CN109705134A - 有机化合物以及包含其的发光二极管和发光装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用作发光二极管和发光显示装置的掺杂剂的化合物。所述化合物具有以下结构(式1)：其中R1a、R1b、R2a、R2b、Z1、Z2、X和Y如本文所定义。还提供了包含式I化合物的发光二极管和发光装置，以及与所述化合物和装置的制备和用途相关的方法。

Description

有机化合物以及包含其的发光二极管和发光装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年10月26日在韩国提交的第10-2017-0140169号韩国专利申请的权益，通过引用的方式将该专利申请全文并入本文。
技术领域
本公开涉及有机化合物，更具体地，涉及具有增强的电荷转移性能的有机化合物，以及各自使用所述有机化合物并且因此表现出增强的发光效率的发光二极管和发光装置。
背景技术
在平板显示装置中，有机发光二极管(OLED)显示装置和量子点发光二极管(QLED)显示装置可具有薄的结构并且具有低功率消耗，因此作为替代液晶显示(LCD)装置的下一代显示装置受到关注。
OLED或QLED是这样的装置，其中当将电荷注入布置于电子注入电极(正极)和空穴注入电极(负极)之间的有机发射层中时，电子-空穴对形成，然后消失，由此发射光。这些OLED或QLED可安装在柔性透明基板例如塑料基板上，可在低电压(10V或更低)下工作，具有相对低的功率消耗，并且表现出优异的色纯度。
图1是示出构成一般OLED的电极和发射层的材料的带隙能级的示意图。参照图1，OLED包括彼此面对的负极和正极、位于负极与正极之间的发射材料层(EML)、位于负极与EML之间的空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)、以及位于正极与EML之间的电子传输层(ETL)。
如上所述，OLED是这样的装置，其中当将电荷载流子注入布置于电子注入电极(正极)与空穴注入电极(负极)之间的有机发射层中时，电子-空穴对形成，然后消失，由此发射光。EML由有机发光材料形成，分别从负极和正极注入的空穴和电子在EML中重组以形成激子。EML中包含的有机发光材料通过该能量处于激发态，在有机发光材料中发生从激发态到基态的能量转换，并且所产生的能量作为光发射。
同时，HIL和HTL将空穴从负极注入和传输到EML，空穴是带正电荷的载流子，并且ETL将电子从正极注入和传输到EML，电子是带负电荷的载流子。为了将空穴和电子注入和传输到EML中，每个层应当由具有适当带隙能量的材料形成。常规地，通过沉积工艺形成构成OLED的发射层，但近来，可减少有机材料的浪费并且不需要滤色器的溶液工艺已用于形成发射层。
例如，HIL可以由聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)形成，HTL可以由聚(4-丁基苯基-二苯基-胺)(Poly-TPD)形成，ETL可以由2-联苯-4-基-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)形成。
然而，构成EML的发光材料具有非常深的最高已占分子轨道(HOMO)能级和非常高的最低未占分子轨道(LUMO)能级。因此，当空穴从HTL传输到EML并且电子从ETL传输到EML时，由于EML的发光材料和与其相邻的电荷转移层的材料之间的能级差异而形成能障。
然而，HTL与EML之间的HOMO能级差异(ΔGH)比ETL与EML之间的LUMO能级差异(ΔGL)大得多。也就是说，EML的发光材料具有比构成HTL的有机化合物深得多的HOMO能级。因此，向EML中传输和注入空穴比向EML中传输和注入电子延迟得更多，因此，带正电荷的空穴和带负电荷的电子不能平衡地注入EML中。特别地，在QLED中，空穴注入与电子注入之间的不平衡更加严重，QLED在EML中使用的无机发光材料的HOMO能级(价带能级)比构成HTL的有机材料的HOMO能级深得多。
当将与空穴相比过量的电子注入EML中时，相当大比例的过量的注入电子消失，而不会与空穴重组并形成激子。此外，由于电子比空穴更快速地注入EML中，因此电子和空穴不能在构成EML的发光材料中重组，而是在EML与HTL之间的界面处重组。因此，发光二极管的发光效率降低，需要高驱动电压来产生期望水平的光发射，从而导致功率消耗增加。
同时，当通过溶液工艺形成薄膜以制备具有多层堆叠结构的发光二极管时，下层可溶解在用于形成上层的溶剂中，可在上层与下层之间的界面处发生材料的混合。也就是说，当堆叠通过溶液工艺制备的发光二极管的相邻发射层时，不能使用能够分散和溶解每个相邻发射层的发光材料和/或电荷传输材料的相容溶剂。
因此，在待应用溶液工艺的发光二极管中，可用于每个发射层的溶剂类型受到限制。能够分散和溶解在使用受限的溶剂中的HTL的材料也受到限制，因此，需要开发能够适当控制EML与HTL之间的能级差异的材料。
发明内容
因此，本发明涉及有机化合物以及包含所述有机化合物的发光二极管和发光显示装置，所述发光二极管和发光显示装置消除了由于相关技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供有机化合物以及发光二极管和发光装置，在所述发光二极管和发光装置中，由于空穴转移到发光材料层中的速率增加，平衡数量的电荷载流子，即空穴和电子，可以注入发射材料层中。
本发明的另外的目的是提供有机化合物以及表现出增强的发光效率并且可以在低电压下操作的发光二极管和发光装置。
本发明的另外的特征和优点将在下面的描述中阐述，这些特征和优点中的一部分将从下面的描述显而易见，或者可以通过实施本发明来了解。本发明的目的和其它优点将通过书面描述和权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并且根据本发明的目的，如本文所体现和概括描述的，有机化合物由下式1表示：
式1
其中R1a、R1b、R2a和R2b各自独立地为氢、卤原子、氰基、硝基、氨基、未取代或取代的C1-C20脂族酯基、未取代或取代的C1-C20烷基酰胺基、未取代或取代的C1-C20烷基、未取代或取代的C1-C20烷氧基、未取代或取代的C1-C20烷基氨基、未取代或取代的C5-C30芳基、未取代或取代的C4-C30杂芳基、未取代或取代的C5-C30芳烷基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷基、未取代或取代的C5-C30芳烷氧基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷氧基、未取代或取代的C5-C30芳基氨基、或者未取代或取代的C4-C30杂芳基氨基；
X是氧或CR5R6，其中R5和R6在每次出现时独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代；
Y是氧或CR7R8，其中R7和R8在每次出现时独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代，前提是X和Y不相同；以及
Z1和Z2彼此独立地为NR3、S或O，其中R3是H、或者未取代或取代的C1-C20烷基。
根据另外的实施方案的另外方面，发光二极管包括彼此面对的第一电极和第二电极；以及位于第一电极与第二电极之间的发射层，所述发射层包括有机材料的空穴转移层，其中所述空穴转移层包含由上式1表示的有机化合物。
在示例性的实施方案中，所述有机化合物可以用作空穴转移层的掺杂剂，并且在这种情况下，基于三苯基胺的有机材料可以用作空穴转移层的主体。
根据另外的实施方案的方面，提供发光装置(例如，发光显示装置)，其包括基板；布置于所述基板的上部上的上述发光二极管；以及布置于所述基板与所述发光二极管之间并与所述发光二极管连接的驱动装置。
本公开的优点和特征的一部分将在下面的描述中阐述，一部分对于本领域的普通技术人员来说，在审查下面的描述后将变得显而易见，或者可以通过实施本发明来了解。本文的实施方案的其它优点和特征可以通过书面描述和权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是解释性的，并且旨在提供对所要求保护的实施方案的进一步解释。
附图说明
为了提供对本公开的进一步理解而包括的附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分，示出了本公开的实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的实施方案的原理。
图1是示出构成现有有机发光二极管的电极和发射层的材料的能级的示意图；
图2是根据本公开的第一示例性实施方案的具有正常结构的发光二极管的示意性截面图；
图3是示出构成根据本公开的第一示例性实施方案的发光二极管的电极和发射层的材料的能级的示意图；
图4是根据本公开的第二示例性实施方案的具有倒置结构的发光二极管的示意性截面图；
图5是示出构成根据本公开的第二实施方案的发光二极管的电极和发射层的材料的能级的示意图；以及
图6是示出发光显示装置的示意性截面图，所述发光显示装置是采用根据本公开的示例性实施方案的发光二极管的发光装置的实例。
具体实施方式
现在将详细描述本公开的实施方案，其实例在附图中示出。在以下描述中，当对与本文件相关的众所周知的功能或构型的详细描述确定会不必要地模糊本公开的实施方案的要旨时，将省略其详细描述。所描述的处理步骤和/或操作的进展是实例；然而，步骤和/或操作的顺序不限于本文所述的顺序，并且可以如本领域中已知的那样改变，除了必须以特定顺序发生的步骤和/或操作之外。相同的附图标记始终表示相同的元件。在下面的解释中使用的各个元件的名称仅为了便于书写说明书而选择，因此可以与实际产品中使用的那些不同。
