[go: up one dir, main page]

TWI391365B - 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置 - Google Patents

不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI391365B
TWI391365B TW98121759A TW98121759A TWI391365B TW I391365 B TWI391365 B TW I391365B TW 98121759 A TW98121759 A TW 98121759A TW 98121759 A TW98121759 A TW 98121759A TW I391365 B TWI391365 B TW I391365B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
organic electroluminescent
electroluminescent device
layer
organic
compound
Prior art date
Application number
TW98121759A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201100356A (en
Inventor
Balaganesan Banumathy
Original Assignee
E Ray Optoelectronics Tech Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by E Ray Optoelectronics Tech Co filed Critical E Ray Optoelectronics Tech Co
Priority to TW98121759A priority Critical patent/TWI391365B/zh
Publication of TW201100356A publication Critical patent/TW201100356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI391365B publication Critical patent/TWI391365B/zh

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置
本發明係關於一種不對稱三取代之蒽類化合物。由於此種蒽類化合物具有良好穩定性,此類材料的應用之一是作為有機電激發光二極體之主發光體。本發明亦關於使用此種蒽類化合物之有機電激發光元件及有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置可為一顯示器。
自從美國科達公司的鄧青雲博士發表低驅動電壓的有機電激發光裝置之後(C.W.Tang,Applied Physics Letters,第51卷第913頁,1987年),就引起有機化合物應用在有機電激發光裝置的研究熱潮,有機電激發光裝置係經由有機介質(medium)夾置在兩電極間(陽極和陰極),形成之三明治結構。其中,陽極為具高功函數之金屬或導電化合物,例如:氧化銦錫(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化錫(SnO2 )、氧化鋅(ZnO)等類似之透明金屬氧化物,或可為多晶矽(poly-Si)、非晶矽(a-Si)等之薄膜電晶體(TFT)基材;而陰極為具低功函數之金屬或導電化合物,例如:金(Au)、鋁(Al)、銦(In)、鎂(Mg)、鈣(Ca)或類似之金屬、合金等;而兩電極中至少有一為透明或半透明的,以使發射光能有效率地穿透;有機介質依情況不同可由數層組成,其中各層之厚度不被嚴格限制,通常在5 nm到5 μm間,而代表性的為在兩電極間夾入三層有機分子層,此三層包括一個電子傳輸層,一個發光層及一個電洞傳輸層。
通常為降低驅動電壓會另外加入電洞或電子注入層,或 改善發光效率而增加電洞或電子阻絕層,而成為四到六個有機分子層所組成之有機電激發光裝置;其中電子注入層通常可由鹼金屬鹵化物或含氮、氧之鹼金屬螯合物,例如:氟化鋰、8-quinolinolato lithium(Liq)等;而電洞注入層通常可由金屬苯二甲藍(metal phthalocyanine)衍生物、星狀聚醯胺(polyamine)衍生物、聚苯胺(polyaniline)衍生物(Y.Yang et al,Syn.Met.,1997,87,171)、全氟化物、二氧化矽(SiO2 )(Z.B.Deng et al,Appl.Phys.Lett.,1997,74,2227)或電洞傳輸材料摻雜氧化物等,例如:銅酞菁(CuPc)(S.A.VanSlyke et al,Appl.Phys.Lett.,1996,69,2160)、MTDATA(Y.Shirota et al,Appl.Phys.Lett.,1994,65,807)、TPD+ SbCl6 - (A.Yamamori et al,Appl.Phys.Lett.,1998,72,2147)、PEDOT-PSS(A.Elschner et al,Syn.Met.,2000,111,139)等;電子傳輸層可由含氮、氧之金屬螯合物(T.Sano et al,J.Mater.Chem.,2000,10,157)、噁二唑(oxadiazole)衍生物、全氟化多芳香環衍生物、芳香環或雜環取代之矽雜環戊二烯(silole)衍生物、寡聚噻吩(oligothiophene)衍生物或苯並咪唑(benzimidazole)衍生物所組成,例如:三8-羥基喹啉鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum,Alq3 )、聚丁二烯(PBD)(N.Johansson et al,Adv.Mater.,1998,10,1136)、PyPySiPyPy(M.Uchida et al,Chem.Mater.,2001,13,2680)、BMB-3T(T.Noda et al,Adv.Mater.,1999,11,283)、PF-6P(Y.Sakamoto et al,J.Amer.Chem.Soc.,2000,122,1832)、TPBI(Y.T.Tao et al,Appl.Phys.Lett.,2000,77,933)等;電洞傳輸層通常為 用在有機光導材料中之對電洞的電荷傳輸材料所組成,此電荷傳輸材料可由三唑(triazole)衍生物、噁二唑(oxadiazole)衍生物、咪唑(imidazole)衍生物、苯二胺(phenylenediamine)衍生物、星狀多胺類衍生物、螺形結構(spiro-linked)分子衍生物或芳香胺(arylamine)衍生物所組成,例如:NPB或其衍生物(Y.Sato et al,Syn.Met.,2000,111,25)、PTDATA(Y.Shirota et al,Syn.Met.,2000,111,387)、spiro-mTTB(U.Bach et al,Adv.Mater.,2000,12,1060)等。由於OLED具有低驅動電壓的特性並已驗證可應用到全彩平面顯示器上,故有機電激發光裝置與材料的研究已引起全世界的注意與投入。
為了改善有機電激發光裝置的發光顏色、發光效率、發光穩定性、元件壽命與元件製作方式等,這些改良成果可參閱已獲准之美國第4,356,429號、第4,539,507號、第4,720,432號、第4,885,211號、第5,151,629號、第5,150,006號、第5,141,671號、第5,073,446號、第5,061,569號、第5,059,862號、第5,059,861號、第5,047,687號、第4,950,950號、第4,769,292號、第5,104,740號、第5,227,252號、第5,256,945號、第5,069,975號、第5,122,711號、第5,366,811號、第5,126,214號、第5,142,343號、第5,389,444號、第5,458,977號等專利案。
有機電激發光裝置的終極目標之一便是應用於平面顯示器上,因此,一個可商業化的元件並不只要擁有好的發光效率、發光顏色,符合商業化的元件也同時須要有好的元件 壽命。
在藍光主發光體方面,苯基蒽衍生物的應用被報導於日本特開平8-012600號公報,雖然蒽衍生物可用來當藍光主發光體,但壽命仍須進一步改良。另一個蒽衍生物的應用是柯達的石建民等人於1999年的美國專利(美國第5,935,721號專利案)中提出以9,10(2-萘基)蒽(ADN)做為有機發光裝置中的藍光主發光體,但ADN具有容易結晶的現象,壽命仍也需要進一步改良。柯達2005年於WO042668中揭示一9-奈基-10-雙苯基蒽之不對稱蒽衍生物作為發光層主體材料。2007年美國第20070152565號專利案中揭示以蒽為骨架的軸向二取代不對稱化合物做為發光材料。日本特開2000-182776號公報、美國第2006154076號專利公開案、美國第2006043858號專利公開案中揭示多種蒽衍生物做為電洞傳輸材料或發光層主體材料,但是,未實際合成並未做成元件實際測試其光電特性。本國公告第593630號專利案中揭示一對稱的2甲基-9,10(2-萘基)蒽(MADN)做為有機發光裝置中的藍光主發光體。
