TWI558700B - 用於有機發光裝置之含雙咔唑化合物 - Google Patents

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Description

用於有機發光裝置之含雙咔唑化合物
本發明係關於有機發光裝置(OLED)。更特定而言，本發明係關於包含具有二苯并或氮雜二苯并取代之雙咔唑的磷光有機材料。
本申請案主張2010年4月26日申請之美國專利申請案第12/767,433號之優先權，其揭示內容以引用的方式全文明確併入本文中。
本發明係代表及/或聯合以下一或多方依據合作大學企業研究協議提出：密歇根大學董事會(Regents of the University of Michigan)、普林斯頓大學(Princeton University)、南加州大學(The University of Southern California)及環宇顯示技術公司(The Universal Display Corporation)。該協議在本發明提出之日及之前有效，且本發明係由於在該協議範疇內所進行之活動而提出。
利用有機材料之光電裝置由於許多原因而日益成為所需的。用以製造該等裝置之許多材料相對便宜，因此有機光電裝置具有優於無機裝置之成本優勢的潛力。另外，有機材料之固有性質(諸如其可撓性)可使其良好適於特定應用，諸如在可撓性基板上之製造。有機光電裝置之實例包括有機發光裝置(OLED)、有機光電晶體、有機光電電池及有機光偵測器。對OLED而言，有機材料可具有優於習知材料之效能優勢。舉例而言，有機發射層發光之波長通常容易用適當摻雜劑調諧。
當跨越裝置施加電壓時，OLED利用發光之有機薄膜。OLED正成為適用於諸如平板顯示器、照明及背光之應用的日益受關注之技術。若干OLED材料及組態描述於美國專利第5,844,363號、第6,303,238號及第5,707,745號中，該等專利以引用之方式全文併入本文中。
磷光發射分子之一種應用為全顏色顯示器。該顯示器之工業標準需要適合於發射特定顏色(稱為「飽和」顏色)之像素。詳言之，該等標準需要飽和紅色、綠色及藍色像素。顏色可使用此項技術熟知之CIE座標量測。
綠色發射分子之一個實例為三(2-苯基吡啶)銥，表示為Ir(ppy)3，其具有以下結構：
在此圖及本文之隨後圖中，描述氮至金屬(此處為Ir)之配位鍵為直線。
如本文中所使用，術語「有機」包括可用於製造有機光電裝置之聚合物材料以及小分子有機材料。「小分子」係指並非聚合物之任何有機材料，且「小分子」實際上可相當大。在一些情況下，小分子可包括重複單元。舉例而言，使用長鏈烷基作為取代基並不能將分子自「小分子」類別中移除。小分子亦可併入聚合物中，例如作為在聚合物主鏈上之側接基團或作為主鏈之一部分。小分子亦可用作樹枝狀聚合物之核心部分，該樹枝狀聚合物係由一系列構建在核心部分上之化學殼組成。樹枝狀聚合物之核心部分可為螢光或磷光小分子發射體。樹枝狀聚合物可為「小分子」，且據信目前用於OLED領域中之所有樹枝狀聚合物均為小分子。
如本文中所用，「頂端」意謂距基板最遠，而「底端」意謂距基板最近。在將第一層描述為「經安置於」第二層之上時，第一層係更遠離基板安置。除非指定第一層與第二層「接觸」，否則在第一層與第二層之間可存在其他層。舉例而言，即使在中間存在各種有機層，亦可將陰極描述為「經安置於」陽極之上。
如本文中所使用，「溶液可處理」意謂能夠於液體介質中溶解、分散或輸送及/或自液體介質沈積，該液體介質呈溶液或懸浮液形式。
當認為配位體直接促成發射性材料之光敏性特性時，配位體可稱為「光敏性的」。當認為配位體不促成發射性材料之光敏性特性時，配位體可稱為「輔助性的」，但輔助性配位體亦可能會改變光敏性配位體之特性。
如本文中所使用且如熟習此項技術者通常所瞭解，若第一能階更接近於真空能階，則第一「最高佔用分子軌域」(HOMO)或「最低未佔用分子軌域」(LUMO)能階「大於」或「高於」第二HOMO或LUMO能階。因為電離電位(IP)經量測為相對於真空能階之負能量，所以更高HOMO能階對應於具有較小絕對值之IP(更小負值之IP)。同樣地，更高LUMO能階對應於具有較小絕對值之電子親和力(EA)(更小負值之EA)。在頂部為真空能階之習知能階圖上，材料之LUMO能階比相同材料之HOMO能階高。「更高」HOMO或LUMO能階比「更低」HOMO或LUMO能階更接近於該圖表之頂部。
如本文中所使用且如熟習此項技術者通常所瞭解，若第一功函數具有較高絕對值，則第一功函數「大於」或「高於」第二功函數。因為功函數通常量測為相對於真空能階之負數，所以此意謂「更高」功函數負值更大。在頂部為真空能階之習知能階圖上，「更高」功函數表示為在真空能階下方更遠處。因此HOMO及LUMO能階之定義與功函數遵循不同規定。
OLED之更多詳細說明及以上所述之定義可見於美國專利第7,279,704號，其以引用的方式全文併入本文中。
提供包含雙咔唑之化合物。該等化合物具有下式：
Ra、Rb、Rc及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代。Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。R1及R2較佳係獨立地選自芳基及雜芳基。R1及R2中之至少一者具有下式：
A及B獨立地為5員或6員碳環或雜環。A及B較佳係獨立地選自苯基及吡啶。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。X為S、O或Se。
在一態樣中，R1及R2中僅一者具有下式：
在另一態樣中，R1及R2均具有下式：
在一態樣中，R1及R2中之至少一者具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
在一態樣中，R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：
R'1及R'2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。
在另一態樣中，該化合物具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
亦提供含雙咔唑化合物之特定實例。詳言之，該化合物係選自由以下組成之群：
亦提供包含有機發光裝置之第一裝置。該裝置進一步包含陽極、陰極及安置於陽極與陰極之間的有機層。該有機層包含含雙咔唑之化合物，其中該化合物具有如以上描述之式I。
