[发明专利]可作为发光材料的双极化合物及使用该双极化合物的有机发光元件

说明书

一种可作为发光材料的双极化合物，同时兼具电子与电洞传输的特性，其应用于有机发光二极体元件的制造时，可简化发光层的主体材料为单一成份。不仅材料生产更加简易，且有利于有机发光元件的制程稳定性，并促使此元件具有极佳的发光效率的效果。

技术领域

本发明主要涉及一种可作为发光材料的双极化合物。

背景技术

磷光有机材料的发现是有机发光二极体的重大突破，因为磷光材料具有75％的理论值激子利用能力。在有机发光元件的发光层材料中，将高效率的磷光客体材料掺杂于主体材料中，能量可从主体材料传递到客体材料而发光。因此客体材料与主体材料的搭配；主体材料的传输效率以及电子与电洞的平衡，均密切关系着元件的各项效能指标。

发光层中的电子与电洞不一定会平衡等量，典型的发光层主体材料为了平衡电子与电洞的传输，通常需再搭配电子阻挡功能或电洞阻挡功能的材料，才能有效应用于有机发光元件。为了让主体材料同时兼具良好的电子与电洞传输效能，有许多研究是依比例分别将具有电子传输及电洞传输功能的两种化合物，混合成为发光主体材料，此类材料亦称为混合型主体材料(co-host)。

中国专利号CN103842339A的混合型主体材料，此类材料通过混合两种功能的材料而达到优异的效果，但其应用于有机发光元件的效率仍不高。随着技术发展，各种混合型主体材料也不断被报导出来，中国专利号CN105579550A的混合型主体材料应用于有机发光元件，其发光效率已有显著改善。不过此类混合型主体材料仍有许多缺点需要改善，例如生产过程复杂，需要同时生产两种材料后才能搭配使用，另外则是有机发光元件的制程中比例容易随着操作时间逐渐变化，导致制程不稳定。

双极主体材料(bipolar host)在学术界和工业界都倍受瞩目，因为此类材料的分子结构上，具有分隔的施予体与接受体两个部份，故对于电子和电洞都具有优异的传输效能，且相较于市面上常见的混合主体材料，材料的单一成份性质更有实用上的优势，不仅材料生产更为简易，在后续有机发光元件的制作上，更有利于制程控制的稳定性。PCT专利号WO2010/136109A为典型双极主体材料，不过其亮度不高，驱动电压仍有待改善。

双极主体材料在分子结构中结合施予体和接受体两种结构与适当的连接段，可以有效地实现双极性质。如何设计连接施予体与接受体的分子结构，是双极型主体材料的主要研究课题。可作为施予体的材料众多，其中咔唑(carbazole)衍生物由于具有高三重态(～3eV)；优异的电洞传输能力和良好热稳定性，非常适合作为主体材料中的施予体部分。另外，常见的接受体材料例如恶二唑(oxadiazole)，三唑(triazole)，苯并咪唑(benzimidazole)，吡啶(pyridine)，三嗪(triazine)，二苯基膦氧化物(diphenylphosphineoxide)等均已有许多报导。然而，采用联吡啶(bipyridine)作为接受体的研究却对稀少。

控制施予体与接受体的分子结构与连接位置，不仅可产生各种电子耦合，调整电子与电洞传输能力，还能改变分子几何形状等立体结构，进而改变薄膜的分子排列，对主体材料功能性进行微调，提升有机发光元件的各项效能指标。

有鉴于此，如何改进上述问题即为本发明所要解决的首要课题。

发明内容

本发明所提供的用于有机发光元件的含咔唑基为施予体及双吡啶基为接受体的双极分子衍生物系如[化学式I]所示：

其中D表示施予体。

(1)为如上式具有3-苯基-咔唑基分子架构片段。

(2)–[NAr¹Ar²]为双芳香环胺，Ar¹或Ar²各自为苯基或联苯基架构，Ar¹Ar²亦可合为2,2’-伸联苯基架构。