本發明人合成一具有新穎結構的不對稱三取代蒽類衍生物。在蒽的2號位置的衍生物中,我們經由實驗發現,2-甲基蒽的溴化具有高度選擇性以及高產率,可進一步合成得到不對稱的三取代蒽化合物,並得以量產高純度的有機電激發光材料。因此本發明選擇以2-甲基蒽化合物為標的,詳細說明於合成例中。
本發明係提供一種具有新穎之式(I)的2-甲基蒽化合物:
其中,X為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,Y為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,且X不等同於Y。
該式(I)化合物所表示之三取代不對稱型特定結構之蒽結構化合物,實驗發現可降低驅動電壓、大幅改良薄膜穩定性及提升有機電激發光元件壽命,此新穎結構的不對稱三取代蒽類衍生物可應用於一般有機電激發光元件裝置中,本發明之蒽類化合物可作為有機電激發光裝置之發光材料。
本發明提供一種有機電激發光裝置,其包括:一基板;二電極,其中一電極係設置於該基板上;以及一有機層,其係設置於該等電極之間,且包括具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物,其中,X為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,Y為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,且X不等同於Y。
下列是本發明中較佳具體的2-甲基蒽化合物材料的部份實例: B601、 B602、 B603、 B604、 B605、 B606、 B607、 B608、 B609、 B610、 B611、 B612、以及 B613。
其中,該有機層自近基板至遠離基板之方向依序包括有一電洞注入層、一電洞傳輸層、一有機發光層、一電子傳輸層以及一電子注入層,而該具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物係包含於該電洞注入層、該電洞傳輸層、該有機發光層、該電子傳輸層或該電子注入層之其中一層狀結構內。
較佳的是,該具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物係包含於該有機發光層內。
較佳的是,該有機層的厚度係不大於500 nm。
其中,該有機電激發光裝置可為一顯示器。
其中,該有機電激發光裝置可發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
本發明藉由將有機電激發光裝置中的有機層摻入具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物,能夠增加發光的效率,且能與其他化合物混合,以作為紅、藍、綠、黃、白光之發光材料,故能應用於各種有機電激發光裝置中。
本發明可應用於數種不同的有機電激發光裝置中,而其 中必要的組成包括陰極、陽極以及設置於該陰極與陽極之間的有機層,該有機層可以包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層以及電子傳輸層。
如第一圖所示的為最典型的結構,其中該有機電激發光裝置(10)包括一基板(11)、一設置於該基板(11)上的陽極層(12)、一設置於該陽極層(12)上的有機層(20)、一設置於該有機層(20)上的金屬陰極層(18)以及兩端分別連接於該陽極層(12)和陰極層(18)之電源(19),該有機層(20)包括由該陽極層(12)至陰極層(18)方向堆疊之一電洞注入層(13)、一電洞傳輸層(14)、一發光層(15)、一電子傳輸層(16)以及一電子注入層(17),當施加電壓於陽極層(12)和陰極層(18)時,陽極層(12)所產生之電洞以及陰極層(18)所產生之電子會注入該有機層(20)中進而結合成激子(excitons),而當激子降至基態時便會散射出光。
而以下仔細描述這數層所使用之材料。首先必須注意的是,在其他態樣中,可將陰極層與陽極層的位置互換,以使得陰極層係設置於基板上,或者基板可直接當成陽極層或陰極層,再者,以各層堆疊之有機層的總厚度較佳的是等於或小於500 nm。
須注意者,所屬領域中具有通常知識者可依習知之技藝或本發明說明書中所述之先前技術或現有之方法利用本發明所請之化合物製得有機電激發光元件或裝置。以下說明本發明有機電激發光元件或裝置中電洞注入層以外之各元件結構的適用材料。
基板
基板可依據光所放射的方向為透光性或是不透明的,如果欲使發射光(EL)的發射能由基板處觀察,則基板必須具有光穿透性,在這種情況下,一般都是使用玻璃或有機材料;而如果EL發射是欲透過上電極觀察的話,則下層支撐物的通光與否將變得無關緊要,因此可為光穿透、光吸收或光反射,此時,基板的材料可使用但不限制為玻璃、塑膠、半導體材料、陶瓷和電路板材料,當然此種元件結構必須提供可透光的上電極。
陽極
導電陽極層通常製作於基板上,而當EL放射是透過陽極觀測時,則陽極必須是透明的或大體上對於某些放射是可穿透的;應用作為本發明之陽極的材料可為一般常見的透明陽極-銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO),但其他金屬氧化物仍是可使用的,包括但不限制於鋁或銦摻雜的鋅氧化物(indium doped zinc oxide,IZO)、鎂-銦氧化物(magnesium-indium oxide)和鎳-鎢氧化物(nickel-tungsten oxide),除了這些氧化物外,如氮化鎵(gallium nitride)的金屬氮化物、如硒化鋅(zinc selenide)的金屬硒化物和如硫化鋅(zinc sulfide)的金屬硫化物,都可使用作為陽極的材料。對於EL放射是透過上電極而被觀測,且該陰極為上電極的應用中,陽極的透光性不再重要,而可使用任何可導電的材料,透明的、不透明的或反射的材料皆可,此應用下可使用的材料包括但不限制於金、銥、鉬、鈀和鉑。一般陽極材料, 無論透明與否,其功函率通常大於或等於4.1 eV,所需要的陽極材料通常以適當的方式沈積,例如蒸鍍、濺鍍、化學氣相沈積、或電化學方法等,而陽極可用熟知的微影曝光方式(photolithography)蝕刻圖案化。
電洞傳輸層(hole-transporting layer,HTL)
有機電激發光元件的電洞傳輸層至少包含一個電洞傳導化合物,例如芳香三級胺,現今所推斷的是此種化合物至少要含有一個只鍵結在碳原子上之三價的氮原子,而此碳原子至少要有一個是芳香環的其中一元素;這些芳香族三級胺的其中一種形式可以是芳基胺,例如單芳烴基胺、雙芳烴基胺、三芳烴基胺或是高分子的芳烴基胺基團;單分子型三芳烴基胺的典範由Klupfel等人描述於美國第3,180,730號專利案;而其他適合的三芳烴基胺是由Brantley等人揭露於美國第3,567,450號和第3,658,520號專利案,有關於一個或多個乙烯基自由基和/或包含至少一個容納有活性氫的基團取代的三芳烴基胺。
最為人所使用的一種芳香族三級胺是由美國第4,720,432號和第5,061,569號專利案所描述的:包含至少兩個芳香族三級胺基團的芳香族三級胺,以下列出的為有用的芳香族三級胺的例證,其包括但不限制在1,1-雙(4-二-對-甲苯基胺基苯基)環己烷、1,1-雙(4-二-對-甲苯基胺基苯基)-4-苯基-環己烷、4,4’-雙(二苯基胺基)四苯、雙(4-二甲基胺基-2-甲基苯基)-苯基甲烷、N,N,N-三(對-甲苯基)胺、4-(二-對-甲苯基胺基)-4’-[4(二-對-甲苯基胺基)-苯乙烯基]茋、 N,N,N’,N’-四-對-甲苯基-4,4’-二胺基聯苯、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二胺基聯苯、N,N,N’,N’-四-1-萘基-4,4’-二胺基聯苯、N,N,N’,N’-四-2-萘基-4,4’-二胺基聯苯、N-苯基咔唑、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)胺基]聯苯、4,4”-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]對-聯三苯、4,4’-雙[N-(2-萘基)-N-苯基胺基]聯苯、1,5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]萘、4,4’-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基胺基]對-聯三苯、4,4’’-雙[N-(2-菲基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(8-氟蒽烯基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(2-芘基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(2-稠四苯基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(2-苝基)-N-苯基胺基]聯苯、4,4’’-雙[N-(2-苛基)-N-苯基胺基]聯苯、2,6-雙(二-對-甲苯基胺基)萘、2,6-雙(二-(1-萘基)胺基)萘、2,6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)胺基]萘、N,N,N’,N’-四(2-萘基)-4,4’’-二胺基-對-聯三苯、4,4’-雙{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]胺基}聯苯、4,4’-雙[N-苯基-N-(2-芘基)胺基]聯苯、2,6-雙[N,N-二(2-萘基)胺基]茀或1,5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]萘。