Ra、Rb、Rc及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代。Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。R1及R2較佳係獨立地選自芳基及雜芳基。R1及R2中之至少一者具有下式：
A及B獨立地為5員或6員碳環或雜環。A及B較佳係獨立地選自苯基及吡啶。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。X為S、O或Se。
在一態樣中，R1及R2中僅一者具有下式：
在另一態樣中，R1及R2均具有下式：
在一態樣中，R1及R2中之至少一者具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
在一態樣中，R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：
R'1及R'2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。
在另一態樣中，該裝置包含具有式II或式III之化合物。
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
亦提供含有含雙咔唑化合物之裝置的特定實例。詳言之，該化合物係選自由化合物1-化合物17組成之群。
在一態樣中，有機層為阻擋層，且具有式I之化合物為阻擋材料。
在另一態樣中，有機層為發射層，且具有式I之化合物為主體。在另一態樣中，發射層進一步包含具有下式之磷光發射摻雜劑：
在一態樣中，第一裝置為消費型產品。在另一態樣中，第一裝置為有機發光裝置。
一般而言，OLED包含至少一個安置於陽極與陰極之間且與陽極及陰極電連接之有機層。當施加電流時，陽極注入電洞且陰極注入電子至有機層中。所注入之電洞及電子各自朝帶相反電荷之電極遷移。當電子及電洞定域於相同分子上時，形成「激子」，其為具有激發能態之定域電子-電洞對。當激子經由光電發射機制鬆馳時，發射光。在一些狀況下，激子可定域於準分子或激發複合物上。亦可發生諸如熱鬆弛之非輻射機制，但其通常被視為不當的。
如例如美國專利第4,769,292號(其以引用之方式全文併入)中所揭示，初始OLED使用自其單態發射光(「螢光」)之發射分子。螢光發射通常在小於10奈秒之時段內發生。
近期，已證明具有自三重態發光(「磷光」)之發射材料之OLED。Baldo等人，「Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices」，Nature，第395卷，151-154,1998;(「Baldo-I」)及Baldo等人，「Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence」，Appl. Phys. Lett.，第75卷，第3期，4-6(1999)(「Baldo-II」)以引用方式全文併入。磷光更詳細地描述於美國專利第7,279,704號之5-6欄中，其以引用的方式併入。
圖1展示有機發光裝置100。該等圖並不一定按比例繪製。裝置100可能包括基板110、陽極115、電洞注入層120、電洞傳輸層125、電子阻擋層130、發射層135、電洞阻擋層140、電子傳輸層145、電子注入層150、保護層155及陰極160。陰極160為具有第一導電層162及第二導電層164之複合陰極。裝置100可藉由依序沈積所描述之各層來製造。此等各種層之特性及功能以及實例材料更詳細地描述於美國專利第7,279,704號之6-10欄，其以引用的方式併入。
可獲得該等層中各層之更多實例。舉例而言，可撓性及透明基板-陽極組合揭示於美國專利第5,844,363號中，其以引用的方式全文併入本文中。p型摻雜之電洞傳輸層之實例為用F4-TCNQ以50:1之莫耳比摻雜之m-MTDATA，如美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示，其以引用的方式全文併入本文中。發射性材料及主體材料之實例揭示於Thompson等人之美國專利第6,303,238號中，其以引用之方式全文併入。n型摻雜之電子傳輸層之實例為用Li以1:1之莫耳比摻雜之BPhen，如美國專利申請公開案第2003/0230980號中所揭示，其以引用的方式全文併入本文中。美國專利第5,703,436號及第5,707,745號(其以引用的方式全文併入本文中)揭示陰極之實例，該等陰極包括具有金屬(例如Mg:Ag)薄層與上覆的透明、導電、濺鍍沈積之ITO層的複合陰極。阻擋層之理論及使用更詳細地描述於美國專利第6,097,147號及美國專利申請公開案第2003/0230980號中，其以引用的方式全文併入本文中。注入層之實例提供於美國專利申請公開案第2004/0174116號中，其以引用的方式全文併入本文中。保護層之說明可見於美國專利申請公開案第2004/0174116號中，其以引用的方式全文併入本文中。
圖2展示倒置式OLED 200。該裝置包括基板210、陰極215、發射層220、電洞傳輸層225及陽極230。裝置200可藉由依序沈積所描述之各層來製造。因為大多數常見OLED組態具有安置於陽極上之陰極，而裝置200具有安置位於陽極230下之陰極215，所以裝置200可稱為「倒置式」OLED。可將與關於裝置100所述之彼等材料相似之材料用於裝置200之相應層中。圖2提供一個如何自裝置100之結構省略某些層的實例。
藉由非限制性實例提供圖1及圖2所說明之簡單層狀結構，且應瞭解本發明之實施例可與多種其他結構結合使用。所描述之特定材料及結構本質上為例示性的，且可使用其他材料及結構。功能性OLED可藉由以不同方式組合所描述之各種層來實現，或可基於設計、效能及成本因素完全省略某些層。亦可包括未具體描述之其他層。可使用除彼等具體描述之材料之外的材料。儘管本文中提供之許多實例將各種層描述為包含單一材料，但應瞭解，可使用材料之組合，諸如主體與摻雜劑之混合物，或更一般而言混合物。又，該等層可具有各種下層。本文中對各種層指定之名稱不欲構成嚴格限制。舉例而言，在裝置200中，電洞傳輸層225傳輸電洞且注入電洞至發射層220中，且可描述為電洞傳輸層或電洞注入層。在一實施例中，OLED可描述為具有安置於陰極與陽極之間的「有機層」。如例如關於圖1及2所述，該有機層可包含單一層，或可進一步包含不同有機材料之多個層。