在下文中，将根据需要参考附图来描述本公开。
在发光二极管中，用作电荷传输材料的化合物需要具有高电荷迁移率，并且将平衡数量的电荷载流子注入发射材料层中。根据本公开的实施方案的有机化合物可以满足这些性能，并由下式1表示：
式1
其中R1a、R1b、R2a和R2b各自独立地为氢、卤原子、氰基、硝基、氨基、未取代或取代的C1-C20脂族酯基、未取代或取代的C1-C20烷基酰胺基、未取代或取代的C1-C20烷基、未取代或取代的C1-C20烷氧基、未取代或取代的C1-C20烷基氨基、未取代或取代的C5-C30芳基、未取代或取代的C4-C30杂芳基、未取代或取代的C5-C30芳烷基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷基、未取代或取代的C5-C30芳烷氧基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷氧基、未取代或取代的C5-C30芳基氨基、或者未取代或取代的C4-C30杂芳基氨基；
X是氧或CR5R6，其中R5和R6在每次出现时独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代；
Y是氧或CR7R8，其中R7和R8在每次出现时独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代，前提是X和Y不相同；以及
Z1和Z2彼此独立地为NR3、S或O，其中R3是H、或者未取代或取代的C1-C20烷基。
如本文所用，术语“未取代的”表示连接氢原子，在这种情况下，氢原子包括氕、氘和氚。
关于如本文所用的术语“取代的”，取代基可以是例如，未取代或被卤原子、氰基和/或硝基取代的C1-C20烷基；C1-C20烷氧基、卤原子、氰基、或者未取代或被卤原子、氰基和/或硝基取代的卤代烷基(例如，-CF3)；羟基、羧基、羰基、氨基、C1-C10烷基取代的氨基、C5-C30芳基取代的氨基、C4-C30杂芳基取代的氨基、硝基、偕腙肼基、磺酸基、C1-C20烷基甲硅烷基、C1-C20烷氧基甲硅烷基、C3-C30环烷基甲硅烷基、C5-C30芳基甲硅烷基、C4-C30杂芳基甲硅烷基、C5-C30芳基，或者未取代或被卤原子、氰基和/或硝基取代的C4-C30杂芳基等，但本公开不限于上述实例。
如本文所用，术语“杂芳环”、“杂亚环烷基”、“杂亚芳基”、“杂芳基亚烷基”、“杂亚芳氧基”、“杂环烷基”、“杂芳基”、“杂芳基烷基”、“杂芳氧基”和“杂芳基氨基”等中使用的术语“杂”是指构成这种芳族环或脂环族环的碳原子中的至少一个，例如1-5个，被选自N、O和S中的至少一个杂原子取代。
根据一个示例性实施方案，在式1中，当R1a、R1b、R2a、R2b、X和/或Y被芳环取代时，这些芳环可各自独立地为非稠合或稠合的芳环，例如但不限于未取代或取代的苯基、未取代或取代的联苯基、未取代或取代的三联苯基、未取代或取代的四苯基、未取代或取代的萘基、未取代或取代的蒽基、未取代或取代的茚基、未取代或取代的萉基(phenalenyl)、未取代或取代的菲基、未取代或取代的薁基、未取代或取代的芘基、未取代或取代的芴基、未取代或取代的并四苯基(tetracenyl)、未取代或取代的二环戊二烯并苯基(indacenyl)、或者未取代或取代的螺芴基；和/或非稠合或稠合的杂芳环，例如吡咯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三嗪基、四嗪基、咪唑基、吡唑基、吲哚基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基(benzothienocarbazolyl)、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基、喹喔啉基、噌啉基(cinnolinyl)、喹唑啉基、苯并喹啉基、苯并异喹啉基、苯并喹唑啉基、苯并喹喔啉基、吖啶基、菲咯啉基、呋喃基、吡喃基、噁嗪基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、二氧杂环己烯基(dioxynyl)、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻喃基、噻嗪基、噻吩基或N-取代的螺芴基。
例如，在式1中，当R1a、R1b、R2a、R2b、X和/或Y被芳族官能团取代时，该官能团可以是被至少一个选自卤原子(例如氟)、硝基和氰基的官能团取代的芳基，所述芳基例如苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、芴基或螺芴基；和/或被至少一个选自卤原子(例如氟)、硝基和氰基的官能团取代的杂芳基，所述杂芳基例如苯并苯硫基(benzothiopheneyl group)、二苯并苯硫基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三嗪基、四嗪基、咪唑基、吡唑基、吲哚基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基、喹喔啉基、噌啉基、喹唑啉基、酞嗪基、喹喔啉基、苯并喹啉基、苯并异喹啉基、苯并喹唑啉基或苯并喹喔啉基。
由于式1的有机化合物具有以下结构作为核心：具有多个环外双键的稠合杂芳环，因此式1的有机化合物具有深的最高已占分子轨道(HOMO)能级。因此，当将式1的有机化合物应用于发光二极管的空穴转移层时，空穴转移层与发射材料层之间的HOMO能级的差异可以减小。此外，式1的有机化合物通过环外双键被具有优异吸电子性能的多个官能团取代，因此表现出优异的空穴迁移性能。特别地，根据本公开的有机化合物通过每个环外双键被具有优异吸电子性能的不同官能团取代，因此其空穴迁移性能进一步增强。
因此，通过将式1的有机化合物应用于发光二极管，可以将平衡数量的空穴和电子注入发射材料层中。当将式1的有机化合物应用于发光二极管时，分别从负极和正极注入的空穴和电子不会消失，而是可以注入发射材料层中，从而形成有效的激子，并且可以在提供发光材料的区域中实现光发射，而不是在发射材料层和与其相邻的电荷转移层之间的界面处实现光发射。因此，可以使用式1的有机化合物制备具有增强的发光效率并且能够在低电压下工作的发光二极管。
根据一个示例性实施方案，在式1中，当R1a、R1b、R2a和R2b中的至少一个是氢、氘或氚时，或者当R1a、R1b、R2a或R2b不是氢、氘或氚时，R1a、R1b、R2a和R2b中的其余的可以各自独立地为被至少一个选自卤原子、氰基和硝基的取代基取代的C5-C30芳基，或者被至少一个选自卤原子、氰基和硝基的取代基取代的C5-C30杂芳基。在一些实施方案中，R2a和R2b均为氢。在某些实施方案中，R1a和R1b均为氢。在另外的实施方案中，R1a和R1b均为被至少一个选自卤原子、氰基和硝基的取代基取代的C5-C30芳基。在一些实施方案中，R1a和R1b均具有以下结构：
此外，在一些实施方案中，X是CR5R6，其中R5可以是卤原子、卤代烷基(例如，-CF3)、氰基、硝基，或者被至少一个选自氰基、硝基和卤原子的取代基取代的C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，并且R6可以是被至少一个选自卤原子、氰基和硝基的取代基取代的C5-C30芳基，或被至少一个选自卤原子、氰基和硝基的取代基取代的C4-C30杂芳基。在一些实施方案中，R5可以是卤代烷基(例如，-CF3)，氰基，被至少一个选自氰基、硝基和卤原子的取代基取代的C5-C30芳基或C4-C30杂芳基。在某些实施方案中，R5和R6具有以下结构中的一种：
此外，Y是CR7R8，其中R7和R8可以各自独立地为卤原子、氰基或硝基。在一些实施方案中，R7和R8均为氰基。
在一些实施方案中，Z1和Z2均为S。
在进一步优选的实施方案中，R1a和R1b相同并且为氢、未取代或取代的C5-C14芳基、未取代或取代的C4-C14杂芳基、未取代或取代的C5-C14芳烷基、未取代或取代的C4-C14杂芳烷基，其中取代基优选是卤素，更优选氟，R2a和R2b是氢，Z1和Z2均为S，Y是CR7R8，其中R7和R8是氰基，X是CR5R6，其中R5和R6具有以下结构中的一种：
更具体地，可用于发光二极管的空穴转移层中的有机化合物可包括由下式2表示的有机化合物SH01至SH13中的任何一种，即，在一些实施方案中，所述化合物具有(式2的)以下结构中的一种：
式2
式2的有机化合物具有以下结构作为核心：具有深HOMO能级和环外双键的稠合杂芳环，并且通过每个环外双键被具有优异吸电子性能的不同官能团取代，因此表现出优异的空穴迁移性能。因此，通过将式2的有机化合物应用于空穴转移层，可以制备表现出优异的发光效率并且能够在低电压下工作的发光二极管。因此，一个实施方案提供包含任一前述实施方案的化合物的发光二极管。
在下文中，将描述包含根据本公开的有机化合物的发光二极管。图2是根据本公开的第一示例性实施方案的具有正常结构的发光二极管100的示意性截面图。图3是示出构成根据本公开的第一示例性实施方案的发光二极管100的电极和发射层的材料的带隙能级的示意图。
如图2所示，根据本公开的示例性实施方案的发光二极管100包括第一电极110；面对第一电极110的第二电极120；以及发射层130，发射层130布置于第一电极110与第二电极120之间并且包括发射材料层(EML)150。例如，发射层130可以进一步包括位于第一电极110与EML 150之间的第一电荷转移层140，以及位于EML 150与第二电极120之间的第二电荷转移层160。