另一種有用的電洞傳輸材料為EP 1,009,041所描述的多環性芳香族化合物,此外,高分子型電洞傳輸材料也能被使用,如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚咇咯、聚苯胺和共聚高分子,如聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯-磺酸鹽),也被稱為PEDOT/PSS。
發光層(Light-emitting layer,LEL)
如美國第4,769,292號和第5,935,721號專利案所描述,有機電激發光元件的發光層由一個發光性或螢光性的材料所構成,且此區域也是電子-電洞對再結合而產生電激發光的地方;發光層可由單一材料組成,但通常都是包含一主發光材料和一客發光材料或可發光的任何光色摻雜物;在發光層中的主發光材料可以是一電子傳輸材料(如下所述),或一電洞傳輸材料(如上所述),或其他材料或可供電子-電洞再結合的材料組合;摻雜物通常是選自高螢光效率的染料,但磷光化合物,如WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676和WO 00/70655所描述的過渡金屬錯合物也是可使用的;摻雜物摻雜於主發光材料的重量百分比通常為0.01%到10%。
在選擇一染料為摻雜物時有一重要關鍵,就是必須比較能隙電位(bandgap potential),而能隙電位為一分子的最高填滿分子軌域(highest occupied molecular orbital)和最低未填滿分子軌域(lowest unoccupied molecular orbital)的差值,如果想達到從主發光材料到摻雜物的高效率能量轉移,則摻雜物的能隙必定要小於主發光材料的能隙。
已知且被使用過之主發光體及發光材料被揭露於美國第4,768,292號、第5,141,671號、第5,150,006號、第5,151,629號、第5,405,709號、第5,484,922號、第5,593,788號、第5,645,948號、第5,683,823號、第5,755,999號、第5,928,802號、第5,935,720號、第5,935,721號和第6,020,078號專利案,但不侷限於以上專利。
以8-羥基喹啉及類似衍生物(分子式A)所構成之金屬錯合物為有用的主發光體化合物之一種,特別是適合發光波長大於500 nm之電激發光,如綠、黃、橘和紅光。
9,10-二-(2-萘基)蒽的衍生物(分子式B)為構成有用之主發光體的一種,特別是適用於發光波長大於400 nm的電激發光,例如,藍、綠、黃、橘、紅光。
例證包含9,10-二-(2-萘基)蒽和2-第三-丁基-9,10-二-(2-萘基)蒽;其他可作為發光層主發光體的蒽衍生物,包括9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽衍生物及EP 681,019所描述的苯基蒽衍生物。
描述於美國第5,121,029號專利案中之二苯乙烯基伸芳基衍生物也是用於發光層之有效主發光體。
適合的螢光摻雜物包括衍生自熔合環、雜環和其他化合物例如蒽、四苯(tetracene)、二苯并吡喃、二萘嵌苯 (perylene)、紅螢烯(rubrene)、香豆素(coumarin)、若丹明(rodamine)、喹吖啶酮(quinacridone)、噻喃(thiopyran)、聚甲炔(polymethine)、pyrilium、thiapyrilium和carbostyryl化合物。以下的例證包括一些可用的摻雜物,但不僅限於此: 其中R可為氫、第三丁基、或 其中n=1或2,R1 ,R2 ,R3 ,R4 係選自取代或非取代的苯基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、或 R9 ,R10 ,R11 ,R12 係選自取代或非取代的苯基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、或 其中R13 ,R14 ,X係選自取代或非取代的苯基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、或 其中R可為氫或第三丁基、或 其中R可為氫、第三丁基、或 其中R可為氫、苯基、甲基、或
其中,式八為5,6,11,12-四苯基丁省[5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene(rubrene)],是一被廣泛研究且使用的黃光摻雜物,根據一些研究文獻報導(Y.Sato at al, Syn.Met.,1997,91,103),可知該化合物有以下優點:接近100%的量子效率、抗濃度驟熄可達7%、具雙極性等等,且可增加元件穩定性與壽命。並且可用一般主發光體或者電洞傳輸材料作為其主發光體,如本國公告第I242595號專利案。
電子傳輸層(Elctron-transporting layer,ETL)
在此發明中,較合適之有機電激發光元件的電子傳輸層的薄膜材料為金屬螯合8-羥基喹啉類(oxinoid)化合物,包含8-羥基喹啉(oxine)螯合基,此類的化合物可幫助電子的注入和傳輸及產生高效率和易於製作的薄膜型態;其他可作為電子傳輸材料包含美國第4,356,429號專利案所揭露之各種丁二烯衍生物及美國第4,539,507號專利案所描述之各種雜環光學明亮劑(heterocyclic optical brighteners),而苯并氮雜茂類也可作為可用的電子傳輸材料。
在某些例子中,發光層和電子傳輸層可選擇性的合併成單一層,亦即可同時兼顧發光和電子傳輸。
陰極(Cathode)
如果設計為電激發光由陽極透出,則在此發明中幾乎任何可導電的材料皆可組成陰極,其中較為需求的材料特性為成膜性佳,此可確保陰極和底下的有機層有良好的接觸,進而提昇電子在低電壓時的注入,且要有好的穩定性;有用的陰極材料通常為低功函數的金屬(<4.0 eV)或金屬合金;美國第4,885,221號專利案中所描述的鎂銀合金(Mg:Ag)為合 適的陰極材料之一,其中銀的比率為1%到20%;另一種合適的陰極材料為包含一厚導電金屬層覆蓋一低功函數金屬薄層或金屬鹽之雙層式結構,美國第5,677,572號專利案中所描述的此種陰極由一LiF薄層和一Al厚層所組成;其他有用的陰極材料包含但不限制於美國第5,059,861號、第5,059,862號和第6,140,763號專利案中所被揭露的材料。
而當元件設計為電激發光是透過陰極發出的話,則陰極必須為透明或接近於透明,在這種情況下,金屬必須很薄或必須使用透明的導電氧化物,或這些材料的組合;美國第5,776,623號專利案中有關於光學透明陰極的詳細描述;沈積陰極材料的方法可為蒸鍍(evaporation)、濺鍍(sputtering)或化學氣相沈積(chemical vapor deposition),而必要時,陰極可被圖案化(patterning),經由許多熟知的方式,包含,但不限制於:經由遮罩沈積(through-mask deposition)、如美國第5,276,380號專利案和EP 0 732 868所描述的整體蔭罩技術(integral shadow masking)、雷射燒蝕(laser ablation)和選擇性化學氣相沈積。
此外,為了改善有機電激發光裝置的發光顏色、發光效率、發光穩定性、元件壽命與元件製作方式等,可參閱已頒予之美國第4,356,429號、第4,539,507號、第4,720,432號、第4,885,211號、第5,151,629號、第5,150,006號、第5,141,671號、第5,073,446號、第5,061,569號、第5,059,862號、第5,059,861號、第5,047,687號、第4,950,950號、第4,769,292號、第5,104,740號、第5,227,252號、第5,256,945號、第5,069,975號、第 5,122,711號、第5,366,811號、第5,126,214號、第5,142,343號、第5,389,444號、第5,458,977號等專利案。
