指能量的大小。因此，即使当以真空能级的负(-)方向表示能级时，也应解释为，能级意指相应的能量值的绝对值。例如，HOMO能级意指真空能级至最高占据分子轨道的距离。此外，LUMO能级意指真空能级至最低未占分子轨道的距离。
为了测量本发明中HOMO能级，可使用UV光电子能谱法通过在薄膜的表面上照射UV来测量材料的电离电位并检测在这种情况下跃迁的电子。另外，为了测量HOMO能级，可使用循环伏安法(CV)，将待测材料连同电解质一起溶解于溶剂中，然后通过电压扫描测量氧化电位。此外，可使用空气中光电发射效率光谱仪(PYSA)的方法，其通过在大气中使用机器AC-3(由RKI Instruments,Inc.制造)来测量电离电位。
具体地，通过以下步骤测量本发明的HOMO能级：在ITO基板上真空沉积目标材料至50nm或更大的厚度，然后使用AC-3测量仪(由RKI Instruments,Inc.制造)。此外，为了LUMO能级，测量以上制备的样品的吸收光谱(abs.)和光致发光光谱(PL)，然后计算各光谱边缘能量，将差值作为能带隙(Eg)，并且以通过由AC-3测量的HOMO能级减去能带隙的差值获得的值计算LUMO能级。
在本发明中，LUMO能级可通过测量反向光电子能谱(IPES)或电化学还原电位获得。IPES是通过在薄膜上照射电子束并测量这种情况下的发光来测定LUMO能级的方法。此外，为了测量电化学还原电位，将测量目标材料连同电解质一起溶解于溶剂中，然后可通过电压扫描测量还原电位。另外，LUMO能级可通过使用HOMO能级和通过测量目标材料的UV吸收度获得的单线态能级来计算。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式1表示且包含在发光层中的咔唑衍生物的LUMO能级(其通过空气中光电发射效率光谱仪(PYSA)的方法测量)与由式2表示且包含在空穴传输层中的螺环化合物的LUMO能级(其通过空气中光电发射效率光谱仪(PYSA)的方法测量)之间相差0.5eV或更大。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式2表示的空穴传输材料的空穴迁移率为5×10-4cm2/Vs或更小。在一个示例性实施方案中，在0.1MV/cm的电场条件下空穴传输材料的空穴迁移率为5×10-4cm2/Vs或更小。在另一个示例性实施方案中，空穴传输材料的空穴迁移率为10-4cm2/Vs或更小。
空穴迁移率可通过本领域中使用的方法测量。具体地，可使用飞行时间(TOF)或测量空间电荷限制电流(SCLC)的方法，并且方法不限于此。在本发明中，空穴迁移率可通过将材料的膜厚度设置为1000nm或更大以便测量空间电荷限制电流(SCLC)来测量。
当包含空穴迁移率在所述范围中的空穴传输材料时，降低了可能与激子结合的正电极化子的概率，并因此，可有利于改善二极管的使用寿命。
在本发明的一个示例性实施方案中，通过飞行时间(TOF)测量的包含在空穴传输层中的空穴传输材料的空穴迁移率为5×10-4cm2/Vs或更小。
在本发明的一个示例性实施方案中，通过以下步骤制备样品：在真空下在ITO基板上加热六腈六氮杂三亚苯基以沉积至5nm的厚度，使包含在空穴传输层中的空穴传输材料沉积至200nm的厚度，然后使铝沉积至100nm或更大的厚度。空间电荷限制电流(SCLC)区域中的迁移率可通过测量样品在电流密度(mA/cm2)下的电压来计算。
在本发明的一个示例性实施方案中，发光层包含：包含由式1表示的咔唑衍生物的基质；和掺杂剂。
在本发明的一个示例性实施方案中，有机发光二极管发射红色光。
根据本发明的一个示例性实施方案的有机发光二极管为磷光有机发光二极管。
在本发明的一个示例性实施方案中，当有机发光二极管包含红色磷光发光掺杂剂时，包含在发光层中且三线态能级为2.5eV或更小的由式1表示的咔唑衍生物邻近三线态能态，并因此，可预期高的发光效率。
根据一个示例性实施方案的有机发光二极管发射红色磷光。
以下将描述取代基的实例，但不限于此。
术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变为另一取代基，并且取代的位置不受限制，只要该位置为氢原子被取代的位置(即，取代基可进行取代的位置)即可，并且当两个或更多个被取代时，所述两个或更多个取代基可彼此相同或不同。
在本发明中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个或两个或更多个取代基取代的基团：氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的芳烷基胺基、经取代或未经取代的芳基胺基、经取代或未经取代的杂芳基胺基、经取代或未经取代的芳基、和经取代或未经取代的杂环基，或者经以上所举例的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基连接的取代基”可为联苯基。即，联苯基还可为芳基，并且可解释为两个苯基连接的取代基。
在本发明中，意指与另一取代基键合的部分。
在本发明中，卤素基团可为氟、氯、溴或碘。
在本发明中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至25。具体地，酰亚胺基可为具有以下结构的化合物，但不限于此。
在本发明中，对于酰胺基，酰胺基的一个或两个氮原子可被以下取代基取代：氢；具有1至25个碳原子的直链、支化或环状烷基；或者具有6至25个碳原子的芳基。具体地，酰胺基可为具有以下结构式的化合物，但不限于此。
在本发明中，烷基可以是直链或支化的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至50。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。
在本发明中，环烷基没有特别限制，但优选为具有3至60个碳原子的环烷基，并且其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。
在本发明中，烷氧基可为直链、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至20。其具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。