在本公开的第一实施方案中，第一电极110可以是负极，例如空穴注入电极。第一电极110可以设置在可以由玻璃或聚合物制成的基板(图2中未示出)上。例如，第一电极110可以由选自以下物质的掺杂或未掺杂的金属氧化物制成：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟铜氧化物(ICO)、锡氧化物(SnO2)、铟氧化物(In2O3)、镉:氧化锌(Cd:ZnO)、氟:锡氧化物(F:SnO2)、铟:锡氧化物(In:SnO2)、镓:锡氧化物(Ga:SnO2)和铝:氧化锌(Al:ZnO；AZO)。任选地，除了上述金属氧化物之外，第一电极110可以由包括镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铱(Ir)或碳纳米管(CNTs)的金属或非金属材料制成。
在本公开的第一实施方案中，第二电极120可以是正极，例如电子注入电极。例如，第二电极120可以由Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg或Ag:Mg制成。例如，可以约30nm至约300nm的厚度堆叠第一电极110和第二电极120。
在一个示例性实施方案中，当发光二极管是底部发射型时，第一电极110可以由透明导电金属制成，所述透明导电金属例如ITO、IZO、ITZO或AZO，并且对于第二电极120，可以使用Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、Al、Mg或Ag:Mg合金等。
能够构成发射层130的第一电荷转移层140布置于第一电极110与EML 150之间。在本公开的第一实施方案中，第一电荷转移层140可以是为了向EML 150提供空穴而构建的空穴转移层。例如，第一电荷转移层140包括位于第一电极110与EML 150之间的空穴注入层(HIL)142和空穴传输层(HTL)144，使得与第一电极110相邻地布置HIL 142，以及与EML 150相邻地布置HTL 144。
HIL 142促进空穴从第一电极110注入EML 150中。例如，HIL 142可以由选自由以下物质的有机材料形成：聚(亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、四氟-四氰基-醌二甲烷(F4-TCNQ)掺杂的4,4',4"-三(二苯基氨基)三苯基胺(TDATA)、p掺杂的酞菁例如F4-TCNQ-掺杂的酞菁锌(ZnPc)、F4-TCNQ-掺杂的N,N'-二苯基-N,N’-双(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4"-二胺(α-NPD)、六氮杂苯并菲-六腈(HAT-CN)及它们的组合，但本公开并不限于此。例如，相对于主体的重量，掺杂剂(诸如F4-TCNQ)的掺杂量可以为约1重量％至约30重量％。根据发光二极管100的结构和类型，可以省略HIL 142。
HTL 144将空穴从第一电极110传输到EML 150。在附图中，尽管将第一电荷转移层140表示为包括HIL 142和HTL 144，但第一电荷转移层140可以作为单层形成。例如，可以省略HIL 142，并且第一电荷转移层140可以仅由HTL 144形成。
在一个示例性实施方案中，HTL 144可以包含式1或2的有机化合物。
式1或2的有机化合物具有稠合杂芳环作为核心，并通过多个环外双键被具有优异吸电子性能的官能团不对称取代。因此，式1或2的有机化合物具有深HOMO能级和与空穴的强结合亲和力，因此表现出优异的空穴迁移性能。因此，如图3中示意性示出的，当将式1或2的有机化合物应用于空穴转移层，例如HTL时，HTL的总HOMO能级变深，并且由于HTL与EML之间的HOMO能级的差异(ΔG'H)显著减小，HTL与EML之间的能障可被去除。
也就是说，通过将式1或2的有机化合物应用于HTL，HTL与EML之间的HOMO能级的差异(ΔG'H)变得与电子传输层(ETL)与EML之间的最低未占分子轨道(LUMO)能级的差异(ΔGL)相同或没有显著差异。
因此，通过在HTL中使用式1或2的有机化合物，平衡数量的空穴和电子被注入EML中并形成激子，因此，消失而不形成激子的电子数量减少或消除。此外，光发射可以有效地发生在注入EML中的发光材料中，而不是在EML和与其相邻的HTL或ETL之间的界面处。因此，发光二极管100可以表现出最大化的发光效率并在低电压下工作，从而降低功率消耗。
例如，可以使用选自以下方法中的一种方法形成包括HIL 142和HTL144的第一电荷转移层140：真空沉积方法，例如真空气相沉积和溅射，以及溶液工艺，例如旋涂、滴涂(drop coating)、浸涂、喷涂、辊涂、流涂(flow coating)、流延、丝网印刷和喷墨印刷；或者这些方法的组合。例如，HIL 142和HTL 144的厚度可以为约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm，但本公开并不限于此。
在一个示例性实施方案中，式1或2的有机化合物可用作HTL 144的掺杂剂。此时，对HTL 144的主体没有特别限制，但可以是具有三胺部分的有机材料，其具有优异的空穴迁移率。例如，HTL 144的主体可以包括由下面的式3至式5表示的有机材料中的任何一种：
式3
式4
式5
其中R11至R14各自独立地为未取代或取代的线性或支化C1-C20烷基、未取代或取代的C1-C20烷氧基、未取代或取代的C5-C30芳基、或者未取代或取代的C4-C30杂芳基；a和b各自独立地为1至4的整数；并且n是1或更大的整数。
在HTL 144由主体和掺杂剂组成的情况下，相对于100重量份的主体，式1或2的有机化合物的加入量可以为约1重量份至约200重量份，优选约10重量份至约200重量份，但本公开并不限于此。
在示例性实施方案中，在式3至式5中，R11至R14各自独立地为未取代或取代的线性或支化C1-C20烷基。式3至式5的有机化合物的实例包括但不限于聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺](poly-TPD；p-TPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯基胺)](TFB)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(对丁基苯基)二苯基胺))]、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺(TPD)、N,N'-双(4-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺、N1,N4-二苯基-N1,N4-二-间甲苯基苯-1,4-二胺(TTP)、N,N,N',N'-四(3-甲基苯基)3,3'-二甲基联苯胺(HMTPD)、二-[4-(N,N'-二对甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、N4,N4'-双(4-(6-((3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基)己基)苯基)-N4,N4'-二苯基联苯-4,4'-二胺(OTPD)和4,4',4"-三(N,N-苯基-3-甲基苯基氨基)三苯基胺。
在这点上，HTL 144可以使用聚合物作为主体并且使用式1或2的有机化合物作为掺杂剂。在这种情况下，HTL 144可具有增强的空穴迁移性能和降低的HOMO能级(深HOMO能级)，因此，HTL 144与EML 150之间的HOMO能障可减小或去除。
同时，EML 150可以由无机发光颗粒或有机发光材料形成。当EML 150由无机发光颗粒形成时，无机发光颗粒可以是无机发光纳米颗粒，例如量子点(QD)或量子棒(QR)。
QD或QR是当处于不稳定状态的电子从导带下降到价带时发射光的无机颗粒。这些无机发光纳米颗粒具有非常高的消光系数，并且在无机颗粒中表现出优异的量子产率，因此发射强烈的荧光。此外，由于发光波长根据无机发光纳米颗粒的尺寸而变化，因此当适当调节无机发光纳米颗粒的尺寸时，可以获得整个可见光区域中的光，从而实现多种颜色。也就是说，当无机发光纳米颗粒例如QD或QR用作EML 150的发光材料时，可以增强单个像素的色纯度，并且也可以实现由高纯度的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)光组成的白光。
在一个示例性实施方案中，QD或QR可以具有单一结构。在另外的示例性实施方案中，QD或QR可以具有包括核和壳的异质结构(heterologous structure)。在这种情况下，壳可以作为单个壳或多个壳形成。
可以根据构成核和/或壳的反应性前体的反应性和注入速率、配体的类型和反应温度等来调节这些无机发光纳米颗粒的生长程度和晶体结构等，因此，可以通过调节能带隙来诱导各种波长的光的发射。
例如，QD或QR可以具有如下异质结构，所述异质结构包括：设置在其中心部分并为了发射光而构建的核；以及覆盖核的表面以保护核的壳，并且用于在溶剂中分散QD或QR的配体组分可覆盖壳的表面。例如，QD或QR可以具有I型核/壳结构作为构成核的组分的能带隙被壳的能带隙覆盖的结构，在I型核/壳结构中，电子和空穴向核移动并在核中重组，结果，能量作为光发射。