於本發明之另一較佳具體例中,該有機電激發光裝置係一顯示器。一般而言,該顯示器可用於電視、行動電話、電腦顯示器、監視器、各式個人、家庭、辦公室及/或交通工具所使用之裝置及/或電器用品或其他可使用顯示器之裝置及/或電器用品。
實施例
為了進一步說明本發明的方法與優點,以下特舉數個合成例與實施例,但本發明的精神與具體內容不以此為限。
以下提供本案實施例會使用到之儀器的介紹:
1.核磁共振光譜儀:為VARIAN Unity 300MHz進行測量以獲得核磁共振(NMR)光譜,並以CDCl3 為測量標準化合物。
2.質譜儀:係以MICROMASS TRIO-2000 GC/MS並使用快速原子撞擊(FAB)游離法測量。
3.真空薄膜蒸鍍機(coater):係以TRC之18吋旋轉式蒸鍍機,其可放置6個基板,2個機動擋板、8個電熱坩堝、5個震盪感應器、IC-5膜厚控制儀及擴散式幫浦。
4.分光光度計(colorimeter):係使用PhotoResearch PR-650儀器進行量測。
5.電源供應器(programmable power supply):係使用KEITHLEY 2400儀器供給電流。
I.化合物之合成
合成比較例一:方法同合成例一,其中2-methylanthracene改成2-ethylanthracene,得9-bromo-2-ethylanthracene(黃色粉末4g,產率57.8%,HPLC>96%)。
合成比較例二:方法同合成例一,其中2-methylanthracene改成2-t-butylanthracene,得9-bromo-2-t-butylanthracene(黃色粉末2.5g,產率37.5%,HPLC>96%)。
我們發現2-甲基蒽的溴化,產率特別高,可進一步得到高純度且可量產化的OLED材料。
合成例一:取500ml三頸瓶,加入二氯甲烷(30ml),加入2-methylanthrancene(5g,25mmole),再加入NBS(N-Bromosuccinimide,4.8g,28mmole),常溫下攪拌。以HPLC檢測是否反應完畢,反應完全後,倒入水中析出。過濾後以少量甲醇沖洗,得9-bromo-2-methylanthrancene(深黃色粉末3g,產率70%,HPLC>96%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.53(d,1H);8.27(s,1H);8.21(s,1H);7.87(d,1H);7.75(d,1H);7.58(t,1H);7.45(t,1H);7.24(d,1H);2.60(s,3H)。
合成例二至四可配合參看以下化學反應式:
合成例二:
取500ml三頸瓶,加入二氯甲烷(30ml),加入2-methylanthracene(5g,25mmole),再加入NBS(N-Bromosuccinimide,4.8g,28mmole),常溫下攪拌。以TLC檢測是否反應完畢,反應完全後,倒入水中析出。過濾後以少量甲醇沖洗,得中間體A1(深黃色粉末3g,HPLC>96%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.53(d,1H);8.27(s,1H);8.21(s,1H);7.87(d,1H);7.75(d,1H);7.58(t,1H);7.45(t,1H);7.24(d,1H);2.60(s,3H)。
合成例三:
取500ml三頸瓶,加入Toluene(100ml)/Ethanol(20ml)/D.I.water(35ml),加入中間體A1(20g,0.074 mol),再加1-Naphthaleneboronic acid(14g,0.081 mol),接著加入K2 CO3 (20.6g,0.143 mol)後,馬上加入Pd(pph3 )4 (0.3%×0.074 mol)。加熱至100~105℃,迴流後2小時檢測是否反應完畢。反應完成後,倒入水中後以甲苯萃取,萃取後以硫酸鈉除水。過濾,減壓濃縮後,得中間體A2(黃褐色濃稠液體20 g,產率84%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.52(s,1H);8.02-7.96(m,4H);7.85-7.81(m,1H);7.69-7.63(dd,1H);7.51-6.79(m,8H);2.27(s,3H)。
合成例四:
取500ml三頸瓶,加入二氯甲烷(40ml)/Acetic acid(150ml),接著加入中間體A2(20g,0.063mol),進行冰浴。待降至0~5℃後,以50ml加料管將Br2(11.2g,0.07mol)緩慢滴入三頸瓶中,滴完後再行移除冰浴。反應完全後,倒入水中,再以Na2SO3(aq)20wt%倒入反應物中,直至水溶液顏色不再改變,攪拌30分鐘後。過濾。得中間體A3(黃綠色粉末22g,產率88%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.61(d,1H0;8.53(d,1H);8.06(d,1H);8.01(d,1H),7.71-7.30(m,7H);7.22-7.02(m,3H);2.33(s,3H)。
合成例五:
方法同合成例三使用中間體A1(16g,0.06 mol)與2-Naphthaleneboronic acid(11.2g,0.066 mol)進行鈴木偶合反應,可得中間體A4,產出20 g(黃褐色濃稠液體,產率84%,HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.54(s,1H);8.10-8.06(m,3H);8.01(d,1H);7.97(s,1H);7.96-7.94(m,1H);7.96-7.94(m,1H);7.77(d,1H);7.67-7.62(m,3H);2.44(s,3H)。
合成例六:
方法同合成例四使用中間體A4(20g,0.06 mol)可得中間體A5,產出20 g(黃綠色粉末,產率84%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.59(d,1H);8.52(d,1H);7.96(d,1H);7.94(d,1H);7.87(d,1H);7.86(s,1H);7.61-7.48(m,5H);7.47(d,1H);7.42(s,1H);7.30(dt,1H);2.36(s,3H)。
合成例七:
方法同合成例三使用中間體A1(10g,0.037 mol)與4-(2-Naphthalene)bezeneboronic acid(10g,0.041 mol)進行鈴木偶合反應,可得中間體A6,產出12 g(淡黃色粉末,產率84%,HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):δ:8.49(s,1H);8.26(s,1H);8.06(d,1H);8.01-7.93 (m,7H);7.77(d,1H);7.59-7.53(m,5H);7.47(dt,1H)7.38(dd,1H);7.37(d,1H);2.57(s,3H)。
合成例八:
方法同合成例四使用中間體A6(9.2g,0.023 mol)可得中間體A7,產出10 g(黃綠色粉末,產率84%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.61(d,1H);8.54(d,1H);8.02-7.90(m,7H);7.72(d,1H);7.59-7.50(m,5H);7.44(d,1H);7.38(dt,1H);2.46(s,3H)。
合成例九:B601製備
取500ml三頸瓶,甲苯(100ml)/乙醇(20ml)/D.I.water (35ml),加入中間體A3(7g,17.6 mmol),再加4-(2-Naphthyl)phenylboronic acid(5g,20.1 mmol),接著加入K2 CO3 (5g,35.7 mmol)後,馬上加入Pd(pph3 )4 (0.3%×17.6 mmol)。加熱至迴流(約100~105℃),迴流後2小時檢測是否反應完畢。反應完成後,倒入水中後以甲苯萃取,萃取後以硫酸鈉除水。過濾、通層析管柱,再減壓濃縮後。過濾,得7.3g淡黃色粉末(產率80%、HPLC>99%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.22(s,1H);8.08-7.83(m,9H);7.72(dt,1H),7.58-7.51(m,3H);7.30-7.19(m,6H);7.08-7.04(m,2H);6.79(d,1H);6.65(s,1H);2.08(s,3H).Td (TGA):421.83℃;Tm(DSC)265.90℃;λabs (nm):358,377,397;λem (nm):425;MF:C41 H28 ;m/e(Mass,M+ ):520.67。
合成例十:B602製備