亦可使用未具體描述之結構及材料，諸如包含諸如揭示於Friend等人之美國專利第5,247,190號中之聚合材料的OLED(PLED)，該專利以引用之方式全文併入。另外舉例而言，可使用具有單一有機層之OLED。舉例而言，如Forrest等人之美國專利第5,707,745號中所述，OLED可經堆疊，該專利以引用之方式全文併入。OLED結構可偏離圖1及圖2中說明之簡單層狀結構。舉例而言，基板可包括成角反射表面以改良向外耦合，諸如如Forrest等人之美國專利第6,091,195號中所述之台面結構(mesa structure)，及/或如Bulovic等人之美國專利第5,834,893號中所述之坑形結構(pit structure)，該等專利以引用之方式全文併入。
除非另外規定，否則各種實施例之諸層之任一者可藉由任何適合方法來沈積。對有機層而言，較佳方法包括熱蒸發、噴墨(諸如美國專利第6,013,982號及第6,087,196號中所述，其以引用之方式全文併入)、有機氣相沈積(OVPD)(諸如Forrest等人之美國專利第6,337,102號中所述，其以引用之方式全文併入)及利用有機蒸氣噴墨印刷(OVJP)之沈積(諸如美國專利申請案第10/233,470號中所述，其以引用之方式全文併入)。其他適合沈積方法包括旋轉塗佈及其他基於溶液之方法。基於溶液之方法較佳在氮氣或惰性氛圍中進行。對其他層而言，較佳方法包括熱蒸發。較佳圖案化方法包括經由遮罩沈積、冷焊(諸如美國專利第6,294,398號及第6,468,819號中所述，其以引用之方式全文併入)及與一些諸如噴墨及OVJD之沈積方法相關之圖案化。亦可使用其他方法。欲沈積之材料可經改質以使其與特定沈積方法相容。舉例而言，可將取代基(諸如分支或未分支且較佳含有至少3個碳之烷基及芳基)用於小分子中以增強其經受溶液處理之能力。可使用具有20個碳或20個以上碳之取代基，且3-20個碳為較佳範圍。具有不對稱結構之材料的溶液處理性可優於具有對稱結構之材料，因為不對稱材料可具有較低之再結晶傾向。樹枝狀聚合物取代基可用以增強小分子經受溶液處理之能力。
根據本發明之實施例製造之裝置可併入多種消費型產品中，包括平板顯示器、電腦監視器、電視、廣告牌、用於內部或外部照明及/或發信號之燈、抬頭顯示器、完全透明顯示器、可撓性顯示器、雷射印表機、電話、行動電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、數位相機、攝錄影機、取景器、微顯示器、載具、大面積牆、電影院或運動場螢幕或標牌(sign)。各種控制機構可用以控制根據本發明製造之裝置，包括被動型矩陣及主動型矩陣。許多裝置意欲在對人類而言舒適之溫度範圍內使用，諸如18℃至30℃，且更佳在室溫下(20-25℃)。
本文中描述之材料及結構可應用於不同於OLED之裝置中。舉例而言，諸如有機太陽能電池及有機光偵測器之其他光電裝置可使用該等材料及結構。更一般而言，諸如有機電晶體之有機裝置可使用該等材料及結構。
術語鹵基、鹵素、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳烷基、雜環基、芳基、芳族基及雜芳基為此項技術所知，且定義於美國專利第7,279,704號之31-32欄中，其以引用的方式併入本文中。
提供新穎的含有雙咔唑之化合物(說明於圖3中)。該等化合物可作為磷光OLED之主體材料或阻擋材料。該等化合物含有3,3'-雙咔唑核心，其在第9位置上經二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硒吩、氮雜二苯并呋喃、氮雜二苯并噻吩及氮雜二苯并硒吩中之至少一者取代。
咔唑為OLED材料之已知構築嵌段。詳言之，含有3,3'-雙咔唑之化合物具有良好之電洞傳輸特性，但具有較差之電子穩定性。舉例而言，3,3'-雙咔唑具有比9-芳基咔唑更低之HOMO。另外，已將經烷基及芳基取代之3,3'-雙咔唑化合物用作OLED之電洞傳輸層材料及主體，然而，該等化合物亦具有較差之電子穩定性，從而可提供具有有限壽命之裝置。舉例而言，經二芳基取代之3,3'-雙咔唑(即H1)具有約5.6 eV之HOMO，其非常有利於電洞傳輸但不利於電子穩定性。因此，文獻所報導之3,3'-雙咔唑化合物提供具有有限壽命之裝置。
在本發明中，3,3'-雙咔唑化合物在第9位置上經二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硒吩、氮雜二苯并呋喃、氮雜二苯并噻吩及氮雜二苯并硒吩中之至少一者取代。該等取代基調諧HOMO/LUMO能階且提高化合物之電子穩定性，其可為OLED提供經改良之穩定性。詳言之，經氮雜二苯并基取代之雙咔唑可比經二苯并基取代之雙咔唑更能傳輸電子，從而可提供具有較低工作電壓之裝置。另外，本文中提供之雙咔唑化合物宜用作阻擋層材料及主體材料。因此，在第9位置上經二苯并基或氮雜二苯并基取代之3,3'-雙咔唑化合物可提供具有經改良之壽命及經改良之效率的裝置。
提供包含雙咔唑之化合物。該等化合物具有下式：
Ra、Rb、Rc及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代。Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。R1及R2較佳係獨立地選自芳基及雜芳基。R1及R2中之至少一者具有下式：
A及B獨立地為5員或6員碳環或雜環。A及B較佳係獨立地選自苯基及吡啶。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。X為S、O或Se。
在一態樣中，R1及R2中僅一者具有下式：
在另一態樣中，R1及R2均具有下式：
在一態樣中，R1及R2中之至少一者具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
在一態樣中，R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：
R'1及R'2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。
在另一態樣中，該化合物具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
亦提供含雙咔唑化合物之特定實例。詳言之，該化合物係選自由以下組成之群：
亦提供包含有機發光裝置之第一裝置。該裝置進一步包含陽極、陰極及安置於陽極與陰極之間的有機層。該有機層包含含雙咔唑化合物，其中該化合物具有下式：
Ra、Rb、Rc及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代。Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。R1及R2較佳係獨立地選自芳基及雜芳基。R1及R2中之至少一者具有下式：