在QD或QR具有I型核/壳结构的情况下，核是主要发生光发射的部分，并且根据核的尺寸来确定QD或QR的发光波长。为了实现量子限制效应，核必须具有小于根据每种材料的激子玻尔半径的尺寸，并且具有相应尺寸的光带隙。
同时，QD或QR的壳促进核的量子限制效应并且决定QD或QR的稳定性。与内部原子不同，出现在具有单一结构的胶体QD或QR表面上的原子具有不参与化学键合的孤对电子。这些表面原子的能级在QD或QR的导带边缘与价带边缘之间，因此电荷可能被捕获，从而导致表面缺陷的形成。QD或QR的发光效率可由于表面缺陷导致的激子的非辐射重组过程而降低，并且捕获的电荷与外部氧和化合物反应，因此可能导致QD或QR的化学组成的改变，或者QD或QR的电/光性能可能永久丢失。
因此，在一个示例性实施方案中，QD或QR可以具有包括核和壳的异质结构。为了使壳有效地形成在核的表面上，构成壳的材料的晶格常数应当类似于构成核的材料的晶格常数。通过用壳覆盖核的表面，防止了核的氧化，因此可以增强QD或QR的化学稳定性，可以最小化由于在核表面的表面捕获而导致的激子损失，并且可以防止由于分子振动而导致的能量损失，从而提高量子效率。
QD或QR可以是具有量子限制效应的半导体纳米晶体或金属氧化物颗粒。例如，QD或QR可以包括第II-IV族、第III-V族、第IV-VI族或第I-III-VI族化合物半导体纳米晶体。更具体地，构成QD或QR的核和/或壳可以是第II-VI族化合物半导体纳米晶体，例如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe和/或它们的组合；第III-V族化合物半导体纳米晶体，例如GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb和/或它们的组合；第IV-VI族化合物半导体纳米晶体，例如PbS、PbSe、PbTe和/或它们的组合；第I-III-VI族化合物半导体纳米晶体，例如AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、CuInS2、CuInSe2、CuGaS2、CuGaSe2和/或它们的组合；金属氧化物纳米颗粒，例如ZnO、TiO2和/或它们的组合；或核-壳结构化纳米晶体，例如CdSe/ZnSe、CdSe/ZnS、CdS/ZnSe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、ZnO/MgO和/或它们的组合。半导体纳米颗粒可以是未掺杂的或者掺杂有稀土元素，例如铕(Eu)、铒(Er)、铽(Tb)、铥(Tm)或镝(Dy)或它们的组合，或者可以掺杂有过渡金属元素，例如锰(Mn)、铜(Cu)、银(Ag)或铝(Al)或它们的组合。
例如，构成QD或QR的核可以选自ZnSe、ZnTe、CdSe、CdTe、InP、ZnCdS、CuxIn1-xS、CuxIn1-xSe、AgxIn1-xS及它们的组合。此外，构成QD或QR的壳可以选自ZnS、GaP、CdS、ZnSe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnS/ZnSe/CdSe、GaP/ZnS、CdS/CdZnS/ZnS、ZnS/CdSZnS、CdXZn1-xS及它们的组合。
同时，QD可以是合金QD(例如，CdSxSe1-x、CdSexTe1-x和ZnxCd1-xSe)，例如均质合金QD或梯度合金QD。
当EML 150由无机发光颗粒例如QD或QR形成时，将在溶剂中包含QD或QR的溶液施加到第一电荷转移层140，例如HTL 144，然后使溶剂挥发，从而形成EML 150。
在一个示例性实施方案中，可以通过用在溶剂中包含QD或QR的分散体涂覆(例如，溶液工艺)第一电荷转移层140并使溶剂挥发来形成EML 150，QD或QR是发光纳米颗粒。可以使用选自以下的一种溶液工艺来形成EML150：旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、流延、丝网印刷和喷墨印刷；或者它们的组合。
在一个示例性实施方案中，EML 150可以包含QD或QR，它们是在440nm、530nm和620nm具有光致发光(PL)发射性能的无机发光纳米颗粒，因此能够制备白色发光二极管。任选地，EML 150可以包含QD或QR，QD或QR是具有红色、绿色和蓝色中的任何一种的发光纳米颗粒，并且可以形成QD或QR，使得EML 150单独发射任何一种颜色的光。
在其它实施方案中，EML 150可以由有机发光材料形成。对EML 150的有机发光材料没有特别限制，只要它是通常使用的有机发光材料即可。例如，EML 150可以由发射红光、绿光和/或蓝光的有机发光材料形成，并且可以包括荧光材料或磷光材料。此外，EML 150的有机发光材料可以包含主体和掺杂剂。当有机发光材料由主体-掺杂剂体系组成时，相对于主体的重量，掺杂剂的掺杂量可以为约1重量％至约50重量％，优选约1重量％至约30重量％，但本公开并不限于上述实例。
对EML 150中使用的有机主体没有特别限制，只要它是常用材料即可。例如，在EML150中使用的有机主体可以是三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、TCTA、PVK、4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯(CDBP)、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、3-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、二苯乙烯基亚芳基化合物(distyrylarylene，DSA)、mCP、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯(TCP)等。
当EML 150发射红光时，EML 150中包含的掺杂剂可以是有机化合物或有机金属络合物，例如5,6,11,12-四苯基萘(红荧烯)、双(2-苯并[b]-噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(btp)2(acac))、双[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(fliq)2(acac))、双[2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-喹啉](乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(flq)2(acac))、双-(2-苯基喹啉)(2-(3-甲基苯基)吡啶酸)合铱(III)(bis-(2-phenylquinoline)(2-(3-methylphenyl)pyridinate)irideium(Ⅲ)，Ir(phq)2typ)或双(2-(2,4-二氟苯基)喹啉)吡啶甲酸合铱(III)
(FPQIrpic)，但本公开并不限于上述实例。
当EML 150发射绿光时，EML 150中包含的掺杂剂可以是有机化合物或有机金属络合物，例如N,N’-二甲基-喹吖啶酮(DMQA)、香豆素6,9,10-双[N,N-二-(对甲苯基)氨基]蒽(TTPA)、9,10-双[苯基(间甲苯基)-氨基]蒽(TPA)、双(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(ppy)2(acac))、fac-三(苯基吡啶)铱(III)(fac-Ir(ppy)3)或三[2-(对甲苯基)吡啶]铱(III)(Ir(mppy)3)，但本公开并不限于上述实例。
当EML 150发射蓝光时，EML 150中包含的掺杂剂可以是有机化合物或有机金属络合物，例如4,4'-双[4-(二对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(DPAVBi)、苝、2,5,8,11-四叔丁基苝(TBPe)、双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)(FirPic)、mer-三(1-苯基-3-甲基咪唑啉-2-亚基-C,C2')铱(III)(mer-Ir(pmi)3)或三(2-(4,6-二氟苯基)吡啶)铱(III)(Ir(Fppy)3)，但本公开并不限于上述实例。
当EML 150由有机发光材料形成时，可以使用选自以下的一种方法形成EML 150：真空沉积工艺，包括真空气相沉积和溅射，以及溶液工艺，例如旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、流延、丝网印刷和喷墨印刷；或者这些工艺的组合。
同时，第二电荷转移层160位于EML 150与第二电极120之间。在根据本公开的实施方案中，第二电荷转移层160可以是向EML 150提供电子的ETL。在一个示例性实施方案中，第二电荷转移层160包括位于第二电极120与EML 150之间的电子注入层(EIL)162，以及位于第二电极120与EML 150之间的电子传输层(ETL)164，使得EIL 162与第二电极120相邻地布置，以及使得ETL 164与EML 150相邻地布置。
EIL 162促进电子从第二电极120注入EML 150中。例如，EIL 162可以由以下材料形成：通过用氟掺杂金属诸如铝(Al)、镉(Cd)、铯(Cs)、铜(Cu)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)或锂(Li)或者将这类金属与氟结合而获得的材料；或者未掺杂或掺杂有Al、镁(Mg)、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的金属氧化物，例如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、锆氧化物(ZrO)、锡氧化物(SnO2)、钨氧化物(WO3)或钽氧化物(Ta2O3)。
