TW201602114A - 具高效率之螢光有機發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於包含式□之熱活化延遲螢光(TADF)發射體及/或主體之有機發光元件，該等TADF發射體及/或主體具有小到足使三重態激子從T1向上轉化為S1之介於S1與T1之間的能隙(△EST)。該等有機發光元件顯示高電致發光效率。

Description

具高效率之螢光有機發光元件
本發明係關於包含式(I)之熱活化延遲螢光(TADF)發射體及/或主體之有機發光元件，該等TADF發射體及/或主體具有小到足使三重態激子從T1向上轉化為S1之介於S1與T1之間的能隙(△EST)。該等有機發光元件顯示高電致發光效率。
OLED發光材料的開發係一重要問題及此等材料已分成兩個主要類別。第一類係螢光材料，其可僅擷取藉由電激發所產生的單重態激子(25%)。第二類係磷光材料，其可擷取所產生的三重態激子(75%)。單重態激子與三重態激子之支化比為1：3。因此，在最新的裝置中，磷光材料及其相關技術必須可達成高EL效率。然而，磷光材料一般包含諸如Ir或Pt之稀有金屬元素。此等金屬相當昂貴且依賴於有限的全球資源。
最近，C.Adachi等人在Adv.Mater.,2009,21,4802；Appl.Phys.Lett.,2011,98,083302及Chem.Commun.,2012,48,9580中描述用作替代習知螢光及磷光材料的第三代發光材料之熱活化延遲螢光(TADF)之替代概念。
TADF強烈地依賴於單一分子中之HOMO-LUMO分離。TADF材料具有小到足使三重態激子從T1向上轉化為S1之介於S1與T1之間的能隙(△EST)。此小△EST使得TADF材料實現藉由在S1處之電激發產生出 100%之激子形成。
WO2011105700係關於一種由式1或2表示之電致發光化合物：、或 其中R1至R5獨立地表示氫、(C1-C60)烷基、(C3-C60)環烷基、(C6-C60)芳基、包含一或多個選自N、O、S、P、Si及Se之雜原子之(C2-60)雜芳基、(C1-60)烷氧基、(C1-C60)烷硫基、(C6-60)芳氧基、(C6-C60)芳硫基、(C6-30)芳基(C1-C30)烷基胺基、三(C1-C30)烷基矽烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基矽烷基或三(C6-C30)芳基矽烷基；X表示化學鍵、-(CR6R7)m-、-N(R8)-、-Si(R9)(R10)-、-O-、-S-、-Se-或-(CR11)C=C(R12)-；R6至R12獨立地表示氫、(C1-C60)烷基、(C3-C60)環烷基、(C6-C60)芳基、包含一或多個選自N、O、S、Si及Se之雜原子之(C2-60)雜芳基、(C1-60)烷氧基、(C1-C60)烷硫基、(C6-60)芳氧基、(C6-C60)芳硫基、單-或二(C1-60)烷基胺基、單-或二(C6-60)芳基胺基、(C6-30)芳基(C1-C30)烷基胺基、三(C1-C30)烷基矽烷基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基矽烷基或三(C6-C30)芳基矽烷基，或R6及R7、R9及R10、及R11及R12係經(C3-C60)伸烷基或(C3-C60)伸烯基以具有或不具有稠環鍵聯以形成脂族環或單-或多環芳族環；Y表示包含一或多個選自N、O、S、P、Si及Se之雜原子之(C6-C60)伸芳基、伸金剛烷基、(C3-C60)伸雜芳基、或...；及其用作用於有機發光裝置中之螢光摻雜劑之用途。
2,2'-二吩噻嗪-10-基-1,1'-苯并[1.2-d,4,5-d]雙噁唑-2,6-二基-雙-乙酮之合成述於M.A.El-Maghraby,M.A.Abbady,Journal of the Indian Chemical Society 55(1978)44-47中。
在Tae Kim等人，Synthetic Metals 156(2006)38-41中報告4,8-二溴-2,6-二己基-苯并[1,2-d：4,5-d']雙噻唑與2,5-雙(三甲基錫烷基)噻吩之斯蒂爾偶聯反應(Stille coupling reaction)可提供一新穎的共軛導電共聚物1。
JP10340786係關於用於有機電致發光元件之由式、表示之化合物，諸如： 例如，及。在該等式中，X1及X2獨立地表示N或CH，Y1及Y2獨立地表示S、O、N-Z，Z係氫原子、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之雜環基。R1至R4各自獨立地表示氫原子、鹵原子、氰基、硝基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之雜環基、經取代或未經取代之胺基、或類似。
KR20110085784A係關於具有優異發光效率之式 或 之有機電致發光化合物及其用於有機發光裝置之用途。在該等化學式中，CY1係C10-C30芳族環或C10-C30芳族雜環中任何一者。A、B、及D係共價鍵結、及經取代或未經取代之C6-C50伸芳基、或經取代或未經取代之C2-C50伸雜芳基。
KR2011079401係關於有機發光二極體，其包括第一電極、第二電極、及至少一個介於該第一電極與該第二電極之間之有機膜之層。 該有機膜包含化學式之有機發光化合物。A1、A2、A3、A4、A5及A6各自且獨立地為氫、經取代或未經取代之C6-50芳基、經取代或未經取代之C2-50雜芳基、經取代或未經取代之C2-50環烷基、或經取代或未經取代之C2-50雜環烷基。
KR101160670係關於由化學式表示之有機發 光化合物，諸如，例如，。在化學式I中，R係氫或氘；A係共價鍵、經取代或未經取代之C6-C50伸芳基、或經取代或未經取代之C2-C50伸雜芳基；Ar係經取代或未經取代之C6- C20芳基、經取代或未經取代之C2-C20雜芳基、或-N(Z1)(Z2)；a係0至9之整數；b係1至10之整數；及a+b=10。
JP2005082703係關於一種用於有機電致發光裝置之材料，其包括(A)縮合雜環化合物，其中相同或不同的兩種或更多種含氮環直接或經由其他碳環或雜環縮合及(B)磷光發光材料。化合物A係(例如)由通 式或(其中X1及X2各為O或類似；R1及R2各為芳基或類似)表示之化合物。
WO2011105700係關於式、或 之有機電致發光化合物及包含其之有機電致發光裝置。
本發明之一個目標係提供高效率且實務上有用之有機發光元件及適用於有機發光元件之有機發光材料。已驚人地發現某些苯并雙噁唑、苯并雙噻唑及苯并雙咪唑化合物發射延遲螢光及將其用於有機發光元件可提供高效率之有機EL元件。