在本发明中，烯基可为直链或支化的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为2至40。其具体实例可包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等，但不限于此。
在本发明中，甲硅烷基的具体实例包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。
在本发明中，芳基可为单环芳基或多环芳基，并且包括被具有1至25个碳原子的烷基或具有1至25个碳原子的烷氧基取代的情况。此外，本发明中的芳基可意指芳香环。
当芳基为单环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为6至25。单环芳基的具体实例可包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。
当芳基是多环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为10至24。多环芳基的具体实例包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等，但不限于此。
在本发明中，芴基可被取代，并且相邻的取代基可彼此结合形成环。
当芴基被取代时，取代基可为 然而，芴基不限于此。
在本发明中，杂环基包含一个或更多个除碳之外的原子和杂原子，并且具体地，杂原子可包括选自O、N、Se和S等的一个或更多个原子。其碳原子数没有特别限制，但优选为2至60。杂环基的实例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、噻唑基、异唑基、二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。
在本发明中，包含N原子和S原子中一者或更多者的杂环基可选自杂环基的定义。
杂环基可为单环或多环的，并且可为芳香环、脂族环、或芳香环和脂族环的稠环。
在本发明中，芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、经取代或未经取代的二芳基胺基、或者经取代或未经取代的三芳基胺基。芳基胺基中的芳基可为单环芳基或多环芳基。芳基包含的两个或更多个芳基胺基可包含单环芳基、多环芳基或者单环芳基和多环芳基二者。
芳基胺基的具体实例包括苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、3-甲基-苯基胺基、4-甲基萘基胺基、2-甲基联苯基胺基、9-甲基蒽基胺基、二苯基胺基、苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、苯基甲苯基胺基、咔唑、三苯基胺基等，但不限于此。
在本发明中，杂芳基胺基中的杂芳基可选自杂环基的上述实例。
在本发明中，芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基和芳烷基胺基中的芳基与芳基的上述实例相同。具体地，芳氧基的实例包括苯氧基、对甲苯氧基、间甲苯氧基、3,5-二甲基-苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-联苯氧基、4-联苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲基-1-萘氧基、5-甲基-2-萘氧基、1-蒽氧基、2-蒽氧基、9-蒽氧基、1-菲氧基、3-菲氧基、9-菲氧基等，芳基硫基的实例包括苯基硫基、2-甲基苯基硫基、4-叔丁基苯基硫基等，并且芳基磺酰基的实例包括苯磺酰基、对甲苯磺酰基等，但不限于此。
在本发明中，烷基硫基和烷基磺酰基中的烷基与烷基的上述实例相同。具体地，烷基硫基的实例包括甲基硫基、乙基硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基等，并且烷基磺酰基的实例包括甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基等，但不限于此。
在本发明中，亚芳基意指在芳基中有两个键合位置，即，二价基团。芳基的上述描述也适用，不同之处在于这些亚芳基各自为二价基团。
在本发明中，R10和R20形成环的含义意指R10和R20彼此结合形成烃环或杂环，并且可意指未经取代或经烃或杂环取代的亚烃基或者未经取代或经烃或杂环取代的亚烯基可彼此结合形成环。
在本发明中，烃环可为脂族环、芳香环、或芳香环和脂族环的稠环，并且可选自除了非单价烃环之外的环烷基或芳基的实例。杂环可为脂族环、芳香环或者芳香环和脂族环的稠环，并且可选自除了非单价杂环之外的杂环基的实例。
在本发明的一个示例性实施方案中，R3和R4彼此结合形成经取代或未经取代的芳香环。
在另一个示例性实施方案中，R3和R4彼此结合形成经取代或未经取代的苯环。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式1表示的咔唑衍生物由下式1-1表示。
在本发明的一个示例性实施方案中，发光层包含：包含由下式1-1表示的咔唑衍生物的基质；和掺杂剂。
[式1-1]
在式1-1中，
L、X、R1、R2和R5至R8与式1中所限定的那些相同，
Q1至Q4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基，
R1、R2、R5至R8和Q1至Q4中的至少一者为-L1-A，并且
L1和A与式1中所限定的那些相同。
根据本发明的示例性实施方案，L为直接键，或者经取代或未经取代的亚苯基，并且
X为未经取代或经芳基取代的三嗪基、未经取代或经芳基取代的嘧啶基、或者未经取代或经芳基取代的喹唑啉基。
在本发明的一个示例性实施方案中，X为三嗪基、嘧啶基或喹唑啉基，并且
三嗪基、嘧啶基和喹唑啉基各自独立地为未经取代或者经选自以下的一个或两个或更多个取代基取代：苯基、萘基和联苯基。
在本发明的一个示例性实施方案中，L是直接键。
在一个示例性实施方案中，L是经取代或未经取代的亚苯基。
在另一个示例性实施方案中，L是亚苯基。
在本发明的一个示例性实施方案中，X是未经取代或经芳基取代的三嗪基。
在一个示例性实施方案中，X是经苯基取代的三嗪基。
在本发明的一个示例性实施方案中，X是未经取代或经芳基取代的嘧啶基。
在一个示例性实施方案中，X是经苯基取代的嘧啶基。
在本发明的一个示例性实施方案中，X是未经取代或经芳基取代的喹唑啉基。
在另一个示例性实施方案中，X是经苯基取代的喹唑啉基。