ETL 164将电子传输到EML 150。ETL 164可以由无机材料和/或有机材料形成。在ETL 164由无机材料形成的情况下，ETL 164可以由选自以下的无机材料形成：未掺杂或掺杂有Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的金属/非金属氧化物，例如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锌镁(ZnMgO)、锆氧化物(ZrO)、锡氧化物(SnO2)、钨氧化物(WO3)、钽氧化物(Ta2O3)、铪氧化物(HfO3)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆硅(ZrSiO4)、氧化钡钛(BaTiO3)和氧化钡锆(BaZrO3)；未掺杂或掺杂有Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的半导体颗粒，例如CdS、ZnSe和ZnS；氮化物，例如Si3N4；及它们的组合。
在ETL 164由有机材料形成的情况下，对于ETL 164，可以使用有机材料，例如基于噁唑的化合物、基于异噁唑的化合物、基于三唑的化合物、基于异噻唑的化合物、基于噁二唑的化合物、基于噻二唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苝的化合物、基于苯并噁唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物、基于三嗪的化合物或铝络合物。具体地，可以构成ETL 164的有机材料可以选自3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑(TAZ)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(浴铜灵；BCP)、2,2',2"-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole,TPBi)、2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基苯氧化铝(III)(Balq)、双(2-甲基-喹啉)(三苯基甲硅烷氧基)、8-羟基-喹啉合锂(Liq)、双(2-甲基-喹啉)(三苯基甲硅烷氧基)合铝(III)(Salq)及它们的组合，但本公开并不限于上述实例。
类似于第一电荷转移层140，尽管图2将第二电荷转移层160表示为包括EIL 162和ETL 164的两层，但第二电荷转移层160可以仅作为单层ETL 164形成。此外，可以使用电子传输材料例如上述无机材料和碳酸铯的混合物，将第二电荷转移层160作为单层ETL 164形成。
可以使用选自以下的一种溶液工艺来形成包括EIL 162和/或ETL 164的第二电荷转移层160：旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、流延、丝网印刷和喷墨印刷；或者它们的组合。例如，EIL 162和ETL 164可堆叠至约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm的厚度。
例如，在引入混合电荷转移层(CTL)的情况下，该混合电荷转移层构建为使得构成第一电荷转移层140的HTL 144由有机材料形成，并且第二电荷转移层140由无机材料形成，可以增强发光二极管100的发光特性。
同时，在空穴穿过EML 150并转移到第二电极120，或者电子穿过EML 150并转移到第一电极120的情况下，装置的寿命和效率可能会降低。为了防止这种情况，根据本公开的第一实施方案的发光二极管100可包括与EML 150相邻的至少一个激子阻挡层。
例如，根据本公开的第一实施方案的发光二极管100可包括能够控制和防止电子在HTL 144与EML 150之间转移的电子阻挡层(EBL)。
例如，EBL可以由以下物质形成：TCTA、三[4-(二乙基氨基)苯基]胺、N-(联苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺、三-对甲苯基胺、1,1-双(4-(N,N'-二(对甲苯基)氨基)苯基)环己烷(TAPC)、m-MTDATA、1,3-双(N-咔唑基)苯(mCP)、3,3'-双(N-咔唑基)-1,1’-联苯(mCBP)、poly-TPD、酞菁铜(CuPc)、DNTPD和/或1,3,5-三[4-(二苯基氨基)苯基]苯(TDAPB)。
此外，作为第二激子阻挡层的空穴阻挡层(HBL)位于EML 150与ETL 164之间，因此可以防止空穴在EML 150与ETL 164之间转移。在一个示例性实施方案中，用于形成HBL的材料可以是可用于ETL 164中的有机衍生物，例如基于噁二唑的化合物、基于三唑的化合物、基于菲咯啉的化合物、基于苯并噁唑的化合物、基于苯并噻唑的化合物、基于苯并咪唑的化合物或基于三嗪的化合物等。
例如，HBL可以由2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD和/或Liq形成，所述材料具有比EML 150中使用的材料更深的最高已占分子轨道(HOMO)能级。
如上所述，根据本公开的第一实施方案，位于第一电极110与EML 150之间的HTL144中包含式1或2的有机化合物。构建式1或2的有机化合物，使得不同类型的吸电子官能团经由多个环外双键中的每一个与作为核心的杂芳环相连，因此具有深的HOMO能级和优异的空穴迁移性能。通过降低HTL 144的HOMO能级，降低了HTL 144与EML 150之间的HOMO能障。由于平衡数量的空穴和电子被注入EML 150中，因此发光二极管100的发光效率可以提高，并且发光二极管100可以在低电压下工作，从而降低功率消耗。
同时，已经参照图2和3描述了具有正常结构的发光二极管的情况，所述正常结构使得HTL位于具有相对低功函数的第一电极与EML之间，并且ETL位于具有相对高功函数的第二电极与EML之间。发光二极管可以具有倒置结构而不是正常结构，下面将描述这种情况。图4是根据本公开的第二实施方案的具有倒置结构的发光二极管200的示意性截面图。图5是示出构成根据本公开的第二实施方案的发光二极管200的电极和发射层的材料的能级的示意图。
如图4所示，根据本公开的第二实施方案的发光二极管200包括第一电极210；面对第一电极210的第二电极220；以及发射层230，发射层230位于第一电极210与第二电极220之间并且包括EML 250。发射层230可以进一步包括位于第一电极210与EML 250之间的第一电荷转移层240，以及位于第二电极220与EML 250之间的第二电荷转移层260。
在本公开的第二实施方案中，第一电极210可以是正极，例如电子注入电极。例如，第一电极210可以由以下物质制成：掺杂或未掺杂的金属氧化物，例如ITO、IZO、ITZO、ICO、SnO2、In2O3、Cd:ZnO、F:SnO2、In:SnO2、Ga:SnO2或AZO；或者，除了上述金属氧化物之外，包括镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铱(Ir)或碳纳米管的材料。
在本公开的第二实施方案中，第二电极220可以是负极，例如空穴注入电极。例如，第二电极220可以由Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg或Ag:Mg制成。例如，第一电极210和第二电极220可以堆叠至30nm至300nm的厚度。
在本公开的第二实施方案中，第一电荷转移层240可以是向EML 250提供电子的电子转移层。在一个示例性实施方案中，第一电荷转移层240包括位于第一电极210与EML 250之间的EIL 242，使得EIL 242与第一电极210相邻，以及位于第一电极210与EML 250之间的ETL 244，使得ETL 244与EML 250相邻。
EIL 242可以由以下材料形成：通过用氟掺杂金属诸如Al、Cd、Cs、Cu、Ga、Ge、In或Li或者将这类金属与氟结合而获得的材料；或者未掺杂或掺杂有Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的金属氧化物，例如TiO2、ZnO、ZrO、SnO2、WO3或Ta2O3。
ETL 244可以由无机材料和/或有机材料形成。在ETL 244由无机材料形成的情况下，ETL 244可以由选自由以下的无机材料形成：未掺杂或掺杂有Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的金属/非金属氧化物，例如TiO2、ZnO、ZnMgO、ZrO、SnO2、WO3、Ta2O3、HfO3、Al2O3、ZrSiO4、BaTiO3和BaZrO3；未掺杂或掺杂有Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs或Cu等的半导体颗粒，例如CdS、ZnSe和ZnS；氮化物，例如Si3N4；及它们的组合。