因此，本發明係關於式之化合物，其中X在每次出現時獨立地係O、S或NR9，Y1、Y2、Y3及Y4彼此獨立地係直接鍵、或式-[A1]-[A2]y-之基 團，其中A1及A2彼此獨立地係-CH=CH-、-C≡C-或可視情況經一或多個C1-C25烷基取代之C6-C10伸芳基；y係0、或1；R1、R2、R3及R4彼此獨立地係H、D、F、Cl、C1-C25烷基、C1- C25烷氧基、C6-C10芳氧基、或式、或之供體基團；X1係O、S、N(R15)、C(=O)、C(R16)(R17)、B(R18)、或Si(R19)(R20)，R9係H、C1-C25烷基、或C6-C10芳基；R10、R11、R21及R21'彼此獨立地係H、D、F、Cl、或C1-C25烷基；R15、R16、R17、R18、R19及R20彼此獨立地係H、D、C1-C25烷基、或C6-C14芳基，其等可視情況經一或多個選自C1-C25烷基、C1-C25烷氧基及C6-C10芳氧基之基團取代；其限制條件為至少一個式(Xa)、或(Xd)之供體基團存在於式(I)之化合物中。
本發明亦關於一種式(I)之化合物於產生出延遲螢光發射之用途。
E型延遲螢光在文中定義為第一單重激發態佈滿來自第一三重激發態之熱活化無輻射躍遷之過程。
熱活化延遲螢光(TADF，E型延遲螢光)係藉由反向系統間跨越 (RISC)機制使自旋禁阻三重態激子向上轉化為單重態能級達成高效率形成激子之具前景的方法。在TADF發射體中，向上轉化機制係利用在足夠高溫度(300K)下容許OLED中之所有激子最終經單重態衰變產生光之電子振動能。
本發明亦關於一種包含式(I)化合物之有機發光元件。
該有機發光元件提供大於5%，尤其大於10%之外部量子效率及在高亮度下降低之效率滾降特徵。
式(I)之化合物較佳具有為0.5eV或更小之單重激發能與三重激發能之差(△EST)，更佳地，0.35eV或更小，即，0.01至0.5eV，尤其0.01至0.35eV之△EST。
△EST之測定可藉由量子機械計算(例如TD-DFT(時間相關密度函數理論)計算法，例如運用市售高斯09(Gaussian 09)或ADF阿姆斯特丹密度函數軟體程式(Amsterdam Density Functional software program)；例如如Adv.Mater.2008,20,3325-3330)中所述、或實驗方式中任一者來進行。
△E ST 之實驗測定：
i)△EST可基於以下式給定的資訊基礎上來確定：Int(S1→S0)/Int(T1→T0)=k(S1)/k(T1)exp(-△E/kBT)。
強度Int(S1→S0)及Int(T1→T0)可以光譜方法藉由分光光度計來測定。在不同溫度下測得的對數強度比Int(S1→S0)/Int(T1→T0)相對絕對溫度T的倒數之圖一般顯示直線。在自室溫(300K)至77K至4.2K(可借助於低溫恆溫器來調整溫度)之溫度範圍內進行測量。可確定各自的躍遷(S1→S0)及(T1→T0)(能帶強度)，此乃因三重態躍遷係在相較單重態躍遷更低的能量下及其強度隨著溫度降低而增加。該等測量通常係在各自化合物之無氧稀溶液(約10-2molL-1)或薄膜或包含對應化合物之摻雜膜中進行。
上文所提及直線的斜率為-△E/kBT。利用kB=1.380 10-23JK-1=0.695cm-1K-1，可確定△EST。
ii)△EST亦可藉由如熟習此項技藝者所知測量發射衰減之溫度相依性來確定。
iii)△EST之近似評估可藉由記錄在低溫(例如77K或4.2K，使用低溫恆溫器)下之螢光及磷光光譜來實現。△EST則對應於螢光或磷光能帶之高能上升邊緣之間的能差之近似值。
式(I)之化合物包含較佳一個、或兩個式(Xa)及/或(Xd)之供體基團。
在式(I)之化合物當中，以下式化合物較佳： 、或其中Y1、Y2、Y3、Y4、R1、R2、R3及R4係如上文所定義。
式(I)化合物，尤其以式(Ia)、(Ib)、(Ie)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物更佳，其中R1、R2、R3及R4彼此獨立地係H、C1-C25烷基、C1-C25烷 氧基、C6-C10芳氧基、或式、或之供體基團；X1係O、S、C(O)、N(R15)、或C(R16)(R17)；及R10、R11、R21及R21'彼此獨立地係H、或C1-C25烷基；R15係式、或之基團；R16及R17彼此獨立地係H、C1-C25烷基；R22及R23彼此獨立地係H、C1-C25烷基、C1-C25烷氧基、或C6-C10芳氧基；其限制條件為R1、R2、R3及R4中之至少一者係式(Xa)或(Xd)之供體基團。
Y1、Y2、Y3及Y4較佳係直接鍵、或式-[A1]-之基團，其中A1係可視情況經一或多個C1-C25烷基取代之C6-C10伸芳基。C6-C10伸芳基之實例係伸苯基及伸萘基。較佳之C6-C10伸芳基係可視情況經一或多個C1-C8烷基取代之1,3-伸苯基及3,6-伸萘基。Y1、Y2、Y3及Y4更佳係直接 鍵、或式之基團。
供體基團較佳係式(Xa)之供體基團，其中X1係O、S、 C(CH3)(CH3)、C(=O)、；或式(Xd)之供體基團，其中R21及R21'係H。
供體基團更佳係式、、、或 、或之基團。
在本發明之一尤佳實施例中，式(I)之化合物係式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y1及Y3係直接鍵；R1及R3係H；
Y2及Y4係直接鍵、或式之基團；R2及R4彼此獨立地係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y2及Y4係直接鍵；R2及R4係H； Y1及Y3係直接鍵、或式之基團；R1及R3彼此獨立地係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中 Y4係直接鍵、或式之基團；R4係式(Xa)、或(Xd)之供體基團； Y2係式之基團；R2係H；Y1及Y3係直接鍵；R1及R3係H；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y1係直接鍵、或式之基團；R1係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；Y2、Y3及Y4係式之基團；R2、R3及R4係H，其中供體基團(Xa)係式、、、 或之基團及供體基團(Xd)係式之基團。在式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物當中，以式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物為更佳。
式化合物之實例顯示於下方：