A及B獨立地為5員或6員碳環或雜環。A及B較佳係獨立地選自苯基及吡啶。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。X為S、O或Se。
在一態樣中，R1及R2中僅一者具有下式：
在另一態樣中，R1及R2均具有下式：
在一態樣中，R1及R2中之至少一者具有下式：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
在一態樣中，R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：
R'1及R'2係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。
在另一態樣中，該裝置包含具有下式之化合物：
RA及RB可表示單取代、二取代、三取代或四取代。RA及RB係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳基及雜芳基組成之群。Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7及Y8係獨立地選自氮及碳。
亦提供含有含雙咔唑化合物之裝置的特定實例。詳言之，該化合物係選自由以下組成之群：
在一態樣中，有機層為阻擋層，且具有式I之化合物為阻擋材料。
在另一態樣中，有機層為發射層，且具有式I之化合物為主體。在另一態樣中，發射層進一步包含具有下式之磷光發射摻雜劑：
在一態樣中，第一裝置為消費型產品。在另一態樣中，第一裝置為有機發光裝置。
本文描述的適用於有機發光裝置之特定層的材料可與存在於該裝置中之多種其他材料組合使用。舉例而言，本文所揭示之發射性摻雜劑可與多種主體、傳輸層、阻擋層、注入層、電極及其他可能存在之層結合使用。下文描述或涉及之材料為可與本文所揭示之化合物組合使用之材料的非限制性實例，且熟習此項技術者容易查閱文獻以鑑別可組合使用之其他材料。
除本文所揭示之材料外及/或與本文所揭示之材料組合，多種電洞注入材料、電洞傳輸材料、電洞材料、摻雜劑材料、激子/電洞阻擋層材料、電子傳輸及電子注入材料可用於OLED。可與本文所揭示之材料組合用於OLED之材料的非限制性實例列出如下。
HIL/HTL：
欲用於本發明之電洞注入/傳輸材料不受特別限制，且可使用任何化合物，只要該化合物通常用作電洞注入/傳輸材料即可。該材料之實例包括(但不限於)：酞菁或卟啉衍生物、芳族胺衍生物、吲哚并咔唑衍生物、含有氟代烴之聚合物、具有傳導性摻雜劑之聚合物、導電聚合物(例如PEDOT/PSS)、衍生自例如膦酸及矽烷衍生物之化合物之自組裝單體、金屬氧化物衍生物(例如MoOx)、p型半導有機化合物(例如1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯六甲腈)、金屬錯合物及可交聯化合物。
用於HIL或HTL之芳族胺衍生物之實例包括(但不限於)以下通式結構：
Ar1至Ar9各選自由芳族烴環狀化合物組成之群，該等化合物諸如為苯、聯苯、三苯、聯伸三苯、萘、蒽、丙烯合萘、菲、茀、芘、、苝、薁；由芳族雜環化合物組成之群，該等化合物諸如為二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚并噁嗪、苯并噁唑、苯并異噁唑、苯并噻唑、喹啉、異喹啉、啉、喹唑啉、喹喏啉、啶、酞嗪、喋啶、二苯并哌喃、吖啶、吩嗪、啡噻嗪、啡噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶及硒吩并二吡啶；及由2至10個環狀結構單元組成之群，該等結構單元為選自芳族烴環狀基團及芳族雜環基團之相同類型或不同類型之基團，且直接相互鍵結或經由氧原子、氮原子、硫原子、矽原子、磷原子、硼原子、鏈結構單元及脂族環狀基團中之至少一者鍵結。其中各Ar進一步經選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳烷基、雜烷基、芳基及雜芳基組成之群的取代基取代。
在一態樣中，Ar1及Ar9係獨立地選自由以下組成之群：
k為1至20之整數；X1至X8為CH或N；Ar1具有與以上所定義相同之群。
用於HIL或HTL之金屬錯合物之實例包括(但不限於)以下通式：
M為原子量大於40之金屬；(Y1-Y2)為雙牙配位體；Y1及Y2係獨立地選自C、N、O、P及S；L為輔助配位體；m為1至可能連接於金屬之配位體之最大數的整數值；且m+n為可能連接於金屬之配位體之最大數。
在一態樣中，(Y1-Y2)為2-苯基吡啶衍生物。
在另一態樣中，(Y1-Y2)為碳烯配位體。
在另一態樣中，M係選自Ir、Pt、Os及Zn。
在另一態樣中，金屬錯合物具有小於約0.6 V之相對於Fc+/Fc對之溶液態最小氧化電位。
主體：
本發明之有機EL裝置之發光層較佳含有至少一種金屬錯合物作為發光材料，且可含有將金屬錯合物用作摻雜劑材料之主體材料。主體材料之實例不受特別限制，且可使用任何金屬錯合物或有機化合物，只要主體之三重態能量大於摻雜劑之三重態能量即可。
用作主體之金屬錯合物之實例較佳具有以下通式：
M為金屬；(Y3-Y4)為雙牙配位體；Y3及Y4係獨立地選自C、N、O、P及S；L為輔助配位體；m為1至可能連接於金屬之配位體之最大數的整數值；且m+n為可能連接於金屬之配位體之最大數。
在一態樣中，金屬錯合物為：
(O-N)為具有與O及N原子配位之金屬的雙牙配位體。
在另一態樣中，M係選自Ir及Pt。
在另一態樣中，(Y3-Y4)為碳烯配位體。
用作主體之有機化合物之實例係選自由芳族烴環狀化合物組成之群，該等化合物諸如為苯、聯苯、三苯、聯伸三苯、萘、蒽、丙烯合萘、菲、茀、芘、、苝、薁；由芳族雜環化合物組成之群，該等化合物諸如為二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚并噁嗪、苯并噁唑、苯并異噁唑、苯并噻唑、喹啉、異喹啉、啉、喹唑啉、喹喏啉、啶、酞嗪、喋啶、二苯并哌喃、吖啶、吩嗪、啡噻嗪、啡噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶及硒吩并二吡啶；及由2至10個環狀結構單元組成之群，該等結構單元為選自芳族烴環狀基團及芳族雜環基團之相同類型或不同類型之基團，且直接相互鍵結或經由氧原子、氮原子、硫原子、矽原子、磷原子、硼原子、鏈結構單元及脂族環狀基團中之至少一者鍵結。其中各基團進一步經選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳烷基、雜烷基、芳基及雜芳基組成之群的取代基取代。