在ETL 244由有机材料形成的情况下，对于ETL 244，可以使用基于噁唑的化合物、基于异噁唑的化合物、基于三唑的化合物、基于异噻唑的化合物、基于噁二唑的化合物、基于噻二唑的化合物、基于苝的化合物或铝络合物。具体地，可以构成ETL 244的有机材料可以选自TAZ、BCP、TPBi、2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑、Alq3、Balq、LiQ、Salq及它们的组合，但本公开并不限于上述实例。
同时，第一电荷转移层240可以仅作为单层ETL 244形成。此外，可以使用电子传输材料例如上述无机颗粒和碳酸铯的混合物，将第一电荷转移层240作为单层ETL 244形成。例如，EIL 242和ETL 244可以堆叠至10nm至200nm，优选10nm至100nm的厚度。
EML 250可以由无机发光颗粒或有机发光材料形成。无机发光颗粒可以是无机发光纳米颗粒，例如QD或QR。QD或QR可以具有单一结构，或者包括核/壳的异质结构。
QD或QR可以是具有量子限制效应的半导体纳米晶体或金属氧化物颗粒。例如，QD或QR可以包括第II-IV族、第III-V族、第IV-VI族或第I-III-VI族化合物半导体纳米晶体。更具体地，构成QD或QR的核和/或壳可以是第II-VI族化合物半导体纳米晶体，例如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe和/或它们的组合；第III-V族化合物半导体纳米晶体，例如GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb和/或它们的组合；第IV-VI族化合物半导体纳米晶体，例如PbS、PbSe、PbTe和/或它们的组合；第I-III-VI族化合物半导体纳米晶体，例如AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、CuInS2、CuInSe2、CuGaS2、CuGaSe2和/或它们的组合；金属氧化物纳米颗粒，例如ZnO、TiO2和/或它们的组合；或核-壳结构化纳米晶体，例如CdSe/ZnSe、CdSe/ZnS、CdS/ZnSe、CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、ZnO/MgO和/或它们的组合。半导体纳米颗粒可以是未掺杂的或者掺杂有稀土元素，例如Eu、Er、Tb、Tm或Dy或它们的组合，或者可以掺杂有过渡金属元素，例如Mn、Cu、Ag或Al或它们的组合。
在EML 250由无机发光颗粒例如QD或QR形成的情况下，将在溶剂中包含QD或QR的溶液施加到第一电荷转移层240，例如ETL 244，然后使溶剂挥发，从而形成EML 250。
在EML 250由有机发光材料形成的情况下，EML 250可以由发射红光、绿光和/或蓝光的有机发光材料形成，并且可以包括荧光材料或磷光材料。此外，EML 250的有机发光材料可以包含主体和掺杂剂。当有机发光材料由主体-掺杂剂体系组成时，相对于主体的重量，掺杂剂的掺杂量可以为约1重量％至约50重量％，优选约1重量％至约30重量％，但本公开并不限于此。
在EML 250由有机发光材料形成的情况下，可以使用选自以下的一种方法形成EML250：真空沉积工艺，包括真空气相沉积和溅射，以及溶液工艺，例如旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、流延、丝网印刷和喷墨印刷；或者它们的组合。
同时，在本公开的第二实施方案中，第二电荷转移层260可以是向EML250提供空穴的空穴转移层。在一个示例性实施方案中，第二电荷转移层260包括位于第二电极220与EML250之间的HIL 262，使得HIL 262与第二电极220相邻，以及位于第二电极220与EML 250之间的HTL 264，使得HTL 264与EML 250相邻。
HIL 262可以由选自以下的材料形成：PEDOT:PSS、F4-TCNQ-掺杂的TDATA、p掺杂的酞菁例如F4-TCNQ-掺杂的ZnPc、F4-TCNQ-掺杂的α-NPD、HAT-CN及它们的组合，但本公开并不限于上述实例。例如，相对于主体的重量，掺杂剂诸如F4-TCNQ的掺杂量可以为约1重量％至约30重量％。根据发光二极管200的结构和类型，可以省略HIL 262。
HTL 264包含式1或2的有机化合物。例如，式1或2的有机化合物可以用作HTL 264的掺杂剂，并且在这种情况下，HTL 264可以使用具有三苯基胺部分的有机材料作为主体，例如上述式3至式5的有机材料。
第二电荷转移层260可以作为单层形成。例如，可以省略HIL 262，并且第二电荷转移层260可以仅由HTL 264形成。HIL 262和HTL 264的厚度可以为约10nm至约200nm，优选约10nm至约100nm，但本公开并不限于此。
类似于第一实施方案，根据本公开的第二实施方案的发光二极管200可包括与EML250相邻的至少一个激子阻挡层。例如，发光二极管200可以进一步包括位于EML 250与HTL264之间并且能够控制和防止电子转移的电子阻挡层，和/或位于ETL 244与EML 250之间并且能够控制和防止空穴转移的空穴阻挡层。
在根据本公开的第二实施方案的发光二极管200中，位于第二电极220与EML 250之间的第二电荷转移层260的HTL 264包含式1或2的有机化合物。因此，如图5中示意性示出的，HTL与EML之间的HOMO能级的差异(ΔG'H)显著减小，因此HTL与EML之间的能障可被去除。
也就是说，通过将式1或2的有机化合物应用于HTL，HTL与EML之间的HOMO能级的差异(ΔG'H)变得与ETL与EML之间的LUMO能级的差异(ΔGL)相同或没有显著差异。由于平衡数量的空穴和电子被注入EML中从而形成激子，因此不形成激子并且消失的电子数量减少或者这些电子消失。此外，光发射有效地发生在注入EML中的发光材料中，而不是在EML和与其相邻的HTL或ETL之间的界面处。因此，发光二极管200可以表现出最大化的发光效率并在低电压下工作，因此，可以降低功率消耗。
因此，将式1或2的有机化合物应用于空穴转移层的发光二极管可以应用于照明装置或发光装置，例如显示装置。例如，将描述发光装置包括发光二极管，其中将根据本公开的有机化合物应用于空穴转移层。图6是示出根据本公开的示例性实施方案的发光显示装置300的示意性截面图。
如图6所示，发光显示装置300包括基板310，以及在基板310上的驱动薄膜晶体管Tr，以及与驱动薄膜晶体管Tr连接的发光二极管400，驱动薄膜晶体管Tr是驱动元件。
由氧化物半导体材料或多晶硅形成的半导体层322设置在基板310上。当半导体层322由氧化物半导体材料形成时，可以在半导体层322的下部上形成遮光图案(未示出)，遮光图案防止光入射到半导体层322上，从而防止半导体层322被光劣化。与此不同，半导体层322可由多晶硅形成，在这种情况下，半导体层322的相对边缘可掺杂有杂质。
由绝缘材料形成的栅极绝缘膜324布置于半导体层322上。栅极绝缘膜324可以由无机绝缘材料例如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)形成。由导电材料诸如金属制成的栅极330布置于栅极绝缘膜324上，以对应于半导体层322的中心。
由绝缘材料形成的层间绝缘膜332布置于栅极330上。层间绝缘膜332可以由无机绝缘材料诸如SiO2或SiNx，或者有机绝缘材料诸如苯并环丁烯或光丙烯酰基化合物(photo-acryl)形成。
层间绝缘膜332具有暴露半导体层322的相对侧的第一和第二半导体层接触孔334和336。第一和第二半导体层接触孔334和336位于栅极330的相对侧，以与栅极330隔开。由导电材料诸如金属形成的源极340和漏极342布置于层间绝缘膜332上。
源极340和漏极342相对于栅极330彼此隔开，并且分别通过第一和第二半导体接触孔334和336接触半导体层322的相对侧。半导体层322、栅极330、源极340和漏极342构成驱动薄膜晶体管Tr，驱动薄膜晶体管Tr是驱动元件。
在图6中，驱动薄膜晶体管Tr具有共面结构，其中栅极330、源极340和漏极342布置于半导体层322上。与此不同，驱动薄膜晶体管Tr可以具有倒置交错结构，其中栅极布置于半导体层的下部上，而源极和漏极布置于半导体层的上部上。在这种情况下，半导体层可以由非晶硅形成。
虽然未示出，但栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域，并且与栅极线和数据线连接的开关元件进一步形成在像素区域中。开关元件与作为驱动元件的驱动薄膜晶体管Tr连接。此外，电源线与栅极线或数据线平行地隔开，并且驱动薄膜晶体管Tr可以进一步包括存储电容器，该存储电容器被构建为在一个框架内持续保持作为驱动元件的驱动薄膜晶体管Tr的栅极的电压。
同时，形成具有漏极接触孔352的钝化层350以覆盖驱动薄膜晶体管Tr，驱动薄膜晶体管Tr的漏极342通过该孔暴露。例如，钝化层350可以由无机绝缘材料诸如SiO2或SiNx，或者有机绝缘材料诸如光丙烯酰基化合物形成。
通过漏极接触孔352与驱动薄膜晶体管Tr的漏极342连接的第一电极410布置于每个像素区域中的钝化层350上。第一电极410可以是负极或正极，并且可以由具有相对高功函数的导电材料制成。例如，第一电极410可以由以下材料制成：掺杂或未掺杂的金属氧化物，例如ITO、IZO、ITZO、ICO、SnO2、In2O3、Cd:ZnO、F:SnO2、In:SnO2、Ga:SnO2或AZO；或者除上述金属氧化物之外，金属材料，包括Ni、Pt、Au、Ag、Ir，或碳纳米管。
同时，在本公开的发光显示装置300是顶部发射型的情况下，可以在第一电极410的下部上进一步布置反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(APC)合金形成。