在式(Ia)之化合物中，較佳係彼等經式、、、及之供體基團取代者，諸如例如，化合物(A-1)、(A-2)、(A-5)、(A-6)、(A-10)、(A-11)、(A-12)、(A-15)、(A-16)、(A-20)、(A-21)、(A-22)、(A-25)、(A-26)、(A-30)、(A-31)、(A-32)、(A-35)、(A-36)、(A-40)、(A-41)、(A-42)、(A-45)、(A-46)、(A-50)、(A-51)、(A-52)、(A-55)、(A-56)、(A-60)、(A-61)、(A-62)、(A-65)、(A-66)、(A-70)、(A-71)、(A-72)、(A-75)、(A-76)、(A-80)、(A-81)、(A-84)、(A-85)、(A-89)、(A-90)、(A-91)、(A-93)及(A-98)。
最佳化合物係化合物(A-1)、(A-2)、(A-5)、(A-6)、(A-10)、(A-31)、(A-32)、(A-35)、(A-36)、(A-41)、(A-42)、(A-45)、(A-46)及(A-50)。式之化合物之實例係化合物 至。化合物(B-1)至(B-98)結構上對應於化合物(A-1)至(A-98)，僅除了化合物(A-1)至(A-98)之核心結構中的O經S置換。
在式(Ib)之化合物中，較佳係彼等經式、、、及之供體基團取代者，諸如例如，化合物(B-1)、(B-2)、(B-5)、(B-6)、(B-10)、(B-11)、(B-12)、(B-15)、(B-16)、(B-20)、(B-21)、(B-22)、(B-25)、(B-26)、(B-30)、(B-31)、(B-32)、(B-35)、(B-36)、(B-40)、(B-41)、(B-42)、(B-45)、(B-46)、(B-50)、(B-51)、(B-52)、(B-55)、(B-56)、(B-60)、(B-61)、(B-62)、(B-65)、(B-66)、(B-70)、(B-71)、(B-72)、 (B-75)、(B-76)、(B-80)、(B-81)、(B-84)、(B-85)、(B-89)、(B-90)、(B-91)、(B-93)、及(B-98)。
最佳化合物係、
式之化合物之實例係化合物 至。化合物(C-1)至(C-98)結構上對應於化合物(A-1)至(A-98)，僅除了化合物(A-1)至(A-98)之核心結構中的O經N-苯基置換。
在式(Ic)之化合物中，較佳係彼等經式、 、、及之供體基團取代者，諸如例如，化合物(C-1)、(C-2)、(C-5)、(C-6)、(C-10)、(C-11)、(C-12)、(C-15)、(C-16)、(C-20)、(C-21)、(C-22)、(C-25)、(C-26)、(C-30)、(C-31)、(C-32)、(C-35)、(C-36)、(C-40)、(C-41)、(C-42)、(C-45)、(C-46)、(C-50)、(C-51)、(C-52)、(C-55)、(C-56)、(C-60)、(C-61)、(C-62)、(C-65)、(C-66)、(C-70)、(C-71)、(C-72)、(C-75)、(C-76)、(C-80)、(C-81)、(C-84)、(C-85)、(C-89)、(C-90)、(C-91)、(C-93)、及(C-98)。
最佳化合物係化合物、
式之化合物之實例係化合物 至。化合物(D-1)至(D-98)結構上對應於化合物(A-1)至(A-98)，僅除了化合物(A-1)至(A-98)之核心結構中緊鄰鍵結至Y2的碳原子之O原子經S置換。
在式(Id)之化合物中，較佳係彼等經式、 、、及之供體基 團取代者，諸如例如，化合物(D-1)、(D-2)、(D-5)、(D-6)、(D-10)、(D-11)、(D-12)、(D-15)、(D-16)、(D-20)、(D-21)、(D-22)、(D-25)、(D-26)、(D-30)、(D-31)、(D-32)、(D-35)、(D-36)、(D-40)、(D-41)、(D-42)、(D-45)、(D-46)、(D-50)、(D-51)、(D-52)、(D-55)、(D-56)、(D-60)、(D-61)、(D-62)、(D-65)、(D-66)、(D-70)、(D-71)、(D-72)、(D-75)、(D-76)、(D-80)、(D-81)、(D-84)、(D-85)、(D-89)、(D-90)、(D-91)、(D-93)、及(D-98)。
最佳化合物係化合物、
式之化合物之實例係化合物 至。化合物(E-1)至(E-98)結構上對應於化合物(A-1)至(A-98)，僅除了化合物(A-1)至(A-98)之核心結構中緊鄰鍵結至Y2的碳原子之O原子經N-苯基置換。
在式(Ie)之化合物中，較佳係彼等經式、 、、及之供體基團取代者，諸如例如，化合物(E-1)、(E-2)、(E-5)、(E-6)、(E-10)、(E-11)、(E-12)、(E-15)、(E-16)、(E-20)、(E-21)、(E-22)、(E-25)、(E-26)、(E-30)、(E-31)、(E-32)、(E-35)、(E-36)、(E-40)、(E-41)、(E-42)、(E-45)、(E-46)、(E-50)、(E-51)、(E-52)、(E-55)、(E-56)、(E-60)、(E-61)、(E-62)、(E-65)、(E-66)、(E-70)、(E-71)、(E-72)、(E-75)、(E-76)、(E-80)、(E-81)、(E-84)、(E-85)、(E-89)、(E-90)、(E-91)、(E-93)、及(E-98)。
最佳化合物係化合物、
式之化合物之實例係化合物 至。化合物(F-1)至(F-98)結構上對應於化合物(A-1)至(A-98)，僅除了化合物(A-1)至(A-98)之核心結構中緊鄰鍵結至Y2的碳原子之O原子經N-苯基置換及緊鄰鍵結至Y4的碳原子之O原子經S置換。
在式(If)之化合物中，較佳係彼等經式、 、、及之供體基團取代者，諸如例如，化合物(F-1)、(F-2)、(F-5)、(F-6)、(F-10)、(F-11)、(F-12)、(F-15)、(F-16)、(F-20)、(F-21)、(F-22)、(F-25)、(F-26)、(F-30)、(F-31)、(F-32)、(F-35)、(F-36)、(F-40)、(F-41)、(F-42)、(F-45)、(F-46)、(F-50)、(F-51)、(F-52)、(F-55)、(F-56)、(F-60)、(F-61)、(F-62)、(F-65)、(F-66)、(F-70)、(F-71)、(F-72)、(F-75)、(F-76)、(F-80)、(F-81)、(F-84)、(F-85)、(F-89)、(F-90)、(F-91)、(F-93)、及(F-98)。
最佳化合物係化合物、
在式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物中，以式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物為更佳。在式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物中，以化合物(A-1)至(A-98)、(B-1)至(B-98)及(C-1)至(C-98)為較佳，以化合物(A-1)、(A-2)、(A-5)、(A-6)、(A-10)、(A-31)、(A-32)、(A-35)、(A-36)、(A-41)、(A-42)、(A-45)、(A-46)、(A-50)、(B-1)、(B-2)、(B-5)、(B-6)、(B-10)、(B-31)、(B-32)、(B-35)、(B-36)、(B-41)、(B-42)、(B-45)、(B-46)、(B-50)、(C-1)、(C-2)、(C-5)、(C-6)、(C-10)、(C-31)、(C-32)、(C-35)、(C-36)、(C-41)、(C-42)、(C-45)、(C-46)及(C-50)為最佳。