方法同合成例九使用中間體A3(2g,5.03 mmol)使用4-(1-Naphthal)phenylboronic acid(1.4g,5.6 mmol)進行鈴木偶合反應,可得B602,產出1.1g淡黃色粉末(產率42%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.22- 8.20(m,1H);8.07(d,1H);8.00(d,1H);7.98-7.87(m,2H);7.85(d,1H);7.82(d,1H);7.78-7.68(m,4H);7.68-7.55(m,10H);7.52-7.51(dt,2H);7.38(d,1H);7.37-7.35(dt,1H);2.30(s,3H)。Td (TGA):407.18℃;Tm(DSC)221.37℃;λabs (nm):358,377,398;λem (nm):423;MF:C41 H28 ;m/e(Mass,M+ ):520.67。
合成例十一:B603製備
方法同合成例九使用中間體A3(2g,5.03 mmol)使用4-Biphenylboronic acid(1.1g,5.5 mmol)進行鈴木偶合反應,可得B603,產出1.4g淡黃色末粉末(產率58%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.13(d,1H);8.11(d,1H);7.93(t,2H);7.88-7.82(m,3H);7.81-7.76(m,3H);7.70(m,1H);7.67-7.42(m,8H);7.38(dt,1H);7.28-7.23(m,3H);2.35(s,3H)。Td (TGA):391.70℃;Tm(DSC)239.31℃;λabs (nm):358,377,398;λem (nm):424;MF:C37 H26 ;m/e(Mass,M+ ):470.61。
合成例十二:B604製備
方法同合成例九使用中間體A3(2g,5.03 mmol)使用2-Naphthaleneboronic acid(1.2g,7.0 mmol)進行鈴木偶合反應,可得B604,產出1.3g淡黃色粉末(產率58%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.20-8.09(m,6H);8.02(t,1H);7.85-7.63(m,7H);7.57(t,1H);7.46(d,1H);7.37-7.22(m,4H);2.36(s,3H)。Td (TGA):373.70℃;λabs (nm):358,377,397;λem (nm):423;MF:C35 H24 ;m/e(Mass,M+ ):444.58。
合成例十三:B605製備
取500ml三頸瓶,加入甲苯(40ml)/乙醇(8ml)/D.I.water(15ml),加入中間體A5(4g,10 mmole),再加 4-(2-Naphthal)phenylboronic acid(2.8g,11 mmole),接著加入K2 CO3 (2.8g,20 mmol)後,馬上加入Pd(pph3 )4 (0.3%×10 mmole)。加熱至迴流溫度約100~105℃,迴流後2小時檢測是否反應完畢。反應完成後,倒入水中後以Toluene 100~150ml萃取,萃取後以Na2 SO4 除水。過濾、通層析管柱,再減壓濃縮後,析出。過濾,得B605,產出3.9g淡黃色粉末(產率74%,HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.25(s,1H);8.10(d,1H);8.06-7.92(m,9H);7.83(d,1H);7.76(d,1H);7.70(d,1H);7.63-7.58(m,5H);7.56-7.52(m,2H);7.48(s,1H);7.36-7.29(m,2H);7.24-7.22(dd,1H);2.37(s,3H)。Td (TGA):460.14℃;Tm(DSC)248.13℃;λabs (nm):358,378,398;λem (nm):431;MF:C41 H28 ;m/e(Mass,M+ ):520.67。
合成例十四:B606製備
方法同合成例十三使用中間體A5(4g,10 mmol)與4-Biphenylboronic acid(2.2g,11 mmol)進行鈴木偶合反 應,可得B606,產出3.6g淡黃色粉末(產率76%、HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.10-7.89(m,4H);7.86(d,2H);7.76(d,2H);7.71-7.59(m,10H);7.53(s,1H);7.50(t,1H);7.41-7.30(m,2H);7.24(dd,1H);2.36(s,3H)。Td (TGA):434.51℃;Tm(DSC)248.13℃;λabs (nm):359,378,398;λem (nm):429;MF:C37 H26 ;m/e(Mass,M+ ):470.61。
合成例十五:B607製備
方法同合成例十三使用中間體A5(4g,10 mmol)與4-(1-Naphthal)phenylboronic acid(2.8g,11 mmol)進行鈴木偶合反應,可得B607,產出3.4g淡黃色粉末(產率65%、HPLC>90%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.19(dd,1H);8.09(d,2H);8.06-8.03(m,2H);8.01(s,1H);7.99-7.97(dd,2H);7.96-7.93(m,3H);7.88-7.86(m,2H);7.84(s,1H);7.83-7.79(m,2H);7.77-7.75(m,3H);7.40-7.37(dt,3H);7.34-7.31(m,2H);7.28(dd,1H);7.23-7.21(m,1H);2.39(s,3H)。Td (TGA):433.41℃;Tm(DSC)385.87℃;λabs (nm):360,378,398;λem (nm): 429;MF:C41 H28 ;m/e(Mass,M+ ):520.67。
合成例十六:B608製備
取500ml三頸瓶,加入甲苯(40ml)/乙醇(8ml)/D.l.water(15ml),加入中間體A7(4.7g,10 mmole),再加1-Nephthaleneboronic acid(2.1g,11 mmol),接著加入K2 CO3 (2.8g,20 mmol)後,馬上加入Pd(pph3 )4 (0.3%×10 mmole)。加熱至迴流溫度約100~105℃,迴流後2小時檢測是否反應完畢。反應完成後,倒入水中後以Toluene 100~150ml萃取,萃取後以Na2 SO4 除水。過濾、通層析管柱,再減壓濃縮後,析出。過濾,得B608,產出5.02g淡黃色粉末(產率80%,HPLC>95%)。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,δ):8.29(s,1H);8.04(d,1H);8.01-7.97(m,6H);7.93(d,1H);7.83(d,1H);7.72-7.69(m,2H);7.64(d,1H);7.61-7.47(m,5H);7.45(d,1H);7.39(s,1H);7.33(dt,1H);7.25-2.22(m,3H);7.09(dd,1H);2.42(s,3H)。Td (TGA):442.19℃;Tm(DSC)203.83℃;λabs (nm):359,377,397;λem (nm):426;MF:C41 H28 ;m/e(Mass,M+ ):520.67。
II.本發明化合物所構成元件之顏色及亮度測定
本發明之有機電激發光裝置(OLED,10)的一個具體實施例是以第一圖的簡化截面圖為舉例說明。OLED(10)包括一片透明玻璃或塑膠基材(11),將一透明之導電陽極層(12)沉積在基材(11)的平面上,將由有機電洞注入材料沉積在陽極層(12)之表面上,以形成電洞注入層(13)。再將有機電洞傳輸層材料沈積在電洞注入層(13)表面上以形成有機電洞傳輸層(14)。將由含有螢光摻雜物之主發光材料所造成一有機發光層(15)沉積在有機電洞傳輸層(14)之表面上。將電子傳輸材料所造成之一電子傳輸層(16)沉積在有機發光層(15)之表面上。然後將電子注入材料所造成之一電子注入層(17)沉積在電子傳輸層(16)之表面上及將金屬導電層(18)沉積在電子注入層(17)之表面上而形成陰極層(18)。
在此具體實施例中,導電陽極層(12)是p型接觸點,而導電陰極層(18)是n型接觸點。將電源(19)的負極端子連接至導電層(18)及將正極端子連接至導電層(12)。當電位藉電源(19)施加在導電陽極層(12)與導電陰極層(18)之間時,則將自n型接觸點〔導電陰極層(18)〕所注入之電子將通過電子注入層(17)和有機電子傳輸層(16)而進入有機發光層(15)中以及將自p型接觸點〔導電陽極層(12)〕所注入之電洞通過有機電洞注入層(13)和有機電洞傳輸層(14)而進入有機發光層(15)中。在有機發光層(15),電子與電洞再結合時,則發射光子。
其製作程序如下:
一、基板之清洗:準備已經蝕刻好的ITO基板(該ITO 基板尺寸為40×40mm大小),將該ITO基板以丙酮、甲醇及去離子水清洗後置入烘箱內,以130℃之溫度烘烤1小時;
二、基板之前處理:將ITO基板自烘箱中取出後置入電漿處理器中,依既有活化步驟進行活化;
三、蒸鍍:將前置處理完成之ITO基板放置於TRC蒸鍍機台內的旋轉載具上,俟蒸鍍機腔體的真空度達10-6 Torr時,開始加熱蒸鍍材料,此時之蒸鍍速率則是由石英感測器來作監測。發明人係以2Å/S之速率蒸鍍電洞注入層,以2Å/S之速率蒸鍍NPB,以2Å/S之速率蒸鍍Alq3 ,再以0.1Å/S之速率蒸鍍LiF,以及以10Å/S之速率蒸鍍Al。
四、元件封裝:封裝蓋為玻璃素材。將玻璃蓋塗上UV膠後,將剛製作好之元件與封裝蓋一起放入氮氣手套箱內,再以重物將ITO基板與封裝蓋密合起來,並以UV光來進行膠的聚合反應。
五、元件顏色及亮度之測量:將封裝好的元件,在LabVIEW程式控制下,以電源供應器供給電流,並以分光光度計量測元件光譜、亮度和發光色度(CIEx,y )等性質。
根據前述顏色及亮度之測定方法,吾人分別測定化合物作為有機發光層所構成元件之顏色及亮度,其結果如下:
實例1(比較性實例)
ITO(銦錫氧化物)玻璃基板為長40 mm x寬40 mm x厚0.7 mm,在甲醇中經由超音波清洗12分鐘,然後再經紫外線(產生臭氧)照射10分鐘。將被清潔後的玻璃基板移進真空氣相沉積設備。在有透明電極的表面上,形成一層薄膜S707(請參看以下結構式)具有厚度為180 nm,使形成的薄 膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上形成7 nm的NPB(請參看以下結構式)。所形成的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將2%式十七的化合物和ADN之化合物混合真空氣相沉積,形成厚度30 nm作為發光層。再以Alq(請參看以下結構式)形成一厚度為10 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積。接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.69 V,發出藍色光、CIE(0.159,0.251)、亮度為2237cd/m2 ,發光效率為11.18cd/A。於室溫下以20mA/cm2 運作所製作之元件以用於運作穩定性測試。運作300小時候亮度下降25%。
實例2(比較性實例)
有機電激發光二極體製作,依照實施例一的程序,以化 合物MADN取代ADN化合物。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.45 V,發出藍色光、CIE(0.154,0.228)、亮度為1937cd/m2 ,發光效率為9.68cd/A。運作300小時候亮度下降20%。
實例3(發明性實例)
有機電激發光二極體製作,依照實施例一的程序,以化合物B601取代ADN化合物。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.46 V,發出藍色光、CIE(0.157,0.242)、亮度為2146cd/m2 ,發光效率為10.73 cd/A。運作300小時候亮度下降18%。
實例4(發明性實例)
有機電激發光二極體製作,依照實施例一的程序,以具有式B603之化合物取代ADN化合物。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.78 V,發出藍色光、CIE(0.163,0.234)、亮度為1890cd/m2 ,發光效率為9.45 cd/A。運作300小時候亮度下降16%。
實例5(發明性實例)
有機電激發光二極體製作,依照實施例一的程序,以具有式B605之化合物取代ADN化合物。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.60 V,發出藍色光、CIE(0.155,0.238)、亮度為2043cd/m2 ,發光效率為10.22 cd/A。運作300小時候亮度下降16%。
實例6(發明性實例)
有機電激發光二極體製作,依照實施例一的程序,以具有式B606之化合物取代AND化合物。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.44 V,發出藍色光、CIE(0.158,0.234)、亮度為2028cd/m2 ,發光效率為10.14 cd/A。運作300小時候亮度下降14%。
實例7(發明性實例)
與實施例一相同方式之前處理,形成一層薄膜S707具有厚度為90 nm,使形成的薄膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上形成7 nm的NPB。所形成的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將0.5% RD5的化合物、60%紅螢烯(rubrene)與40%之B601化合物混合真空氣相沉積,形成厚度50 nm作為發光層。再以Alq形成一厚度為45 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積;接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為7.56 V,發出紅色光、CIE(0.642,0.349)、亮度為1257cd/m2 ,發光效率為6.28 cd/A。運作300小時候亮度下降6%。
實例8(發明性實例)
與實施例一相同方式之前處理,形成一層薄膜S707具有厚度為75 nm,使形成的薄膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上形成7 nm的NPB。所形成的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將5% GD54的化合物與具有式B601之化合物混合真空氣相沉積,形成厚度30 nm作為發光層。再以Alq形成一厚度為25 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150 nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積。接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為5.78 V,發出綠色光、CIE(0.329,0.627)、亮度為4445cd/m2 ,發光效率為22.23 cd/A。運作300小時候亮度下降8%。
實例9(發明性實例)
與實施例一相同方式之前處理,形成一層薄膜S707具有厚度為180 nm,使形成的薄膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上 形成7 nm的NPB。所形成的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將3% BD5的化合物與具有式B601之化合物混合真空氣相沉積,形成厚度30 nm作為發光層。再以Alq形成一厚度為10 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積。接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.34 V,發出深藍色光、CIE(0.142,0.141)、亮度為1131cd/m2 ,發光效率為5.65 cd/A。運作300小時候亮度下降15%。
實例10(發明性實例)
與實施例一相同方式之前處理,形成一層薄膜S707具有厚度為75 nm,使形成的薄膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上形成7 nm的NPB。所形成的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將3%TBRb的化合物與具有式B601之化合物混合真空氣相沉積,形成厚度30 nm作為發光層。再以Alq形成一厚度為25 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150 nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積。接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為6.56 V,發出黃色光、CIE(0.477,0.496)、亮度 為2480cd/m2 ,發光效率為12.40 cd/A。運作300小時候亮度下降11%。
實例11(發明性實例)