此外，堤层(bank layer)368布置于钝化层350上以覆盖第一电极410的边缘。堤层368暴露第一电极410的中心以对应于像素区域。
发射层430布置于第一电极410上。发射层430可仅作为EML形成，但可具有多个电荷转移层以增强发光效率。例如，图6示出了发射层430，其包括在第一电极410与第二电极420之间顺序堆叠的第一电荷转移层440、发射材料层450和第二电荷转移层460。
例如，第一电荷转移层440可以是空穴转移层，并且可以由有机材料形成的HIL142(参见图2)和HTL 144(参见图2)组成。构成第一电荷转移层440的空穴传输层包含式1或2的有机化合物。有机化合物可以用作空穴传输层的掺杂剂，在这种情况下，式3至式5的具有三苯基胺部分的有机材料中的一种可以用作空穴传输层的主体。
发射材料层440可以由无机发光材料或有机发光材料形成。同时，第二电荷转移层450可以是电子转移层，并且可以由EIL 162(参见图2)和ETL164(参见图2)组成。例如，第二电荷转移层450可以由无机材料或有机材料形成。
第二电极420布置于基板310上方，在基板310上方布置有发射层430。第二电极420可以布置于显示区域的整个表面上，可以由具有相对低功函数的导电材料制成，并且可以是正极或负极。例如，第二电极420可以由Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、Al、Mg、Au:Mg或Ag:Mg制成。
图6示出了具有正常结构的发光二极管400，其中作为空穴转移层的第一电荷转移层440布置于第一电极410与发射材料层450之间，并且作为电子转移层的第二电荷转移层460布置于第二电极420与发射材料层450之间。
在另外的实施方案中，可以制备具有倒置结构的发光二极管，其中作为电子转移层的第一电荷转移层布置于第一电极410与发射材料层450之间，并且作为空穴转移层的第二电荷转移层布置于第二电极420与发射材料层450之间。在这种情况下，式1或2的有机化合物可用于构成布置于第二电极420与发射材料层450之间的第二电荷转移层460的空穴传输层中。
通过将式1或2的有机化合物应用于可以是HTL的第一电荷转移层440或第二电荷转移层460，可以减小HTL与EML 450之间的HOMO能级的差异，因此，可以去除HTL与EML 450之间的HOMO能障。通过将式1或2的有机化合物应用于可以是HTL的第一电荷转移层440或第二电荷转移层460，可以增强空穴迁移性质。因此，平衡数量的空穴和电子被注入EML 450中，因此发光二极管400和发光显示装置300可以表现出增强的发光效率并且在低电压下工作，并且因此可以降低功率消耗。
在下文中，将参考以下实施例描述本公开，但本公开并不旨在受限于在此阐述的实施例中所描述的技术精神。
合成实施例1：化合物SH01的合成
(1)化合物S-1的合成
将9.0g(58mmol)化合物S溶解于500ml无水CH2Cl2中，在室温下向其中滴加49ml2.5M丁基锂(n-BuLi)溶液，然后将所得溶液在室温下搅拌12小时。将反应混合物倒入冰水中并用乙酸乙酯萃取以获得有机层，通过用无水硫酸镁处理来干燥有机层。用丙酮将所得反应产物重结晶，获得8.56g化合物S-1(收率：62％)。
(2)化合物S-2的合成
将5g(23mmol)化合物S-1、3.10g(46mmol)丙二腈、10ml吡啶和200ml CH2Cl2在室温下搅拌，向其中缓慢加入5ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得2.74g化合物S-2(收率：45％)。
(3)化合物F-1的合成
将10g(64mmol)化合物F和14.4g(128mmol)碳酸钾置于250ml两颈烧瓶中并溶解在100ml DMF中。然后，向其中加入9.7ml(70.4mmol)氰基乙酸乙酯，并将所得溶液在80℃搅拌16小时。反应完成后，将水和痕量的乙酸加入反应产物中，然后搅拌30分钟，然后使用大量氯仿和水将所得反应产物萃取几次，并用盐水洗涤，然后在减压下蒸馏除去溶剂，然后使用二氯甲烷和己烷作为展开剂进行柱色谱法，从而获得14.3g化合物F-1(收率：90％)。
(4)化合物F-2的合成
将10.0g(40mmol)化合物F-1溶解在具有10ml乙酸和10ml水的混合溶剂的250ml两颈烧瓶中。然后，向所得溶液中加入1ml硫酸，并加热回流14小时。反应完成后，将反应产物冷却至室温，向其中加入冰水，然后使用水和乙酸乙酯萃取，用NaHCO3水溶液再次洗涤获得的乙酸乙酯层，并且用水再次洗涤乙酸乙酯层，通过在减压下蒸馏除去溶剂获得产物，使用二氯甲烷和己烷对所述产物进行柱色谱法，获得6.05g化合物F-2(收率：85％)。
(5)化合物SH01的合成
加入2g(7.5mmol)化合物S-2、2.66g(15mmol)化合物F-2、10ml吡啶和200ml CH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入5ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得4.34g化合物SH01(收率：68％)。
合成实施例2：化合物SH02的合成
加入2g(7.45mmol)化合物S-2、2.39g(15mmol)化合物F-3、10ml吡啶和200mlCH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入5ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得2.17g化合物SH02(收率：71％)。
合成实施例3：化合物SH03的合成
加入2g(7.45mmol)化合物S-2、2.66g(15mmol)化合物F-4、10ml吡啶和200mlCH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入5ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得2.52g化合物SH03(收率：71％)。
合成实施例4：化合物SH04的合成
(1)化合物S-4的合成
将3.0g(8mmol)化合物S-3、3.56g(17.0mmol)全氟苯基硼酸、0.22g(0.41mmol)四(三苯基膦)钯(0)和5.0g(36.18mmol)碳酸钾加入90ml 1,4-二噁烷和30ml水的混合溶液中，并将所得溶液在80℃搅拌4小时。反应完成后，使用水和乙酸乙酯萃取反应产物，浓缩，然后使用二氯甲烷和正己烷进行柱分离。然后，使用二氯甲烷和石油醚使产物沉淀，然后过滤沉淀物，从而获得3.42g化合物S-4(收率：78％)。
(2)化合物S-5的合成
加入3g(5.4mmol)化合物S-4、0.74g(11mmol)丙二腈、7ml吡啶和200ml CH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入4ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得1.34g化合物S-5(收率：41％)。
(3)化合物SH04的合成
加入1g(1.67mmol)化合物S-5、0.59g(3.3mmol)化合物F-2、5ml吡啶和100mlCH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入2.5ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得0.48g化合物SH04(收率：38％)。
合成对比例1：化合物TH01的合成
加入2g(7.5mmol)化合物S-1、2.66g(15mmol)化合物F-2、15ml吡啶和200ml CH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入6ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得4.22g化合物TH01(收率：86％)。
合成对比例2：化合物TH02的合成
加入2g(9.1mmol)化合物S-1、2.91g(18mmol)化合物F-3、15ml吡啶和200ml CH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入6ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得3.76g化合物TH02(收率：85％)。
合成对比例3：化合物TH03的合成
加入2g(9.1mmol)化合物S-1、3.23g(18mmol)化合物F-4、15ml吡啶和200ml CH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入6ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得4.02g化合物TH03(收率：82％)。
合成对比例4：化合物TH04的合成
加入1g(1.81mmol)化合物S-4、0.65g(3.62mmol)化合物F-2、5ml吡啶和100mlCH2Cl2并在室温下搅拌，向其中缓慢加入3ml TiCl4，然后将反应混合物在搅拌下加热5小时。将反应混合物的温度升高至室温后，用CH2Cl2和H2O萃取反应混合物，然后通过用无水Na2SO4处理来干燥作为有机层的CH2Cl2溶剂。用CH2Cl2和乙腈将所得反应产物重结晶，获得1.16g化合物TH04(收率：74％)。