若可行時C1-C25烷基(C1-C18烷基)通常係直鏈或分支鏈。實例係甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2,2-二甲基丙基、1,1,3,3-四甲基戊基、正己基、1-甲基己基、1,1,3,3,5,5-六甲基己基、正庚基、異庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、1,1,3,3-四甲基丁基及2-乙基己基、正壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、或十八烷基。C1-C8烷基通常係甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2,2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1,1,3,3-四甲基丁基及2-乙基己基。C1-C4烷基通常係甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基。
C1-C25烷氧基(C1-C18烷氧基)係直鏈或分支鏈烷氧基，例如甲氧 基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、異戊氧基或第三戊氧基、庚氧基、辛氧基、異辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基及十八烷氧基。C1-C8烷氧基之實例係甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、2,2-二甲基丙氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、1,1,3,3-四甲基丁氧基及2-乙基己氧基，較佳係C1-C4烷氧基，通常諸如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基。
可視情況經取代之C6-C10芳基通常係苯基、萘基(尤其係1-萘基、或2-萘基)、或聯苯基，其等可未經取代或經一或多個C1-C8烷基、C1-C8烷氧基及/或C6-C10芳氧基，尤其係C1-C8烷基、C1-C8烷氧基取代。
可視情況經一或多個C1-C8烷基及/或C1-C8烷氧基取代之C6-C10芳氧基通常係苯氧基、1-萘氧基、或2-萘氧基。
本發明係關於一種包含式(I)之化合物之發光層。
此外，本發明係關於一種包含式(I)之化合物之有機發光元件。
就式(I)之化合物而言，上文所指出的較佳者適用。
以式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)及(If)之化合物為較佳。以式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物為更佳。在式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物中，以化合物(A-1)至(A-98)、(B-1)至(B-98)及(C-1)至(C-98)為較佳，以化合物(A-1)、(A-2)、(A-5)、(A-6)、(A-10)、(A-31)、(A-32)、(A-35)、(A-36)、(A-41)、(A-42)、(A-45)、(A-46)、(A-50)、(B-1)、(B-2)、(B-5)、(B-6)、(B-10)、(B-31)、(B-32)、(B-35)、(B-36)、(B-41)、(B-42)、(B-45)、(B-46)、(B-50)、(C-1)、(C-2)、(C-5)、(C-6)、(C-10)、(C-31)、(C-32)、(C-35)、(C-36)、(C-41)、(C-42)、(C-45)、(C- 46)及(C-50)為最佳。
式(I)之化合物可與螢光客體材料組合用作用於有機EL元件之發射層中之主體。已知的螢光材料可用作螢光客體材料。螢光客體材料之實例包括雙芳基胺基萘衍生物、經芳基取代之萘衍生物、雙芳基胺基蒽衍生物、經芳基取代之蒽衍生物、雙芳基胺基芘衍生物、經芳基取代之芘衍生物、雙芳基胺基屈衍生物、經芳基取代之屈衍生物、雙芳基胺基螢蒽衍生物、經芳基取代之螢蒽衍生物、二氫茚苝衍生物、吡咯甲川硼錯合化合物、具有吡咯甲川骨架之化合物或其金屬錯合物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、及苝衍生物。實例係2,5,8,11-四-第三丁基苝(TBPe)、9,10-雙[N,N-二-(對-甲苯基)-胺基]蒽(TTPA)、2,8-二-第三丁基-5,11-雙(4-第三丁基苯基)-6,12-二苯基并四苯(TBRb)及二苯并{[f,f']-4,4',7,7'-四苯基}二二氫茚并[1,2,3-cd：1',2',3'-lm]苝(DBP)。就使用式(I)之化合物作為主體材料而言，發光層中式(I)之化合物之含量落於51至99重量%，較佳80至99重量%之範圍內。
或者，式(I)之化合物可與主體材料組合用作用於有機EL元件之發射層中之客體。在該實施例中，式(I)之化合物(即有機發光材料)較佳具有為0.5eV或更小之單重激發能與三重激發能之差(△EST)，更佳地，0.35eV或更小，即，為0.01至0.5eV，尤其0.01至0.35eV之△EST。有機發光材料可單獨地用於發光層中。然而，若需要，出於例如使產生於有機發光材料中之單重態激子及三重態激子侷限於有機發光材料中之目的，較佳在發光層中使用本發明之有機發光材料及單重激發能及三重激發能中之至少任何一者具有比有機發光材料之其等更高的值及充作主體材料之有機化合物。主體化合物之單重激發能(S1h)與三重激發能(T1h)中之至少任何一者較佳比本發明有機發光材料之單重激發能(S1g)及三重激發能(T1g)高出0.1eV或更大，尤佳高出0.2eV或更大。也就是說，較佳滿足(S1h)-(S1g)>0.1eV及(T1h)-(T1g)>0.1eV中 之一者或二者及更佳滿足(S1h)-(S1g)>0.2eV及(T1h)-(T1g)>0.2eV中之一者或二者。
本發明之有機EL元件具有作為必需層之陽極、電洞傳輸層、發光層、及陰極。
另外，本發明之有機EL元件可具有作為除了必需層外之層之電子傳輸層、電子注入層、電子阻擋層、電洞阻擋層、及激子元件層。此外，電洞傳輸層可係具有電洞注入功能之電洞注入/傳輸層及電子傳輸層可係具有電子注入功能之電子注入/傳輸層。