與實施例一相同方式之前處理,形成一層薄膜S707具有厚度為75 nm,使形成的薄膜蓋透明電極。S707所形成的薄膜作為第一電洞注入層(電洞傳輸層)。然後在S707上將2%TBRb的化合物與NPB形成厚度20 nm的薄膜為第二電洞注入層(電洞傳輸層)。將2%式十七的化合物與具有式B601之化合物混合真空氣相沉積,形成厚度40 nm作為發光層。再以Alq形成一厚度為10 nm薄膜作為電子注入層。之後,將氟化鋰(LiF)0.1nm沉積在Alq上,作為電子注入層(陰極)。最後將鋁以氣相沉積150 nm形成陰極,上述序列完成裝置之沉積。接著,將該裝置密閉封裝於一乾燥手套箱中以進行保護。
以電流密度20 mA/cm2 驅動有機電激發光二極體時,驅動電壓為7.35 V,發出白色光、CIE(0.318,0.317)、亮度為2710cd/m2 ,發光效率為13.55cd/A。運作300小時候亮度下降14%。
而就上述各實施例與比較例所形成之有機電激發光二極體,就驅動電壓、亮度、電流效率、色度值(CIE)作一比較表,請參看以下表一所示:
從上述表一實例證實:當發光層之主體經選擇以包含不對稱三取代蒽之2-甲基蒽化合物為發光層主體時,可達成電壓、效率及穩定性之極大改良。另外,如自CIE座標可明顯看出,當發光層之主體包括不對稱三取代蒽的2-甲基蒽化合物時可保持元件之顏色純度。第二A圖、第二B圖、第二C圖和第二D圖,此系列化合物製作成元件後,實施例一與比較例一相比可降低驅動電壓0.23V。實施例一與比較例二相比可增加約10%的發光效率。有機電激發光二極體利用本發明之化合物式B601~式B607,本發明具有高效率的發光,並發出藍色光(如第二C圖)。並可作為紅、藍、綠、黃光之發光主體(如第二D圖)。
以有機小分子為材料所製作的有機電激發光二極體,材料本身(以均勻薄膜方式存在)要能在元件操作(電流流通)過程中避免結晶。結晶會造成分子堆疊,無論是螢光或磷光本 質的電激發光(electroluminescence)都會驟熄(quenching)使元件亮度大幅下降,終至完全不亮。故製作有機電激發光二極體,其組成材料在分子設計上,力求非結晶性(amorphous)的玻璃態,第三A、三B、三C圖所示係分別為ADN未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第四A、四B、四C圖所示係分別為ADN,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。第五A、五B、五C圖所示係分別為MADN,未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第六A、六B、六C圖所示係分別為MADN,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。第七A、七B、七C圖所示係分別為式B601化合物,未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第八A、八B、八C圖所示係分別為式B601化合物,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。第九A、九B、九C圖所示係分別為式B603化合物,未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第十A、十B、十C圖所示係分別為式B603化合物,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。第十一A、十一B、十一C圖所示係分別為式B605化合物,未經退火處理,由 掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第十二A、十二B、十二C圖所示係分別為式B605化合物,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。第十三A、十三B、十三C圖所示係分別為式B606化合物,未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。而第十四A、十四B、十四C圖所示係分別為式B606化合物,在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
其中,如第三A、三B、三C圖所示,未經退火處理時,該薄膜即有明顯有結晶性的形態;第四A、四B、四C所示,經退火處理後,該薄膜結晶形態更為嚴重;第五A、五B、五C圖與第六A、六B、六C圖相較下顯示,未經退火處理時薄膜表面平滑,但經退火處理後該薄膜有輕微結晶性的形態,MADN仍有輕微缺陷。但第七圖、第八圖、第九圖、第十圖、第十一圖、第十二圖、第十三圖、第十四圖之A、B、C圖所示,不論有無經過退火處理,該薄膜皆為平滑且具非結晶形態。顯示具有式(I)之結構的系列化合物有效改善AND、MADN之結晶性情況,為良好之非結晶性(amorphous)化合物。
(10)‧‧‧有機電激發光裝置
(11)‧‧‧基板
(12)‧‧‧陽極層
(13)‧‧‧電洞注入層
(14)‧‧‧電洞傳輸層
(15)‧‧‧發光層
(16)‧‧‧電子傳輸層
(17)‧‧‧電子注入層
(18)‧‧‧陰極層
(19)‧‧‧電源
(20)‧‧‧有機層
第一圖為一般有機電激發光裝置之結構示意圖。
第二A、二B圖分別為個別材料製成藍光元件發光後的BIV圖與電流密度對發光效率做圖。第二C圖為個別材料製成藍光元件發光後的發光頻譜圖。第二D圖為B601材料製成紅光、綠光、深藍、淡藍、黃光元件發光後的發光頻譜圖。
第三A、三B、三C圖係分別為ADN,未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第四A、四B、四C圖係分別為ADN在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000 倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第五A、五B、五C圖係分別為MAND未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第六A、六B、六C圖係分別為MADN在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第七A、七B、七C圖係分別為式(II)化合物未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第八A、八B、八C圖係分別為式(II)化合物在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第九A、九B、九C圖係分別為式(IV)化合物未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第十A、十B、十C圖係分別為式(IV)化合物在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第十一A、十一B、十一C圖係分別為式(VI)化合物未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第十二A、十二B、十二C圖係分別為式(VI)化合物在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第十三A、十三B、十三C圖係分別為式(VII)化合物未經退火處理,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
第十四A、十四B、十四C圖係分別為式(VII)化合物在大氣、90℃下持溫1小時後,由掃描式顯微鏡所測得5,000倍、50,000倍、100,000倍的薄膜表面形態。
(10)‧‧‧有機電激發光裝置
(11)‧‧‧基板
(12)‧‧‧陽極層
(13)‧‧‧電洞注入層
(14)‧‧‧電洞傳輸層
(15)‧‧‧發光層
(16)‧‧‧電子傳輸層
(17)‧‧‧電子注入層
(18)‧‧‧陰極層
(19)‧‧‧電源
(20)‧‧‧有機層

Claims (21)

  1. 一種具有新穎之式(I)的不對稱三取代蒽之2-甲基蒽化合物: 其中,X為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,Y為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,且X不等同於Y。
  2. 一種有機電激發光裝置,其包括:一基板;二電極,其中一電極係設置於該基板上;以及一有機層,其係設置於該等電極之間,且包括具有 式(I)之結構的2-甲基蒽化合物,其中,X為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,Y為芳香基碳數6至20個碳原子所組成之取代或非取代之芳基基團,且X不等同於Y。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光裝置,其中該2-甲基蒽化合物係選自於由以下化合物所組成之群組: B601、 B602、 B603、 B604、 B605、 B606、 B607、 B608、 B609、 B610、 B611、 B612、以及 B613。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之有機電激發光裝置,其中該有機層自近基板至遠離基板之方向依序包括有一電洞注入層、一電洞傳輸層、一有機發光層、一電子傳輸層以及一電子注入層,而該具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物係包含於該電洞注入層、該電洞傳輸層、該有機發光層、該電子傳輸層或該電子注入層之其中一層狀結構內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光裝置,其中該具有式(I)之結構的2-甲基蒽化合物係包含於該有機發光層內。