在一態樣中，主體化合物在分子中含有以下基團中之至少一者：
R1至R7係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳烷基、雜烷基、芳基及雜芳基組成之群，當其為芳基或雜芳基時，其具有與以上提及之Ar相似之定義。
k為0至20之整數。
X1至X8係選自CH或N。
HBL：
電洞阻擋層(HBL)可用以減少離開發射層之電洞及/或激子之數量。與缺乏阻擋層之相似裝置比較，在裝置中存在該阻擋層可產生實質上更高之效率。又，阻擋層可用以將發射限制於OLED之所要區域。
在一態樣中，用於HBL中之化合物含有與用作上述主體之相同分子。
在另一態樣中，用於HBL中之化合物在分子中含有以下基團中之至少一者：
k為0至20之整數；L為輔助配位體，m為1至3之整數。
ETL：
電子傳輸層(ETL)可包括能傳輸電子之材料。電子傳輸層可為本質的(未經摻雜的)，或為經摻雜的。摻雜可用以增強電導率。ETL材料之實例不受特別限制，且可使用任何金屬錯合物或有機化合物，只要其通常用以傳輸電子即可。
在一態樣中，用於ETL中之化合物在分子中含有以下基團中之至少一者：
R1係選自由氫、烷基、烷氧基、胺基、烯基、炔基、芳烷基、雜烷基、芳基及雜芳基組成之群，當其為芳基或雜芳基時，其具有與以上提及之Ar相似之定義。
Ar1至Ar3具有與以上提及之Ar相似之定義。
k為0至20之整數。
X1至X8係選自CH或N。
在另一態樣中，用於ETL中之金屬錯合物含有(但不限於)以下通式：
(O-N)或(N-N)為具有與O、N或N、N原子配位之金屬之雙牙配位體；L為輔助配位體；m為1至可能連接於金屬之配位體之最大數的整數值。
實驗： 化合物實例 實例1.　合成化合物1
合成9-苯基咔唑。於400 mL二甲苯中混合Pd2(dba)3(1.095 g，1.196 mmol)及三-第三丁基膦(4.78 ml，4.78 mmol，於甲苯中之1.0 M溶液)。在N2下攪拌混合物20分鐘。接著依序添加9H-咔唑(20 g，120 mmol)、溴苯(28.2 g，179 mmol)、18-冠-6醚(3.16 g，11.96 mmol)及碳酸鉀(24.80 g，179 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續18小時。傾析二甲苯溶液。蒸發溶劑並藉由真空蒸餾純化殘餘物。純化後獲得22.3 g(97%產率)產物。
合成3-溴-9-苯基咔唑。將於DMF中之NBS(19.31 g，109 mmol)在0℃下逐滴添加至200 mL之9-苯基-9H-咔唑(24 g，99 mmol)中。以HPLC監測反應。2小時後藉由添加500 mL水淬滅反應。在室溫下攪拌24小時後，傾析澄清溶液，且於二氯甲烷中溶解固體殘餘物並用水及LiCl溶液洗滌。用MgSO4乾燥溶液且蒸發溶劑。殘餘物未經進一步純化即用於下一步驟中。產物含有起始材料、一溴及二溴。獲得31 g產物。
合成9-苯基-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊-2-基)-9H-咔唑。將3-溴-9-苯基-9H-咔唑(30 g，93 mmol)、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙(1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷)(47.3 g，186 mmol)及乙酸鉀(22.85 g，233 mmol)添加至400 mL二噁烷中。將氮氣鼓入溶液持續20分鐘。添加Pd(dppf)Cl2(2.281 g，2.79 mmol)，且加熱反應混合物至80℃持續6小時。以TLC監測反應。冷卻至室溫後，經由矽膠栓塞過濾反應物。藉由在160℃下真空蒸餾來移除二硼。在矽藻土上塗覆殘餘物，且藉由以2%乙酸乙酯及乙烷作為溶劑之管柱進行純化。純化後獲得16.5 g產物。
合成3-溴咔唑。將於DMF中之NBS(12.77 g，71.8 mmol)在0℃下逐滴添加至200 mL之9H-咔唑(12 g，71.8 mmol)中。以HPLC監測反應。2小時後，HPLC指示76%之所需產物及6%之二溴化化合物。藉由添加500 mL冰水淬滅反應。控制內部溫度使其低於10℃。藉由過濾收集所形成之沈澱物。於400 mL溫甲醇(~40℃)中攪拌固體。藉由過濾收集固體。溶解固體於150 mL DCM中。添加200 mL甲醇。沸騰蒸發出DCM。溶劑體積減至150 mL。在室溫下攪拌漿料隔夜。藉由過濾收集固體。收集到9 g(51%產率)固體。
合成9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑。用N2將9-苯基-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊-2-基)-9H-咔唑(12 g，32.5 mmol)、3-溴-9H-咔唑(6.66 g，27.1 mmol)及磷酸鉀(34.5 g，162 mmol)於500 mL甲苯及50 mL H2O中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加二環己基(2',6'-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.445 g，1.083 mmol)及Pd2(dba)3(0.248 g，0.271 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續5小時。TLC指示反應完成。以二氯甲烷萃取反應物且以鹽水洗滌，並用硫酸鎂乾燥。加熱溶液至沸騰。添加己烷。沸騰蒸發出二氯甲烷，且己烷體積達到約1200 mL。在沸騰蒸發出二氯甲烷過程中形成沈澱物。將溶液冷卻至室溫並攪拌隔夜。過濾沈澱物且溶解於THF中且經過短矽膠栓塞。在60℃下真空乾燥後，獲得9.6 g(87%)產物。
合成化合物1。用N2將2-碘二苯并[b,d]呋喃(2.59 g，8.81 mmol)、9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(3 g，7.34 mmol)及第三丁醇鈉(1.764 g，18.36 mmol)於200 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加二環己基(2',6'-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.121 g，0.294 mmol)及Pd2(dba)3(0.067 g，0.073 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續24小時。冷卻混合物並經由矽藻土過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱層析法純化，管柱層析後獲得3.7 g產物。