本發明之有機EL元件可依此順序包括：基板、陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及陰極。或者，陰極、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、及陽極可依規定順序層壓在基板上。
基板
本發明之有機EL元件較佳係由基板支撐。基板未特別限制及可係習知上用於有機EL元件中之任何基板。例如，可使用由玻璃、透明塑料、石英、或類似形成之基板。
陽極
較佳用作有機EL元件中之陽極的是一種使用具有高功函數(4eV或更大)之金屬、合金、導電化合物、及其混合物中之任一者作電極物質者。此種電極物質之特定實例包括金屬(諸如Au)及導電透明材料(諸如CuI、氧化銦錫(ITO)、SnO2、及ZnO)。另外，可使用可產生出非晶型透明導電膜諸如IDIXO(In2O3-ZnO)之材料。在陽極之製造中，可藉由方法諸如氣相沉積或濺鍍來形成任何其等電極物質至薄膜中，且接著藉由光微影法來形成具有所需形狀之圖案。或者，就使用可塗佈物質諸如有機導電化合物而言，亦可採用印刷模式、塗佈模式、或類似之濕膜形成方法。
陰極
同時，用作陰極的是一種使用具有低功函數(4eV或更小)之金屬(稱作電子注入金屬)、合金、導電化合物、及其混合物中之任一者作電極物質者。此種電極物質之特定實例包括鈉、鈉鉀合金、鎂、鋰、鎂/銅混合物、鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、鎂/銦混合物、鋁/氧化鋁(Al2O3)混合物、銦、鋰/鋁混合物、及稀土金屬。其等當中，從電子注入性質及抗氧化耐久性及類似之角度看，電子注入金屬與具有大於電子注入金屬之功函數值之功函數值且為穩定金屬之第二金屬之混合物諸如鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、鎂/銦混合物、鋁/氧化鋁(Al2O3)混合物、鋰/鋁混合物、或鋁係適宜的。應注意有機EL元件之陽極及陰極中之任何一者係透明或半透明以便傳輸所發射光之情況因發光亮度得以改良而有利。
發光層
發光層係在藉由分別從陽極及陰極注入之電洞及電子之復合產生出激子後發射光之層。該發光層較佳包含有機發光材料及主體材料。就有機發光材料而言，可使用一種或兩種或更多種選自式(I)之化合物的種類。為了本發明之有機EL元件展現高發光效率，重要的是使得產生於有機發光材料中之單重態激子及三重態激子侷限於有機發光材料中。因此，較佳在發光層中使用除有機發光材料以外之主體材料。就主體材料而言，可使用單重激發能及三重激發能中之至少任何一者相較於彼等本發明之有機發光材料者具有更大值之有機化合物。此使得產生於本發明之有機發光材料中之單重態激子及三重態激子侷限於本發明有機發光材料之分子中及使得發光效率得以充分展現。在本發明之有機EL元件中，光係自包含於發光層中之本發明之有機發光材料發射。
就使用主體材料而言，發光層中本發明之有機發光材料之含量落在1至50重量%，較佳1至20重量%的範圍內。
發光層中之主體材料較佳係具有電洞傳輸能力及/或電子傳輸能力，防止發射波長變更長，及具有高玻璃化轉變溫度之有機化合物。
主體材料可係聚合物，例如聚(N-乙烯基咔唑)或聚矽烷。然而，主體材料可係小分子，例如4,4'-N,N'-二咔唑聯苯(CDP=CBP)、2,6-雙(N-咔唑基)苯(mCP)、3,3-二(9H-咔唑-9-基)聯苯(mCBP)、 、或三級芳族胺(例如4-咔唑-9-基-N,N-雙(4-咔唑-9-基苯基)苯胺(TCTA))。
注入層
注入層係指出於減小驅動電壓及改良發光亮度之目的而意欲提 供在電極與有機層之間之層。注入層包括電洞注入層及電子注入層，且可提供在陽極與發光層或電洞傳輸層之間、及在陰極與發光層或電子傳輸層之間。可視需要提供注入層。習慣上使用的電洞注入材料包括α-NPD、CuPc、MTDATA、或二吡嗪并[2,3-f：2',3'-h]喹噁啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈(HAT-CN)。可使用聚合電洞注入材料，諸如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、自摻雜聚合物(諸如(例如)磺化聚(噻吩-3-[2[(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-2,5-二基)(可自Plextronics購得之Plexcore® OC導電油墨))及共聚物(諸如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)，亦稱作PEDOT/PSS)。
可在電子傳輸層與陰極之間施加含鋰有機金屬化合物諸如8-羥基喹啉合鋰(Liq)、CsF、NaF、KF、Cs2CO3或LiF作為電子注入層以減小操作電壓。
阻擋層
阻擋層能夠阻擋存於發光層中之電荷(電子或電洞)及/或激子擴散至發光層外部。電子阻擋層可配置在發光層與電洞傳輸層之間，且阻擋電子通過發光層朝向電洞傳輸層。類似地，電洞阻擋層可配置在發光層與電子傳輸層之間，且阻擋電洞通過發光層朝向電子傳輸層。阻擋層亦可用於阻擋激子擴散至發光層外部。也就是說，電子阻擋層及電洞阻擋層亦可各自具有激子阻擋層之功能。本文所用之電子阻擋層或激子阻擋層意欲包括在一個層中具有電子阻擋層及激子阻擋層之功能之層。
電洞阻擋層
電洞阻擋層在寬廣意義上具有電子傳輸層之功能。電洞阻擋層具有阻擋電洞到達電子傳輸層同時傳輸電子之作用。此可提高發光層中之電子與電洞復合的概率。就用於電洞阻擋層之材料而言，可視需 要使用欲於下文描述之用於電子傳輸層之材料。
電子阻擋層
電子阻擋層在寬廣意義上具有傳輸電洞之功能。電子阻擋層具有阻擋電子到達電洞傳輸層同時傳輸電洞之作用。此可提高發光層中之電子與電洞復合之概率。
激子阻擋層
激子阻擋層係指阻擋藉由發光層中之電洞與電子復合所產生的激子擴散至電荷傳輸層之層。此一層之插入使得激子有效地侷限於發光層中，此可改良元件之發光效率。激子阻擋層可插於相鄰發光層之陽極側及陰極側中之任一者上，及可同時插於這兩側上。也就是說，當在激子阻擋層提供於陽極側上時，可將該層插於電洞傳輸層與發光層之間以便鄰接該發光層。當在將激子阻擋層插於陰極側上時，可將該層插於發光層與陰極之間以便鄰接該發光層。另外，電洞注入層、電子阻擋層、及類似可鄰接發光層之陽極側提供在陽極與激子阻擋層之間，及電子注入層、電子傳輸層、電洞阻擋層、及類似可鄰接發光層之陰極側提供在陰極與激子阻擋層之間。就提供阻擋層而言，較佳的是，意欲用作阻擋層之材料之單重激發能及三重激發能中之至少任何一者大於發光材料之單重激發能及三重激發能。