实施例1：发光二极管的制备
使用根据合成实施例1合成的化合物SH01作为空穴传输层(HTL)的掺杂剂来制备发光二极管。将ITO玻璃图案化，使得ITO玻璃具有3mm×3mm的发光面积，然后洗涤。然后，按照以下顺序堆叠发射层和正极。将空穴注入层(HIL)(PEDOT:PSS，旋涂(7,000rpm)，然后在150℃加热30分钟；30nm)和HTL(TFB:SH01(2:1至1:2的重量比))转移至真空室，然后进行沉积(1×10-6托,20nm)，将发射材料层(EML)(InP/ZnSe/ZnS，旋涂(2,000rpm)，然后在80℃加热1小时；20nm)、电子传输层(ETL)(2-[4-(9,10-二-2-萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑:LIQ(50％)和基板转移至真空室，然后进行沉积(1×10-6托,40nm)，然后在所得结构上形成正极(Al，沉积(1×10-6托)，80nm)。
沉积后，为了形成膜，将所得结构从沉积室移到干燥箱中，然后使用可UV固化环氧树脂和吸湿剂(moisture getter)进行封装。制得的发光二极管具有9mm2的发射面积。
实施例2：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成实施例2合成的化合物SH02用作HTL的掺杂剂。
实施例3：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成实施例3合成的化合物SH03用作HTL的掺杂剂。
实施例4：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成实施例4合成的化合物SH04用作HTL的掺杂剂。
对比例1：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是在HTL中仅使用TFB而不使用掺杂剂。
对比例2：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成对比例1制备的化合物TH01用作HTL的掺杂剂。
对比例3：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成对比例2制备的化合物TH02用作HTL的掺杂剂。
对比例4：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成对比例3制备的化合物TH03用作HTL的掺杂剂。
对比例5：发光二极管的制备
以与实施例1相同的方式制备发光二极管，不同的是将根据合成对比例4制备的化合物TH04用作HTL的掺杂剂。
实验实施例：发光二极管的物理特性的评估
将根据实施例1至4以及对比例1至5制备的每个发光二极管与外部电源连接，并且在室温下使用恒流源(KEITHLEY)和光度计PR650评估本公开中制备的所有二极管的电致发光(EL)特性。具体地，测量了实施例1至4以及对比例1至5的发光二极管的发光波长的驱动电压(V)、电流效率(Cd/A)、外部量子效率(EQE)和颜色坐标。其结果示于下表1中。
表1
发光二极管的EL特性
如表1所示，与包括仅由TFB形成的HTL的发光二极管相比，包括通过用根据本公开合成的有机化合物掺杂TFB形成的HTL的发光二极管表现出29.2％的最大电压降、139.9％的功率效率的最大增加和154.4％的EQE的最大增加。此外，与每个包括通过用根据相应合成对比例合成的有机化合物掺杂TFB而形成的HTL的发光二极管相比，每个包括通过用根据本公开合成的有机化合物掺杂TFB形成的HTL的发光二极管表现出16.4％的最大电压降、139.9％的功率效率的最大增加和94.7％的EQE的最大增加。根据这些结果，证实了通过将根据本公开合成的有机化合物应用于HTL，可以实现适于低电压工作并且具有显著增强的发光效率和量子效率的发光二极管和发光装置。
如从前述描述显而易见的，本公开提供一种有机化合物，其具有稠合杂芳环作为核，所述稠合杂芳环具有多个环外双键并且通过每个环外双键被具有优异的吸电子性能的官能团取代，以及各自包含所述有机化合物的发光二极管和发光装置。
由于根据本公开的有机化合物含有具有多个环外双键的稠合杂芳环作为核，因此在空穴转移层中使用本公开的有机化合物可以显著减小空穴转移层与发射材料层之间的HOMO能带隙。此外，由于有机化合物通过环外双键被具有优异的吸电子性能的多个官能团取代，因此可以提高空穴迁移率。
当将根据本公开的有机化合物应用于空穴转移层时，平衡数量的空穴和电子可以被注入发射材料层中，从而有效地形成激子而不损失空穴和电子，从而有助于发光。因此，可以实现和制备具有增强的发光效率，可以在低电压下工作并且降低功率消耗的发光二极管和发光装置。
虽然已经参考示例性实施方案和实施例描述了本公开，但这些实施方案和实施例并不旨在限制本公开的范围。相反，对本领域技术人员显而易见的是，可以对本公开进行各种修改和变化，而不脱离本发明的精神或范围的情况下，。因此，本发明意图涵盖本公开的修改和变化，只要这些修改和变化在所附权利要求及其等同物的范围内。
可组合以上所述的各种实施方案来提供另外的实施方案。通过引用的方式将本说明书中提到和/或申请数据表中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物全文并入本文。如果需要，可以修改实施方案的方面以采用各种专利、申请和出版物的概念来提供另外的实施方案。
根据以上详细描述，可以对实施方案进行这些和其它改变。通常，在后面的权利要求书中，所使用的术语不应该解释为将权利要求限制于本说明书中公开的具体实施方案和权利要求，而应该解释为包括所有可能的实施方案以及这些权利要求授权的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (15)

1.具有下式1的结构的化合物：
其中：
R1a、R1b、R2a和R2b独立地为氢、卤素、氰基、硝基、氨基、未取代或取代的C1-C20脂族酯、未取代或取代的C1-C20烷基酰胺、未取代或取代的C1-C20烷基、未取代或取代的C1-C20烷氧基、未取代或取代的C1-C20烷基氨基、未取代或取代的C5-C30芳基、未取代或取代的C4-C30杂芳基、未取代或取代的C5-C30芳烷基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷基、未取代或取代的C5-C30芳烷氧基、未取代或取代的C4-C30杂芳烷氧基、未取代或取代的C5-C30芳基氨基、或者未取代或取代的C4-C30杂芳基氨基；
X是氧或CR5R6，其中R5和R6独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代；
Y是氧或CR7R8，其中R7和R8独立地为卤素、卤代烷基、氰基、硝基、C1-C20烷基、C5-C30芳基或C4-C30杂芳基，其中C1-C20烷基、C5-C30芳基和C4-C30杂芳基各自任选地被至少一个选自氰基、硝基和卤素的取代基取代，前提是X和Y不相同；以及
Z1和Z2彼此独立地为NR3、S或O，其中R3是H、或者未取代或取代的C1-C20烷基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中R2a和R2b均为氢。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中R1a和R1b均为氢。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中R1a和R1b均具有以下结构：
5.根据权利要求1所述的化合物，其中X是CR5R6。
6.根据权利要求5所述的化合物，其中R5和R6具有以下结构中的一种：
7.根据权利要求1所述的化合物，其中Y是CR7R8。
8.根据权利要求7所述的化合物，其中R7和R8均具有以下化学结构：
9.根据权利要求1所述的化合物，其中Z1和Z2均为S。
10.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构中的一种：
11.发光二极管，其包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；
位于所述第一电极与第二电极之间的发射层，其中所述发射层包括空穴转移层，所述空穴转移层包含根据权利要求1所述的化合物。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其中所述空穴转移层包含：
掺杂剂，其中所述掺杂剂是根据权利要求1所述的化合物；以及
具有以下结构中的一种的主体材料：
其中
R11、R12、R13和R14在每次出现时独立地为未取代或取代的线性或支化C1-C20烷基、未取代或取代的C1-C20烷氧基、未取代或取代的C5-C30芳基、或者未取代或取代的C4-C30杂芳基；
a和b在每次出现时独立地为1至4的整数；并且
n是大于0的整数。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其中所述化合物的掺杂量为约1重量％至约50重量％。
14.发光装置，其包括根据权利要求11所述的发光二极管。
15.根据权利要求14所述的发光装置，其中所述装置包括：
基板，其中所述发光二极管布置于所述基板的上部上；以及
驱动装置，所述驱动装置布置于所述基板与所述发光二极管之间，并且所述驱动装置与所述发光二极管连接。
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