實例2.　合成化合物2。
合成化合物2。用N2將2-溴二苯并[b,d]噻吩(3.22 g，12.24 mmol)、9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(2.5 g，6.12 mmol)及第三丁醇鈉(1.764 g，18.36 mmol)於100 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加Pd2(dba)3(0.056 g，0.061 mmol)及二環己基(2',6'-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.100 g，0.245 mmol)，且用氮氣將混合物另外鼓泡20分鐘。在N2下回流反應混合物24小時。冷卻混合物並經由矽藻土過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱層析法以含至多50%二氯甲烷之己烷作為溶劑來純化。獲得9-(二苯并[b,d]噻吩-2-基)-9'-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(2.1 g，3.55 mmol，58.1%產率)。實例3.　合成化合物3。
合成化合物3。用N2將4-溴二苯并[b,d]噻吩(2.061 g，7.83 mmol)、9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(2 g，4.90 mmol)及第三丁醇鈉(1.412 g，14.69 mmol)於200 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。添加Pd2(dba)3(0.045 g，0.049 mmol)及二環己基(2',6'-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.080 g，0.196 mmol)，且用氮氣另外鼓泡20分鐘，接著在N2下加熱混合物至回流持續24小時。冷卻混合物並經由矽藻土過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱層析法以2:3二氯甲烷及己烷作為溶劑進行純化。獲得9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9'-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(2.2 g，3.72 mmol，76%產率)。藉由用二氯甲烷及己烷再結晶來進一步純化產物。
實例4.　合成化合物4。
合成化合物4。用N2將4-氯-3-氮雜二苯并噻吩(2.58 g，11.75 mmol)、9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(4 g，9.79 mmol)及第三丁醇鈉(2.353 g，24.48 mmol)於200 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加二環己基(2',6'-二甲氧基聯苯-2-基)膦(0.161 g，0.392 mmol)及Pd2(dba)3(0.090 g，0.098 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續14小時。冷卻混合物並經由矽藻土栓塞過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱層析法以1:1二氯甲烷及己烷至2:1二氯甲烷及己烷進行純化。管柱層析後獲得3.8 g產物。
實例5.　合成化合物5。
合成3-疊氮基-2-氯-4-碘吡啶。將2-氯-3-碘吡啶(8 g，33 mmol)在惰性環境中添加至300 mL THF中，且將反應混合物冷卻至-78℃。將二異丙胺基鋰(於THF中之2 M溶液，17 ml，33 mmol)逐滴添加至反應混合物中，且在完全添加後，在-78℃攪拌THF溶液1小時。接著將2,4,6-三異丙基苯磺醯疊氮化物(15.5 g，50 mmol)於50 mL THF中之溶液緩慢添加至反應混合物中，且在-78℃再攪拌1小時。接著將反應燒瓶緩慢加熱至室溫。以10 mL飽和NH4Cl溶液淬滅反應混合物。在真空下蒸發大部分有機溶劑。在鹽水與乙酸乙酯之間分配粗產物。分離有機層，經無水Na2SO4乾燥，接著以矽膠管柱層析法以2%-10%乙酸乙酯/己烷作為溶離劑進行純化。分離呈淺黃色結晶固體之3-疊氮基-2-氯-4-碘吡啶(25 mmol，7 g，75%產率)。
合成2-氯-4-碘-N-(三苯基亞膦基)吡啶-3-胺。於100 mL之THF與水之1:1混合物中攪拌3-疊氮基-2-氯-4-碘吡啶(7 g，25 mmol)及三苯基膦(8.5 g，32 mmol)，直至TLC中疊氮化物起始材料消失。此後在真空下移除大部分THF。在鹽水與乙酸乙酯之間分配粗產物。分離有機層，經無水Na2SO4乾燥，且藉由矽膠管柱層析法以5%-40%乙酸乙酯及己烷作為溶離劑進行純化。分離呈結晶白色固體之2-氯-4-碘-N-(三苯基亞膦基)吡啶-3-胺(12 g，23 mmol，93%產率)。
合成2-氯-4-(2-甲氧苯基)吡啶-3-胺。將2-氯-4-碘-N-(三苯基亞膦基)吡啶-3-胺(12 g，23 mmol)、(2-甲氧苯基)酸(4.25 g，28 mmol)、2 M碳酸鉀溶液(46.6 ml，93 mmol)倒入120 mL DME中且以鼓泡之氮氣脫氣15分鐘。向經攪拌之溶液添加肆膦鈀(0)(1.35 g，1.12 mmol)，且再將反應混合物脫氣10分鐘。接著回流反應混合物48小時。在乙酸乙酯與鹽水之間分配經冷卻之反應混合物。分離有機層，經無水Na2SO4乾燥，且藉由矽膠管柱層析法以5%-30%乙酸乙酯/己烷作為溶離劑進行純化。分離呈液體油之2-氯-4-(2-甲氧苯基)吡啶-3-胺(4.3 g，18 mmol，78%產率)，其在室溫下靜置時變為白色結晶。