常用的電洞阻擋劑材料係2,6-雙(N-咔唑基)吡啶(mCPy)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(浴銅靈(bathocuproin)，(BCP))、雙(2-甲基-8-喹啉合)-4-苯基苯基合)鋁(III)(BAIq)、吩噻嗪S,S-二氧化物衍生物及1,3,5-參(N-苯基-2-苄基咪唑基)苯)(TPBI)，TPBI亦適用作電子傳輸材料。其他適宜的電洞阻擋劑及/或電子傳導體材料係2,2',2"-(1,3,5-苯三基)參(1-苯基-1-H-苯并咪唑)、2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、8-羥基喹啉合鋰、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑、1,3-雙[2-(2,2'-聯吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯、4,7-二苯基- 1,10-啡啉、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-第三丁基苯基-1,2,4-三唑、6,6'-雙[5-(聯苯-4-基)-1,3,4-噁二唑-2-基]-2,2'-聯吡啶、2-苯基-9,10-二(萘-2-基)蒽、2,7-雙[2-(2,2'-聯吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]-9,9-二甲基茀、1,3-雙[2-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯、2-(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉、參(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)硼烷、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉、1-甲基-2-(4-(萘-2-基)苯基)-1H-咪 唑并[4,5-f][1,10]啡啉、及2,4,6-參(聯苯-3-基)-1,3,5-三嗪(T2T)。
電洞傳輸層
電洞傳輸層係由具有傳輸電洞之功能之電洞傳輸材料形成。電洞傳輸層可呈單一層或複數個層提供。
電洞傳輸材料具有電洞注入或傳輸性質及電子阻擋性質中之任一者，及可係有機材料或無機材料。一可應用之已知電洞傳輸材料之實例係三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、經胺基取代之查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪衍生物、矽氮烷衍生物、基於苯胺的共聚物、或導電聚合寡聚物，特別是噻吩寡聚物。然而，較佳使用卟啉化合物、芳族三級胺化合物、及苯乙烯胺化合物，及更佳使用芳族三級胺化合物。習慣上使用的電洞傳輸分子係選自由以下組成之群：、 、(4-苯基-N-(4-苯基苯基)-N-[4-[4-(N-[4-(4-苯基苯基)苯基]苯胺基)苯基]苯基]苯胺)、 (4-苯基-N-(4-苯基苯基)-N-[4-[4-(4-苯基-N-(4-苯基苯 基)苯胺基)苯基]苯基]苯胺)、(4-苯基-N-[4-(9-苯基咔唑 -3-基)苯基]-N-(4-苯基苯基)苯胺)、(1,1',3,3'-四苯基螺[1,3,2-苯并二氮雜矽羅-2,2'-3a,7a-二氫-1,3,2-苯并二氮雜矽羅])、 (N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(對甲苯基)-9,9'-螺二[茀]-2,2',7,7'-四胺)、4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(α-NPD)、N,N'-二苯基-N,N'-雙(3-甲基苯基)-[1,1'-聯苯基]-4,4'-二胺(TPD)、1,1-雙[(二-4-甲苯基胺基)苯基]環己烷(TAPC)、N,N'-雙(4-甲基苯基)-N,N'-雙(4-乙基苯基)-[1,1'-(3,3'-二甲基)聯苯基]-4,4'-二胺(ETPD)、肆(3-甲基苯基)-N,N,N',N'-2,5-苯二胺(PDA)、α-苯基-4-N,N-二苯基胺基苯乙烯(TPS)、對-(二乙基胺基)苯甲醛二苯基腙(DEH)、三苯胺(TPA)、雙[4-(N,N-二乙基胺基)2-甲基苯基](4-甲基苯基)甲烷 (MPMP)、1-苯基-3-[對-(二乙基胺基)苯乙烯基]5-[對-(二乙基胺基)苯基]吡唑啉(PPR或DEASP)、1,2-反式-雙(9H-咔唑-9-基)-環丁烷(DCZB)、N,N,N',N'-肆(4-甲基苯基)-(1,1'-聯苯基)-4,4'-二胺(TTB)、氟化合物(諸如2,2',7,7'-四(N,N-二-甲苯基)胺基-9,9-螺二茀(螺-TTB)、N,N'-雙(萘-1-基)-N,N'-雙(苯基)9,9-螺二茀(螺-NPB)及9,9-雙(4-(N,N-雙-聯苯-4-基-胺基)苯基-9H茀)、聯苯胺化合物(諸如N,N'-雙(萘-1-基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺)及卟啉化合物(諸如銅酞菁、 、及CzSi)。此外，可使用聚合電洞注入材料，諸如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、自摻雜聚合物(諸如(例如)磺化聚(噻吩-3-[2[(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-2,5-二基)(可自Plextronics購得之Plexcore® OC導電油墨))及共聚物(諸如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)，亦稱作PEDOT/PSS)。
電子傳輸層
電子傳輸層係由具有傳輸電子之功能之材料形成。電子傳輸層可呈單一層或複數個層提供。
電子傳輸材料(亦可充作電洞阻擋材料)僅須要具有傳輸自陰極注入之電子至發光層之功能。一可應用之電子傳輸層之實例係經硝基取代之茀衍生物、二苯醌衍生物、硫代哌喃二氧化物衍生物、碳二醯亞胺、亞茀基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、或噁二唑衍生物。此外，在噁二唑衍生物中，噁二唑環之氧原子經硫原子取代之噻二唑衍生物、或具有已知為吸電子基團之喹噁啉環之喹噁啉衍生 物亦可用作電子傳輸材料。此外，亦可使用藉由引入任何其等材料至聚合物鏈中所獲得之聚合材料、或包含任何其等材料於聚合物主鏈中之聚合材料。適宜之電子傳輸材料包括1,3,5-參(N-苯基-2-苄基咪唑 基)苯(TPBi)、、 、金屬螯合類咢辛(oxinoid)化合物，諸如參(8-羥基喹啉合)鋁(Alq3)、基於啡啉的化合物，諸如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(DDPA=BCP)、4,7-二苯基-1,10-啡啉(Bphen)、2,4,7,9-四苯基-1,10-啡啉、4,7-二苯基-1,10-啡啉(DPA)或揭示於EP1786050、EP1970371、或EP1097981中之啡啉衍生物、及唑類化合物(諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)及3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ))。