在另一个示例性实施方案中，X是经联苯基取代的喹唑啉基。
在另一个示例性实施方案中，X是经萘基取代的喹唑啉基。
在本发明的一个示例性实施方案中，-L-X选自以下结构。
在本发明的一个示例性实施方案中，R1是氢。
在一个示例性实施方案中，R2是氢。
在另一个示例性实施方案中，R2是-L1-A。
在一个示例性实施方案中，R3是氢。
在另一个示例性实施方案中，R4是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，R5是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，R6是氢。
在本发明的另一个示例性实施方案中，R6是-L1-A。
在一个示例性实施方案中，R7是氢。
在另一个示例性实施方案中，R7是-L1-A。
在又一个示例性实施方案中，R8是氢.
在本发明的一个示例性实施方案中，Q1是氢。
在一个示例性实施方案中，Q2是氢。
在另一个示例性实施方案中，Q2是-L1-A。
在本发明的一个示例性实施方案中，Q3是氢。
在本发明的另一个示例性实施方案中，Q3是-L1-A。
在本发明的一个示例性实施方案中，Q4是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，L1是直接键、或者经取代或未经取代的亚芳基，并且A是包含经取代或未经取代的N原子和S原子中一者或更多者的杂环基。
在本发明的一个示例性实施方案中，L1是直接键、或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的亚芳基，并且A是具有2至30个碳原子的杂环基，其包含经取代或未经取代的N和S原子中的一者或更多者。
根据本发明的一个示例性实施方案，L是直接键、或者经取代或未经取代的亚苯基，并且
A为经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的噻吩基、或者经取代或未经取代的二苯并噻吩基。
在本发明的一个示例性实施方案中，L是直接键、或者未经取代或经芳基取代的亚苯基，并且
A为未经取代或经芳基取代的咔唑基、未经取代或经芳基取代的噻吩基、或者未经取代或经芳基取代的二苯并噻吩基。
在一个示例性实施方案中，L1是直接键。
在一个示例性实施方案中，L1是经取代或未经取代的亚苯基。
在本发明的一个示例性实施方案中，L1是亚苯基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A是包含经取代或未经取代的N原子的杂环基。
在一个示例性实施方案中，A是经取代或未经取代的咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A是未经取代或经芳基取代的咔唑基。
在又一个示例性实施方案中，A是经苯基取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A是经联苯基取代的咔唑基。
在又一个示例性实施方案中，A是未经取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A是包含经取代或未经取代的S原子的杂环基。
在一个示例性实施方案中，A是经取代或未经取代的二苯并噻吩基。
在另一个示例性实施方案中，A是二苯并噻吩基。
在本发明的另一个示例性实施方案中，A是经取代或未经取代的噻吩基。
在一个示例性实施方案中，A是经芳基取代的噻吩基。
在另一个示例性实施方案中，A是经苯基取代的噻吩基。
在本发明的一个示例性实施方案中，-L1-A选自以下结构。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式1表示的咔唑衍生物由下式1-1-1至1-1-50中任一者表示。
在本发明的一个示例性实施方案中，R10至R20是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1和A2中的至少一者是未经取代或经芳基取代的咔唑基、或者-NZ1Z2，并且Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基。
在本发明的一个示例性实施方案中，Y1是直接键。
在另一个示例性实施方案中，Y2是直接键。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是经取代或未经取代的咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A1是经芳基取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是未经取代或经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A1是经苯基取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是经芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的2号碳位与式2连接。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的2号碳位与式2连接。
在另一个示例性实施方案中，A1是经芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的3号碳位与式2连接。
在又一个示例性实施方案中，A1是经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的3号碳位与式2连接。
在本发明的一个示例性实施方案中，A1是咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A1是咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的N原子与式2连接。