合成1-氯苯并呋喃并[2,3-c]吡啶。將2-氯-4-(2-甲氧苯基)吡啶-3-胺(4.3 g，18 mmol)溶於91 mL冰乙酸及濃硫酸(0.503 ml，18.11 mmol)中。在室溫下將2-甲基-2-硝基丙烷(6.22 g，54.3 mmol)逐滴添加至反應混合物中。在45℃下攪拌反應混合物直至GC中起始材料消失。完全反應後，在真空下蒸餾出大部分乙酸且以DCM稀釋粗產物。在DCM與Na2CO3溶液之間分配有機殘餘物。分離有機層，以鹽水洗滌，經無水Na2SO4乾燥且在真空下蒸發溶劑。藉由矽膠管柱層析法以10%-30%乙酸乙酯/己烷作為溶離劑來純化粗產物。分離1.5 g呈白色固體之41%產率的1-氯苯并呋喃并[2,3-c]吡啶。
合成化合物5。用N2將1-氯苯并呋喃并[2,3-c]吡啶(1.45 g，7.12 mmol)、9-苯基-9H,9'H-3,3'-雙咔唑(3.49 g，8.55 mmol)及2-甲基丙-2-醇鈉(1.711 g，17.80 mmol)於150 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦(0.117 g，0.285 mmol)及Pd2(dba)3(0.065 g，0.071 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續14小時。冷卻混合物並經由矽藻土栓塞過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱層析法以1:1二氯甲烷及己烷至3:2二氯甲烷及己烷進行純化。獲得4 g(98%產率)產物。
實例6.　合成化合物9
合成9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9H-咔唑。用N2將9H-咔唑(10 g，59.8 mmol)、4-溴二苯并[b,d]噻吩(18.89 g，71.8 mmol)及二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦(0.982 g，2.392 mmol)於200 mL二甲苯中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加Pd2dba3(0.548 g，0.598 mmol)及2-甲基丙-2-醇鈉(8.62 g，90 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續24小時。TLC指示反應不完全。添加0.3 g Pd2(dba)3及0.6 g二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦。繼續反應至回流。以GC監測反應。另外24小時後，仍有咔唑起始材料剩餘。再次添加0.3 g Pd2(dba)3及0.6 g二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦。使反應再次回流24小時。停止反應並處理以進行純化。使用管柱進行純化。獲得(1:3二氯甲烷：己烷)10 g(47.8%產率)產物。
合成3-溴-9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9H-咔唑。將9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9H-咔唑(6 g，17.17 mmol)溶於100 mL之DMF中。冷卻溶液至0℃。向溶液中逐滴添加含NBS(3.36 g，18.89 mmol)之20 mL DMF。在此溫度下攪拌1小時後，HPLC指示反應很少。加熱反應至室溫並以HPLC監測。24小時後，向反應中添加水並在室溫下攪拌2小時。過濾出白色沈澱物並用水洗滌。將固體溶於DCM，用水洗滌並經MgSO4乾燥。將殘餘物直接用於下一步驟中。產物含有10%之起始材料、80%之所需產物及10%之二溴化產物。
合成9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊-2-基)-9H-咔唑。將3-溴-9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9H-咔唑(5 g，11.67 mmol)、4,4,4',4',5,5,5',5'-八甲基-2,2'-雙(1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷)(4.45 g，17.51 mmol)、乙酸鉀(2.86 g，29.2 mmol)及二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦(0.192 g，0.467 mmol)於150 mL二噁烷中混合。將氮氣鼓入溶液持續20分鐘。添加Pd2dba3(0.107 g，0.117 mmol)，且加熱反應混合物至100℃持續4小時。TLC指示反應完成。將反應物冷卻至室溫並藉由矽藻土過濾。蒸發溶劑後，在矽藻土上塗覆殘餘物且藉由管柱以含10%乙酸乙酯之己烷作為溶劑進行純化。獲得9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊-2-基)-9H-咔唑(4 g，8.41 mmol，72.1%產率)。
合成化合物9。用N2將9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊-2-基)-9H-咔唑(2.5 g，5.26 mmol)、3-溴-9-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)-9H-咔唑(1.877 g，4.38 mmol)及磷酸鉀(2.325 g，10.96 mmol)於100 mL甲苯及10 mL H2O中之混合物鼓泡20分鐘。接著添加Pd2(dba)3(0.040 g，0.044 mmol)及二環己基(2',6'-二甲氧基-[1,1'-聯苯]-2-基)膦(0.072 g，0.175 mmol)，且在N2下加熱混合物至回流持續24小時。添加1 g苯基酸且再回流4小時。冷卻混合物並分離甲苯層。經MgSO4乾燥有機萃取物，過濾並蒸發成殘餘物。藉由管柱純化剩餘物。純化後獲得2.4 g(79%產率)產物。
裝置實例
所有裝置實例係藉由高真空(<10-7 Torr)熱蒸發法製造。陽極電極為800 之氧化銦錫(ITO)。陰極由10 之LiF與1000 之A1依序組成。在製造之後立即在氮手套工作箱(<1 ppm之H2O及O2)內使用以環氧樹脂密封的玻璃蓋來囊封所有裝置，且在包裝內併入吸濕劑。
該等裝置之有機堆疊係由ITO表面、作為電洞注入層(HIL)之100 之化合物B、作為電洞傳輸層(HTL)之300 之4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯苯(α-NPD)、作為發射層(EML)之300 之經15%或9%化合物C摻雜之主體、50 之BL及作為ETL之400 之Alq3(參-8-羥基喹啉鋁)依序組成。
除了將H1或H2用作主體外，比較裝置實例以與裝置實例相似的方式製造。
如本文中所用，以下化合物具有以下結構：
提供用於OLED之特定材料。詳言之，該等材料可用作主體或阻擋層。表1提供裝置結構，且表2提供相應之量測之裝置資料。具有包含化合物1-5之發射層的裝置展示經改良之效率及壽命。另外，具有包含化合物5之阻擋層的裝置亦展示經改良之壽命及效率。
比較實例1-4使用H1作為主體及/或阻擋層。當使用H1作為主體及阻擋層時，9%摻雜之效率為2.1%且15%摻雜之效率為1.4%。自2000 cd/m2起之裝置壽命(LT80)分別為0.5小時及0.2小時。使用H2作為BL可獲得較小改良。然而，自2000 cd/m2之初始亮度起之裝置壽命仍不超過10小時。
如在裝置實例1-23中可見，本發明之化合物用作主體時，其提供好得多的裝置效率及壽命。舉例而言，裝置實例10顯示使用化合物3作為主體時壽命為350小時。
另外，含有氮雜二苯并噻吩或氮雜二苯并呋喃的本發明之化合物亦可用作阻擋層。比較實例5使用H2作為主體及阻擋層。在5.9 V下，該裝置以20.5%之效率達到1000 cd/m2。壽命為204小時。如使用化合物4作為阻擋層之裝置實例19所示，該裝置在5.6 V下以19.8%之效率達到1000 cd/m2。壽命為230小時。裝置實例19顯示比相應比較實例5更低之工作電壓，但維持相當之裝置效率。此外，裝置實例19顯示經改良之使用壽命，與比較實例5之204小時之壽命相比，裝置實例19提供230小時之壽命。
應瞭解，本文中描述之各種實施例僅為例示性的，且不欲限制本發明之範疇。舉例而言，本文中描述之許多材料及結構可在不脫離本發明之精神的情況下經其他材料及結構替代。熟習此項技術者將顯而易知，所主張之本發明因此可包括本文中所描述之特定實例及較佳實施例之變體。應瞭解，關於本發明為何有效之各種理論不欲具有限制性。
100．．．有機發光裝置
110．．．基板
115．．．陽極
120．．．電洞注入層
125．．．電洞傳輸層
130．．．電子阻擋層
135．．．發射層
140．．．電洞阻擋層
145．．．電子傳輸層
150．．．電子注入層
155．．．保護層
160．．．陰極
162．．．第一導電層
164．．．第二導電層
200．．．倒置式OLED
210．．．基板
215．．．陰極
220．．．發射層
225．．．電洞傳輸層
230．．．陽極
圖1展示有機發光裝置。
圖2展示不具有獨立電子傳輸層之倒置式有機發光裝置。
圖3展示雙咔唑化合物。
(無元件符號說明)

Claims (13)

  1. 一種包含雙咔唑之化合物，其中該化合物具有下式I： 其中Ra及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代；其中Rb及Rc可表示單取代、二取代或三取代；其中Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；其中R1及R2中僅一者具有下式： 其中A及B獨立地為5員或6員碳環或雜環；其中RA及RB係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；且其中X為S、O或Se。
  2. 如請求項1之化合物，其中不以式表示之R1或R2係選自包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基。
  3. 一種包含雙咔唑之化合物，其中該化合物具有下式I： 其中Ra及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代；其中Rb及Rc可表示單取代、二取代或三取代；其中Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；且其中R1及R2係獨立地選自由以下組成之群： 其中R'1及R'2係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；且其中虛線代表由此等式所表示之基團係藉由在此等基團上任何可能之位置的單鍵連結至與式I之R1或R2連結之氮原子的其中一者。
  4. 一種化合物，其中該化合物具有下式I： 其中Ra及Rd可表示單取代、二取代、三取代或四取代；其中Rb及Rc可表示單取代、二取代或三取代；其中Ra、Rb、Rc、Rd、R1及R2係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；且其中R1及R2之一者具有下式： 其中A及B均為苯基；其中RA及RB係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；其中X為S、O或Se； 其中剩餘之R1及R2係選自由以下組成之群： 其中R'1及R'2係獨立地選自由以下組成之群：氫、包含1至15個碳原子之烷基、烷氧基、胺基、包含2至15個 碳原子之烯基、包含2至15個碳原子之炔基、包括單環基團及多環之環系統的芳基及包含1至3個選自N、O及S之雜原子之雜芳基；且其中虛線代表由此等式所表示之基團係藉由在此等基團上任何可能之位置的單鍵連結至與式I之R1或R2連結之氮原子的其中一者。
  5. 如請求項1之化合物，其中該化合物係選自由以下組成之群：
  6. 如請求項3之化合物，其中該化合物係選自由以下組成之群：
  7. 如請求項4之化合物，其中該化合物係選自由以下組成 之群：
  8. 一種包含有機發光裝置之第一裝置，其進一步包含：陽極； 陰極；及安置於該陽極與該陰極之間的有機層，其中該有機層包含如請求項1至7中任一項之含雙咔唑之化合物。
  9. 如請求項8之第一裝置，其中該有機層為阻擋層，且該具有式I之化合物為阻擋材料。
  10. 如請求項8之第一裝置，其中該有機層為發射層，且該具有式I之化合物為主體。
  11. 如請求項10之第一裝置，其中該發射層進一步包含具有下式之磷光發射摻雜劑：
  12. 如請求項8之第一裝置，其中該第一裝置為消費型產品。
  13. 如請求項8之第一裝置，其中該第一裝置為有機發光裝置。
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