可能元件結構之實例係如下所顯示：
ITO(100nm)/α-NPD(35nm)/CBP：6重量%式(I)化合物(15nm)/TPBi(65nm)/LiF(0.8nm)/Al(80nm)
ITO(100nm)/α-NPD(40nm)/mCP/PPT：6重量%式(I)化合物(20nm)/PPT(40nm)/LiF(0.8nm)/Al(80nm)
ITO(30至100nm)/α-NPD(60nm)/mCP：6重量%式(I)化合物(20nm)/Bphen(40nm)/MgAg(100nm)/Ag(20nm)
ITO(30至100nm)/α-NPD(60nm)/PYD2：6重量%式(I)化合物(20nm)/Bphen(40nm)/MgAg(100nm)/Al(20nm)
ITO/α-NPD(35nm)/6重量%式(I)化合物：CBP(15nm)/TPBi(65nm)/LiF(0.8nm)/Al(80nm)
ITO(100nm)/HAT-CN(10nm)/Tris-PCz(30nm)/CBP：3、6、10、或15重量%式(I)化合物(30nm)/BPY-TP2(40nm)/LiF(0.8nm)/Al(100nm)
ITO(100nm)/α-NPD(35nm)/CBP(10nm)/DPEPO：6至12重量%式(I)化合物(15nm)/DPEPO(10nm)/TPBi(65nm)/LiF(0.5nm)/Al(80nm)]
ITO(100nm)/HAT-CN(10nm)/Tris-PCz(30nm)/mCBP：6至12重量%式(I)化合物(30nm)/T2T(10nm)/Bpy-TP2(40nm)/LiF(0.8nm)/Al(100nm)
ITO(100nm)/α-NPD(30nm)/TCTA(20nm)/CzSi(10nm)/DPEPO：6至12重量%式(I)化合物(20nm)/DPEPO(10nm)/TPBi(30nm)/LiF(0.8nm)/Al(100nm)
ITO：氧化銦/錫；α-NPD：4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯；CBP：4,4'-N,N'-二咔唑聯苯；TPBi：1,3,5-參(N-苯基-2-苄基咪唑 基)苯；mCP：2,6-雙(N-咔唑基)吡啶；PPT：； Bphen：4,7-二苯基-1,10-啡啉；PYD2：；HAT-CN：二吡嗪并[2,3-f：2',3'-h]喹噁啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈；參-PCz： ；BPY-TP2：； DPEPO：。
當在所得元件之陽極與陰極之間施加電場時，有機EL元件發射光。
本發明之有機EL元件可施加至單一元件、由具有以陣列方式配置之結構形成之元件、及陽極及陰極呈X-Y矩陣方式配置之結構中之任何一者。
根據本發明，提供一種與習知元件相比具有顯著改良之發光效率之元件，其利用藉由將具有本發明特定主鏈之有機發光材料併入發射延遲螢光之發光層中自單重態發射光。當將其施加至全色或多色面板時，該元件可展現優異的性能。該元件亦可用於背光、照明、及類似中。
上述式(I)化合物可用於電子照相感光器、光電轉換器、感測器、染料雷射、太陽能電池裝置及有機發光元件中。
本發明之化合物可利用銅催化之烏爾曼(Ullmann)條件或鈀催化包之華德-哈威特(Buchwald-Hartwig)條件來合成。適宜之苯并雙噁唑、苯并雙噻唑及苯并雙咪唑基礎主鏈可自市面購得，或可藉由熟習此項技藝者已知的方法來獲得。可參考JP10340786、KR20110085784A及KR101160670。
以下實例僅出於說明目的包括在內而並不限制申請專利範圍之範疇。除非有相反規定，否則所有份數及百分比係以重量計。
實例
實例1
a)將1,4-二胺基氫醌-HCI(14.08mol)及聚磷酸(60g)置於300ml燒瓶中。在攪拌下，添加4-溴苯甲酸(28.16mol)。在150℃下加熱該混合物過夜(20小時)。在冷卻至室溫後，將該混合物傾倒至H2O中及過濾所生成的固體且利用飽和NaHCO3水溶液、H2O及EtOH洗滌。藉由在真空中乾燥，可獲得深灰色固體(產率：84.4%)。
b)將實例1a之產物(0.62mmol)、吩噁嗪(1.27mmol)、乙酸鈀(0.01mmol)、三-第三丁基膦(0.03mmol)、第三丁醇鈉(1.85mmol)及14ml甲苯置於50ml燒瓶中。在110℃下攪拌該混合物過夜並使其冷卻。過濾該混合物及利用甲苯、EtOH、H2O及MeOH洗滌固體。藉由在真空中乾燥，可獲得黃色固體(產率：37.4%)。於隨後利用區域昇華來純化該產物。1H-NMR(ppm,CDCl3)：8.52(d,4H),8.00(s,2H),7.57(d,4H),6.78-6.60(m,12H),6.02(d,4H)。
實例2
將實例1a之產物(1.06mmol)、吩噻嗪(2.18mmol)、乙酸鈀(0.02mmol)、三-第三丁基膦(0.04mmol)、第三丁醇鈉(3.19mmol)及24ml甲苯置於50ml燒瓶中。在110℃下攪拌該混合物過夜並使其冷卻。過濾該混合物及利用甲苯：己烷=1：1、EtOH、H2O及MeOH洗滌。藉由在真空中乾燥，可獲得黃色固體(產率：37.4%)。於隨後利用區域昇華來純化該產物。1H-NMR(ppm,CDCl3)：8.31(d,4H),7.91(s,2H),7.38(d,4H),7.13(t,4H),7.04(t,4H),7.04(t,4H),6.86(d,4H)。
實例3
將實例1a之產物(2.13mmol)、9,9-二甲基-10H-吖啶(4.36mmol)、乙酸鈀(0.04mmol)、三-第三丁基膦(0.09mmol)、第三丁醇鈉(6.38mmol)及12ml甲苯置於50ml燒瓶中。在110℃下攪拌該混合物過夜並使其冷卻。將該混合物傾倒至H2O中，產生出沉澱。過濾出固體及利用H2O接著利用EtOH洗滌。藉由在矽膠上使用CH2Cl2及己烷(1：3)作為洗脫劑之急驟層析來純化粗產物，可獲得淡黃色固體(產率：57.5%)。於隨後利用區域昇華來純化該產物。1H-NMR(ppm,CDCl3)：8.56(d,4H),8.03(s,2H),7.57(d,4H),7.49(t,4H),6.94-7.02(m,8H),6.36(d,4H),1.72(s,12H)。
應用實例1
a)在凈膜中之光致發光特徵分析
在矽基板上，以50nm之厚度真空沉積化合物(A-1)。測定該膜之吸收、螢光光譜(在531nm下激發)及光電子產率光譜，於隨後評估得化合物之HOMO及LUMO(eV)分別為5.71eV及3.18eV。
b)在主體-客體膜中之光致發光特徵分析
在矽基板上，以100nm之厚度共沉積摻雜10.2重量%化合物(A-1)之mCBP。藉由光致發光光譜法利用超高速掃描攝像機(streak camera)來測量主體-客體膜之時間解析且溫度相依性發射光譜。如表1所顯示，觀測到提示(~15ns)及延遲(>0.5ms)螢光組分及溫度相依性。該主體-客體膜在PL光譜範圍內顯示於525nm處之發射峰。
表1.共沉積膜(摻雜10.2重量%化合物(A-1)之mCBP)之PL發射之溫度
此等結果指示化合物(A-1)係TADF材料。
應用實例2
藉由在玻璃基板上真空沉積ITO(100nm)/二吡嗪并[2,3-f：2',3'-h]喹噁啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈(HAT-CN)(10nm)/(參-PCz，30nm)/89.5重量%3,3-二(9H-咔唑-9-基)聯苯(mCBP)：10.5重量%化合物A-1(30nm)/2,4,6-參(聯苯-3-基)-1,3,5-三嗪(T2T，10nm)/ (Bpy-TP2，40nm)/LiF(0.8nm)/Al(100nm)，製得有機發光裝置(OLED)，於隨後封裝該裝置及評估該裝置之性能。該裝置顯示在電致發光(EL)光譜範圍內於533nm處之發射峰，其中外部量子效率(EQE)為11.6%，高於習知螢光材料之理論值(EQE=5至7.5%)。
應用實例3
重複應用實例2，但改用化合物A-2替代化合物A-1，以91.3重量% mCBP：8.7重量%化合物A-2進行重複。該裝置顯示在電致發光(EL)光譜範圍內於531nm處之發射峰，其中外部量子效率(EQE)為9.36%。

Claims (14)

  1. 一種式之化合物，其中X在每次出現時獨立地係O、S或NR9，Y1、Y2、Y3及Y4彼此獨立地係直接鍵、或式-[A1]-[A2]y-之基團，其中A1及A2彼此獨立地係-CH=CH-、-C≡C-或C6-C10伸芳基，其可視情況經一或多個C1-C25烷基取代；y係0、或1；R1、R2、R3及R4彼此獨立地係H、D、F、Cl、C1-C25烷基、C1-C25烷氧基、C6-C10芳氧基、或式、或之供體基團；X1係O、S、N(R15)、C(=O)、C(R16)(R17)、B(R18)、或Si(R19)(R20)，R9係H、C1-C25烷基、或C6-C10芳基；R10、R11、R21及R21’彼此獨立地係H、D、F、Cl、或C1-C25烷基；R15、R16、R17、R18、R19及R20彼此獨立地係H、D、C1-C25烷 基、或C6-C14芳基，其可視情況經一個、或多個選自C1-C25烷基、C1-C25烷氧基及C6-C10芳氧基之基團取代；其限制條件為至少一個式(Xa)或(Xd)之供體基團存在於該式(I)之化合物中。
  2. 如請求項1之化合物，其係式、 或之化合物，其中Y1、Y2、Y3、Y4、R1、R2、R3及R4係如請求項1中所定義。
  3. 如請求項1或2之化合物，其中Y1、Y2、Y3及Y4彼此獨立地係直接鍵、或式之基團。
  4. 如請求項1或2之化合物，其中R1、R2、R3及R4彼此獨立地係H、C1-C25烷基、C1-C25烷氧基、C6-C10芳氧基、或式、或 之供體基團；X1係O、S、C(O)、N(R15)、或C(R16)(R17)；及R10、R11、R21及R21’彼此獨立地係H、或C1-C25烷基； R15係式、或之基團；R16及R17彼此獨立地係H、C1-C25烷基；R22及R23彼此獨立地係H、C1-C25烷基、C1-C25烷氧基、或C6-C10芳氧基；其限制條件為R1、R2、R3及R4中之至少一者係式(Xa)、或(Xd)之供體基團。
  5. 如請求項1或2之化合物，其中該供體基團係式(Xa)之供體基團，其中X1係O、S、C(CH3)(CH3)、C(=O)、；或式(Xd)之供體基團，其中R21及R21’係H。
  6. 如請求項1或2之化合物，其中該供體基團係式、 、、或、或 之基團。
  7. 如請求項1或2之有機發光元件，其中該式(I)之化合物係式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、或(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y1及Y3係直接鍵；R1及R3係H； Y2及Y4係直接鍵、或式之基團；R2及R4彼此獨立地係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、或(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y2及Y4係直接鍵；R2及R4係H； Y1及Y3係直接鍵、或式之基團；R1及R3彼此獨立地係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、或(If)之化合物，尤其係式 (Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y4係直接鍵、或式之基團；R4係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；Y2係式之基團；R2係H；Y1及Y3係直接鍵；R1及R3係H；或式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、或(If)之化合物，尤其係式(Ia)、(Ib)及(Ic)之化合物，其中Y1係直接鍵、或式之基團；R1係式(Xa)、或(Xd)之供體基團；Y2、Y3及Y4係式之基團；R2、R3及R4係H，其中 供體基團(Xa)係式、、 、或之基團及供體基團(Xd)係式 之基團。
  8. 一種發光層，其包含如請求項1至7中任一項之化合物。
  9. 一種有機發光元件，其包含如請求項1至7中任一項之化合物、或如請求項8之發光層。
  10. 如請求項9之有機發光元件，其包括發光層，其包含用作客體之包含如請求項1至7中任一項之化合物及主體材料。
  11. 如請求項9之有機發光元件，其包括發光層，其包含用作主體之包含如請求項1至7中任一項之化合物及客體材料。
  12. 如請求項9至11中任一項之有機發光元件，其中該有機發光元件發射延遲螢光。
  13. 一種如請求項1至7中任一項之化合物之用途，其用於電子照相感光器、光電轉換器、感測器、染料雷射、太陽能電池裝置及有機發光元件。
  14. 一種如請求項1至7中任一項之化合物之用途，其用於產生延遲螢光發射。
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