在本发明的另一个示例性实施方案中，A1是-NZ1Z2。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是氢。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是经取代或未经取代的咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A2是经芳基取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是未经取代或经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A2是经苯基取代的咔唑基。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是经芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的2号碳位与式2连接。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的2号碳位与式2连接。
在另一个示例性实施方案中，A2是经芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的3号碳位与式2连接。
在又一个示例性实施方案中，A2是经具有6至30个碳原子的芳基取代的咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的3号碳位与式2连接。
在本发明的一个示例性实施方案中，A2是咔唑基。
在另一个示例性实施方案中，A2是咔唑基，并且在咔唑基中，咔唑基的N原子与式2连接。
在本发明的另一个示例性实施方案中，A2是-NZ1Z2。
在本发明的一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基。
在另一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基。
在又一个实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经选自烷基或芳基中的一个或两个或更多个取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基。
在本发明的一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代或经芳基取代的芳基。
在本发明的一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为具有6至30个碳原子的芳基，其未经取代或经具有6至30个碳原子的芳基取代。
在本发明的一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代或经烷基取代的芳基。
在本发明的一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为具有6至30个碳原子的芳基，其为未经取代的或经具有6至30个碳原子的烷基取代。
在一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的联苯基、经取代或未经取代的三联苯基、经取代或未经取代的芴基、或者经取代或未经取代的萘基。
在一个示例性实施方案中，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为苯基；联苯基；三联苯基；经烷基取代的芴基；或萘基。
在本发明的一个示例性实施方案中，-Y1-A1和-Y2-A2中的至少一者为以下结构的任一者。
在本发明的一个示例性实施方案中，由式2表示的化合物由下式2-1至2-14中的任一者表示。
在本发明的一个示例性实施方案中，包含咔唑衍生物的发光层被设置成与包含由式2表示的螺环化合物的空穴传输层相接触。当发光层不与空穴传输层接触时，由空穴传输层注入到发光层的空穴的量得不到调节，从而不可预期上述效果。
在本发明的一个示例性实施方案中，发光层仅包含由式1表示的咔唑衍生物作为基质。
在本发明的一个示例性实施方案中，空穴传输层可还包含除由式2表示的空穴传输材料之外的空穴传输材料。
本发明的有机发光二极管可通过本领域已知的材料和方法制造，不同之处在于由式1表示的咔唑衍生物包含在发光层中，并且由式2表示的空穴传输材料包含在空穴传输层中。
例如，本发明的有机发光二极管可通过在基板上依次堆叠阳极、有机材料层和阴极来制造。在这种情况下，有机发光二极管可通过以下步骤制造：通过使用物理气相沉积(PVD)法(如溅射法或电子束蒸发法)使金属或具有导电性的金属氧化物或其合金沉积在基板上形成阳极，在其上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层，然后使可用作阴极的材料沉积在其上。除了上述方法之外，有机发光二极管还可通过使阴极材料、有机材料层和阳极材料依次沉积在基板上来制造。
此外，当制造有机发光二极管时，由式1和2表示的化合物不仅可通过真空沉积法还可通过溶液施用法形成为有机材料层。在此，溶液施用法意指旋涂、浸涂、刮涂、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂法、辊涂法等，但不限于此。
本发明的有机发光二极管的有机材料层可由其中堆叠有两个或更多个有机材料层的多层结构构成。
在本发明的一个示例性实施方案中，有机发光二极管还可包括选自以下的一个或两个或更多个层：空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电子调节层、电子阻挡层和空穴阻挡层。
例如，本发明的有机发光二极管的结构可具有如图1中所示的结构，但不限于此。
图1示出了有机发光二极管的结构，其中阳极101、空穴注入层201、空穴传输层501、发光层301、电子传输层601、电子注入层401和阴极701依次堆叠。
当有机发光二极管包括多个有机材料层时，所述有机材料层可由相同材料或不同材料形成。
作为阳极材料，通常优选的是具有大功函的材料以使空穴平稳注入有机材料层。本发明中可使用的正电极材料的具体实例包括：金属，如钒、铬、铜、锌和金或其合金；金属氧化物，如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；金属和氧化物的组合，如ZnO:Al或SnO2:Sb；电子导电聚合物，如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等，但不限于此。
作为阴极材料，通常优选的是具有小功函的材料以使电子平稳注入有机材料层。阴极材料的具体实例包括金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅或其合金；多层结构材料，如LiF/Al或LiO2/Al等，但不限于此。
空穴注入层是注入来自电极的空穴的层，并且优选为这样的化合物，其具有传输空穴的能力，从而对阳极具有空穴注入作用，并对发光层或发光材料具有优异的空穴注入作用，防止发光层中产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料，并且具有优异的薄膜形成能力。优选的是，空穴注入层的最高占据分子轨道(HOMO)介于正电极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、芳胺类有机材料、六腈六氮杂三亚苯基类有机材料、喹吖啶酮类有机材料、苝类有机材料、蒽醌、聚苯胺和聚噻吩类导电聚合物等，但不限于此。
空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层，并且空穴传输材料是这样的合适的材料，其可接收来自正电极或空穴注入层的空穴并将空穴转移至发光层，并且对空穴具有高迁移率。其具体的实例包括芳胺类有机材料、导电聚合物、同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等，但不限于此。
发光材料是这样的材料，其可接收分别来自空穴传输层和来自电子传输层的空穴和电子并使空穴与电子结合而在可见光区内发光，并且优选为对荧光和磷光具有良好量子效率的材料。其具体实例包括8-羟基喹啉铝配合物(Alq3)；咔唑类化合物；二聚苯乙烯基化合物；BAlq；10-羟基苯并喹啉金属化合物；苯并唑、苯并噻唑、苯并咪唑类化合物；聚(对苯乙炔)(PPV)类聚合物；螺环化合物；聚芴、红荧烯等，但不限于此。
发光层可包含基质材料和掺杂剂材料。基质材料的实例包括稠合芳香环衍生物或含杂环的化合物等。具体地，稠合芳香环衍生物包括蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等，并且含杂环的化合物的实例包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物、嘧啶衍生物等，但其实例不限于此。
掺杂剂材料的实例包括有机化合物、金属或金属化合物。
作为掺杂剂材料的有机化合物的实例包括芳香族胺衍生物、苯乙烯胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物等。具体地，芳香族胺衍生物为具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳香环衍生物并且其实例包括具有芳基氨基的芘、蒽、和二茚并芘等，并且苯乙烯胺化合物是这样的化合物，其中经取代或未经取代的芳基胺经至少一个芳基乙烯基取代，并且选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个或两个或更多个取代基是经取代或未经取代的。其具体实例包括苯乙烯胺、苯乙烯二胺、苯乙烯三胺、苯乙烯四胺等，但不限于此。此外，作为金属或金属化合物，可使用典型的金属或金属化合物，并且具体地，可使用金属配合物。金属配合物的实例包括铱配合物、铂配合物等，但不限于此。
电子传输材料是接收来自电子注入层的电子并将电子传输至发光层的材料，并且电子传输材料为可很好地注入来自负电极的电子并可将电子转移至发光层的材料，并且电子传输材料是对电子具有高迁移率的合适的材料。其具体实例包括8-羟基喹啉的Al配合物、包含Alq3的配合物、有机自由基化合物、羟基黄酮-金属配合物等，但不限于此。电子传输层可以与如根据现有技术所使用的任意期望的阴极材料一起使用。特别地，合适阴极材料的实例是具有小功函且其后接着铝层或银层的典型材料。其具体实例包括铯、钡、钙、镱和钐，在每种情况下之后都接着铝层或银层。
电子注入层是注入来自电极的电子的层，并且优选为这样的化合物，其具有传输电子的能力、具有从负电极注入电子的效应并且对发光层或发光材料具有优异的电子注入效应，防止发光层中产生的激子移动至空穴注入层，并且还具有优异的薄膜形成能力。其具体实例包括芴酮、蒽醌二甲烷、二苯酚合苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮及其衍生物、金属配合物化合物、含氮5元环衍生物等，但不限于此。
金属配合物化合物的实例包括8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、双(8-羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓等，但不限于此。
空穴阻挡层是阻挡空穴到达正电极的层，并且一般可在与空穴注入层相同的条件下形成。其具体实例包括二唑衍生物或三唑衍生物、菲咯啉衍生物、BCP、铝配合物等，但不限于此。
电子阻挡层是阻挡电子到达正电极的层，并且一般可在与电子注入层相同的条件下形成。电子阻挡层由具有显著低的传输电子的能力同时具有传输空穴的功能的材料构成，并且可通过阻挡电子同时传输空穴来改善电子和空穴复合的概率。
电子调节层意指用于根据有机发光二极管中发光层的能级来调节电子迁移率的层。用于电子调节层的材料可包括含芳香族杂环的有机化合物。
在本发明的一个示例性实施方案中，可以在阴极与发光层之间包括电子传输层和/或电子调节层。具体地，可在阴极与发光层之间设置电子传输层，并且可在发光层与电子传输层之间设置电子调节层。
根据所使用的材料，根据本发明的有机发光二极管可为顶部发光型、底部发光型或双发光型。
此外，根据本发明的有机发光二极管可为其中下部电极是阳极且上部电极是阴极的常规型，而且也可为其中下部电极是阴极且上部电极是阳极的倒置型。
根据本发明的一个示例性实施方案的结构可通过与有机发光二极管所应用的原理类似的原理进行操作，即使在包括有机太阳能电池、有机光电导体、有机晶体管等的有机电子二极管中也是如此。
本发明的实施方式
下文中，将通过实施例更详细地描述本发明。然而，以下实施例仅用于例示本发明，并且本发明的范围不旨在通过实施例限制。
实验例1.
表1中描述了通过测量下式[cp 4]至[cp 8]、2-1、2-10、2-11、2-12、2-13、2-14、1-1-1、1-1-3、1-1-5、1-1-6、1-1-19、1-1-21、1-1-27、1-1-31和1-1-42的LUMO能级获得的值。
使ITO沉积在玻璃上至厚度为50nm或更大，使由式[cp 4]至[cp 8]、2-1、2-10、2-11、2-12、2-13、2-14、1-1-1、1-1-3、1-1-5、1-1-6、1-1-19、1-1-21、1-1-27、1-1-31和1-1-42表示的化合物真空沉积至厚度为100nm，并且通过由Riken Keiki Co.,Ltd制造的AC-3测量HOMO能级。
为了LUMO能级，测量以上制备的各样品的吸收光谱(abs.)和光致发光光谱，然后计算各光谱边缘能量，将差值作为能带隙(Eg)，并且以通过由AC-3测量的HOMO能级减去能带隙的差值获得的值计算LUMO能级。
[表1]
<实施例1>
将薄薄地涂覆有氧化铟锡(ITO)至的厚度的玻璃基板放入其中溶解有洗涤剂的蒸馏水中，并用超声波清洗。在这种情况下，使用由Fischer Corporation制造的产品作为洗涤剂，并且将使用由Millipore Corporation制造的过滤器过滤两次的蒸馏水用作蒸馏水。在将ITO清洗30分钟之后，使用蒸馏水进行两次超声清洗10分钟。在使用蒸馏水的清洗完成之后，使用异丙醇、丙酮和甲醇溶剂进行超声清洗，并进行干燥，然后将产物转移至等离子体清洗机。此外，使用氧等离子体清洗基板5分钟，然后将其转移至真空蒸发器。
使下式[cp 1]的六腈六氮杂三亚苯基热真空沉积在由此制备的透明ITO电极上至5nm的厚度，从而形成空穴注入层。
通过使式2-1沉积在空穴注入层上至5nm的厚度来形成空穴传输层。
[cp 3]
使用掺杂剂化合物[cp 2]以在空穴传输层上的式1-1-1的基质材料中具有5重量％的掺杂剂浓度，从而形成膜厚度为40nm的发光层。
使作为用于电子传输层的材料的式[cp 3]的化合物(30nm)和氟化锂(LiF)(1nm)依次真空沉积在发光层上，从而形成电子注入层和电子传输层。
使铝沉积在电子注入层和电子传输层上至100nm的厚度，从而形成阴极。
在前述步骤中，使有机材料的沉积速率保持在至使负电极的氟化锂和铝的沉积速率分别保持在和并使沉积期间的真空度保持在2×10-7托至5×10-8托，从而制造了有机发光二极管。
<实施例2>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-3代替实施例1的式1-1-1。
<实施例3>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-5代替实施例1的式1-1-1。
<实施例4>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-6代替实施例1的式1-1-1，并使用式2-11代替式2-1。
<实施例5>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-6代替实施例1的式1-1-1，并使用式2-12代替式2-1。
<实施例6>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-19代替实施例1的式1-1-1。
<实施例7>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-21代替实施例1的式1-1-1。
<实施例8>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-27代替实施例1的式1-1-1。
<实施例9>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-31代替实施例1的式1-1-1。
<实施例10>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式2-10代替实施例1的式2-1。
<实施例11>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-3代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例12>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-5代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例13>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-19代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例14>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-21代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例15>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-27代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例16>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-31代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-10代替式2-1。
<实施例17>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-42代替实施例1的式1-1-1。
[cp 8]
<比较例1>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式[cp 8]代替式1-1-1。
<比较例2>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式[cp 8]代替式1-1-1。
<比较例3>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式[cp 8]代替式1-1-1。
<比较例4>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式[cp 8]代替式1-1-1。
<比较例5>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1。
<比较例6>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1。
<比较例7>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1。
<比较例8>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1。
<比较例9>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-3代替式1-1-1。
<比较例10>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-3代替式1-1-1。
<比较例11>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-3代替式1-1-1。
<比较例12>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-3代替式1-1-1。
<比较例13>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-5代替式1-1-1。
<比较例14>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-5代替式1-1-1。
<比较例15>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-5代替式1-1-1。
<比较例16>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-5代替式1-1-1。
<比较例17>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-19代替式1-1-1。
<比较例18>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-19代替式1-1-1。
<比较例19>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-19代替式1-1-1。
<比较例20>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-19代替式1-1-1。
<比较例21>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-21代替式1-1-1。
<比较例22>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-21代替式1-1-1。
<比较例23>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-21代替式1-1-1。
<比较例24>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-21代替式1-1-1。
<比较例25>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-27代替式1-1-1。
<比较例26>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-27代替式1-1-1。
<比较例27>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-27代替式1-1-1。
<比较例28>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-27代替式1-1-1。
<比较例29>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 4]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-31代替式1-1-1。
<比较例30>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 5]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-31代替式1-1-1。
<比较例31>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 6]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-31代替式1-1-1。
<比较例32>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式[cp 7]代替实施例1的式2-1，并且使用式1-1-31代替式1-1-1。
<比较例33>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-6代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-13代替式2-1。
<比较例34>
以与实施例1中相同的方式制造有机发光二极管，不同之处在于使用式1-1-6代替实施例1的式1-1-1，并且使用式2-14代替式2-1。
<实验实施例1>
当向实施例1至17和比较例1至34中制造的有机发光二极管施加电流(10mA/cm2)和电流(20mA/cm2)时，获得下表2的结果。
[表2]
从表2的结果可以证实，根据本发明的示例性实施方案的有机发光二极管在效率、驱动电压和稳定性方面表现出优异的特性。具体地，根据本发明的示例性实施方案的有机发光二极管可通过降低驱动电压并引起效率增加来改善功率消耗。
具体地，可以证实，相比于如比较例5至32中的情况(空穴传输层中包含由式1表示的咔唑衍生物，但不包含由式2表示的螺环化合物)，如实施例1至17中的情况(发光层中包含由式1表示的咔唑衍生物，空穴传输层中包含由式2表示的螺环化合物，并且同时，空穴传输层中包含与用于发光层的基质材料的LUMO能级相差0.5eV或更大的空穴传输材料)在效率、驱动电压和稳定性方面是优异的。
更具体地，可以证实，相比于如比较例3和4中的情况(空穴传输材料与发光层的基质材料的LUMO能级之间相差0.5eV或更大，但不包含由式1表示的咔唑衍生物)，如实施例1至17中的情况(发光层中包含由式1表示的咔唑衍生物，空穴传输层中包含由式2表示的螺环化合物，并且同时，空穴传输层中包含与用于发光层的基质材料的LUMO能级相差0.5eV或更大的空穴传输材料)在效率、驱动电压和稳定性方面是优异的。
此外，在比较例33和34的情况下，可以证实，与LUMO能级相差0.5eV或更大的情况相比，这样的情况(发光层中包含根据本发明示例性实施方案的由式1表示的咔唑衍生物，空穴传输层中包含根据本发明示例性实施方案的由式2表示的螺环化合物，但是不满足LUMO能级差值)在效率、驱动电压和稳定性方面是不利的。

Claims (11)

1.一种有机发光二极管，包括：
阴极；
阳极；
设置在所述阴极与所述阳极之间的发光层；以及
设置在所述阳极与所述发光层之间的空穴传输层，
其中所述发光层包含由下式1表示的咔唑衍生物，
所述空穴传输层包含由下式2表示的螺环化合物，并且
包含在所述发光层中的由式1表示的所述咔唑衍生物的LUMO能级与包含在所述空穴传输层中的由式2表示的所述螺环化合物的LUMO能级之间相差0.5eV或更大，
[式1]
在式1中，
L为直接键、或者经取代或未经取代的亚芳基，
X为未经取代或者经选自杂环基和芳基的一个或两个或更多个取代基取代的杂环基，
R3和R4彼此结合形成经取代或未经取代的芳香环，
所形成的芳香环的取代基、R1、R2和R5至R8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，
所形成的芳香环的取代基、R1、R2和R5至R8中的至少一者为-L1-A，
L1为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的二价杂环基，
A为包含经取代或未经取代的N原子和S原子中的一者或更多者的杂环基，
[式2]
在式2中，
X1为C或Si，
Y1和Y2彼此相同或不同，并且各自独立地为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的二价杂环基，
A1和A2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的苯并咔唑基、或者-NZ1Z2，
A1和A2中的至少一者为经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的苯并咔唑基、或者-NZ1Z2，
Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的芳烷基胺基、经取代或未经取代的芳基胺基、经取代或未经取代的杂芳基胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，
R10至R20彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、酯基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的芳烷基胺基、经取代或未经取代的芳基胺基、经取代或未经取代的杂芳基胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未取代的杂环基；或者，R10和R20能够通过直接键或者选自O、S、NR、PR、C＝O、CRR'和SiRR'的基团形成环，以及
R和R'彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、腈基、硝基、酰胺基、酯基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的芳基胺基、或者经取代或未经取代的杂环基；或者，R和R'能够彼此结合形成螺环化合物。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述发光层包含：包含由式1表示的咔唑衍生物的基质；和掺杂剂。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述发光层包含：包含由下式1-1表示的咔唑衍生物的基质；和掺杂剂：
[式1-1]
在式1-1中，
L、X、R1、R2和R5至R8与式1中所限定的那些相同，
Q1至Q4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，
R1、R2、R5至R8和Q1至Q4中的至少一者为-L1-A，并且
L1和A与式1中所限定的那些相同。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中L为直接键、或者经取代或未经取代的亚苯基，并且
A为经取代或未经取代的咔唑基、经取代或未经取代的噻吩基、或者经取代或未经取代的二苯并噻吩基。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中L为直接键、或者经取代或未经取代的亚苯基，并且
X为未经取代或经芳基取代的三嗪基、未经取代或经芳基取代的嘧啶基、或者未经取代或经芳基取代的喹唑啉基。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中由式1表示的所述咔唑衍生物为下式1-1-1至1-1-50中的任一者：
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中包含由式1表示的所述咔唑衍生物的所述发光层设置成与包含由式2表示的所述螺环化合物的所述空穴传输层相接触。
8.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述有机发光二极管发射红色磷光。
9.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中A1和A2中的至少一者为未经取代或经芳基取代的咔唑基、或者-NZ1Z2，并且
Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基。
10.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中由式2表示的化合物为下式2-1至2-14中的任一者：
11.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述有机发光二极管还包括选自以下的一者或两者或更多者：空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电子调节层、电子阻挡层和空穴阻挡层。
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