  6. 如申請專利範圍第2或3項所述之有機電激發光裝置,其中該有機層的厚度係不大於500 nm。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光裝置,其中該有機層的厚度係不大於500 nm。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光裝置,其中該有機層的厚度係不大於500 nm。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一顯示器裝置。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一白光照明裝置。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一顯示器裝置。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一白光照明裝置。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一顯示器裝置。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置為一白光照明裝置。
  15. 如申請專利範圍第2或3項所述之有機電激發光裝置,其中該有機電激發光裝置係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
  21. 如申請專利範圍第14項所述之有機電激發光裝置,其中該顯示器係發出紅色、藍色、綠色、黃色或白色的光。
TW98121759A 2009-06-29 2009-06-29 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置 TWI391365B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98121759A TWI391365B (zh) 2009-06-29 2009-06-29 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98121759A TWI391365B (zh) 2009-06-29 2009-06-29 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201100356A TW201100356A (en) 2011-01-01
TWI391365B true TWI391365B (zh) 2013-04-01

Family

ID=44836592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW98121759A TWI391365B (zh) 2009-06-29 2009-06-29 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI391365B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107641070B (zh) * 2017-06-19 2020-05-22 欧洛德(武汉)光电科技有限公司 一种9,10-不对称二取代蒽衍生物的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028346A1 (en) * 1998-12-09 2002-03-07 Jianmin Shi Electroluminescent device with anthracene derivatives hole transport layer
TW200925138A (en) * 2007-12-06 2009-06-16 E Ray Optoelectronics Tech Co Organic electroluminescent devices using anthracene derivative

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028346A1 (en) * 1998-12-09 2002-03-07 Jianmin Shi Electroluminescent device with anthracene derivatives hole transport layer
TW200925138A (en) * 2007-12-06 2009-06-16 E Ray Optoelectronics Tech Co Organic electroluminescent devices using anthracene derivative

Also Published As

Publication number Publication date
TW201100356A (en) 2011-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101694492B1 (ko) 아민 화합물 및 이를 이용한 유기전계 발광소자
TWI607985B (zh) 有機材料及使用其的有機電激發光裝置
KR101732969B1 (ko) 포스핀 옥사이드 유도체 화합물 및 이를 이용한 유기전계 발광소자
KR20140058550A (ko) 지연 형광 재료 및 그것을 사용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자
CN101423757A (zh) 高性能有机电致发光材料及在有机电致发光器件中的应用
TW201114881A (en) OLED device with stabilized yellow light-emitting layer
CN110911459B (zh) 一种色转换有机电致发光装置
Lai et al. Carbazole–pyrene derivatives for undoped organic light-emitting devices
KR20160095667A (ko) 펜타페닐벤젠 유도체 화합물 및 이를 이용한 유기전계 발광소자
CN101794864B (zh) 一种叠层有机电致发光器件及其制备方法
CN102617477A (zh) 菲并咪唑衍生物及其作为电致发光材料的应用
JP2006045398A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20160117823A (ko) 퀴녹살린 유도체 화합물 및 이를 이용한 유기전계 발광소자
CN107652307A (zh) 有机电致发光材料及其应用
KR20150066429A (ko) 유기화합물 및 이를 이용한 유기발광다이오드소자
CN114057718A (zh) 三苯胺衍生物、制剂、有机光电器件及显示或照明装置
Tao et al. A triphenylamine derivative as a single-emitting component for highly-efficient white electroluminescent devices
CN114874169B (zh) 有机化合物、包含该有机化合物的材料和有机发光器件
JP2014522380A (ja) ナフタレン誘導体、それを用いた有機材料、及びそれを用いた有機el素子
TWI391365B (zh) 不對稱型三取代蒽以及含有不對稱型三取代蒽之有機電激發光裝置
CN110416419B (zh) 有机电致发光器件
KR100943535B1 (ko) 스파이로형 유기 재료 및 이를 이용한 유기 전기 발광소자
TW200925138A (en) Organic electroluminescent devices using anthracene derivative
CN105820027A (zh) 化合物及使用其的有机电激发光装置
KR101798143B1 (ko) 유기전계발광소자 정공수송물질용 실론 유도체 및 이를 이용한 유기전계발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees