CN1620210A - 有机电致发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机电致发光装置，其中有机发光层包括客发光体材料和磷光主发光体材料，而磷光主发光体材料具有化学式(I)的硅烷系统分子如右式在化学式(I)中，R¹、R²和R³独立地为H或取代基，R⁴为有取代基或无取代基的烷基、烯基、杂芳香基、或芳香基，q为0至4的整数，m为1至3的整数，n为1至3的整数，且m+n＝4。

Description

有机电致发光装置

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光装置(organic electroluminescent device)，特别涉及一种主客型有机电致发光装置。

背景技术

有机电致发光装置亦称作有机发光二极管(organic light-emitting diode；OLED)，是以有机层作为主动层的一种发光二极管。由于有机电致发光装置具有低电压操作、高亮度、重量轻、广视角、以及高对比值等优点，近年来已渐渐使用于平面面板显示器(flat panel display)上。

图1表示传统OLED结构，其中基板8为电性绝缘且透明的玻璃或塑料材质，阳极6是位于基板8上，且与阴极2之间夹置有机发光层4。阳极6和阴极2是连接至外部电源5。在操作时，当阳极6的偏压大于阴极2时，此二极管是处于顺向偏压，因此空穴和电子会分别自阳极6和阴极2注入至有机发光层4中，并导致空穴-电子再结合，并释放光能量。

依据空穴和电子的自旋态(spin state)，由空穴和电子的再结合而产生的激子可具有三重态(triplet)或单重态(singlet)的自旋态。由单重态激子(singletexciton)所产生的发光为荧光(fluorescence)，而由三重态激子(triplet exciton)所产生的发光为磷光(phosphorescence)。磷光的发光效率是荧光的三倍。因此，发展高效率的磷光材料以增进OLED的发光效率是非常重要的。

目前在OLED的磷光组件制作上，常用的是以磷光客发光体搭配主发光体材料4，4′-N，N′-二咔唑基联苯(4，4′-N，N′-dicarbazole-biphenyl；CBP)。CBP具有传递空穴能力以及宽广的能阶差值等特性，而在磷光组件内部由于载子传递速率不同，造成载子结合不完全，而形成电荷累积情形，造成磷光组件稳定性衰败，因此需要其它的磷光材料来改善磷光组件的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的即为提供一种主客型有机电致发光装置，其中磷光主发光体为具有化学式(I)的硅烷系统分子

在化学式(I)中，R¹、R²和R³为相同或不同，且为H或取代基，R⁴为有取代基或无取代基的烷基、烯基、杂芳香基、或芳香基，q为0至4的整数，m为1至3的整数，n为1至3的整数，且m+n＝4。

上述的硅烷系统分子可与客发光体搭配而发红光、绿光或蓝光，可搭配的客发光体例如具有化学式(III)

其中M为原子量大于40的金属；r为至少为1的整数；s为至少为0的整数；R⁵为H或任何取代基；X为辅助配体；A为芳香环或杂芳香环；B为芳香环。

附图说明

图1表示传统OLED结构。

图2表示本发明的实施例的磷光组件剖面图。

图3表示本发明的实施例和比较例的磷光组件的放光效率图。

图4表示本发明的实施例和比较例的磷光组件的半生期图。

主要组件符号说明

2～阴极；

4～有机发光层；

5～外部电源；

6～阳极；

8～基板；

20～ITO玻璃；

22～空穴注入层；

24～空穴传输层；

26～发光层；

28～空穴阻隔层；

30～电子传输层；

32～阴极。

具体实施方式

本发明提供一种可与客发光体搭配做为磷光主发光体的硅烷系统分子，其具有化学式(I)

在化学式(I)中，R¹、R²和R³独立地为H或取代基C₁-C₂₀烷基(如包括甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正己基、环丙基、环戊基与环己基等官能基)、C₂-C₂₀烯基、C₂-C₂₀炔基(如包括丙炔与3-戊炔等官能基)、C₁-C₂₀杂烷基、C₃-C₄₀芳香基(如包括酚、o-甲基苯、炔等官能基)、C₃-C₄₀杂芳香基(于碳原子上增加氧、硫与氮等原子，如包括咪唑基(imidazolyl)、吡啶基(pyridyl)、呋喃基(furyl)、哌啶基(piperidyl)、苯并噁唑基(benzoxazolyl)、噻吩基(thienyl)、三唑基(triazolyl)与咔唑基(carbazolyl)等官能基)，R4为有取代基或无取代基的烷基、烯基、杂芳香基、或芳香基，q为0至4的整数，m为1至3的整数，n为1至3的整数，且m+n＝4。

R⁴可为C_1-20烷基，其具体的例子为甲基、乙基、异丙基、丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙烷基、环戊基、环己基等。亦可为C_2-20烯基，其具体的例子为有取代基或无取代基的乙烯基、丙烯基、2-丁烯基或3-戊烯基。亦可为C_1-50杂芳香基，可为含氧、硫和氮的杂芳香基，其具体的例子为咪唑基(imidazolyl)、吡啶基(pyridyl)、呋喃基(furyl)、哌啶基(piperidyl)、苯并噁唑基(benzoxazolyl)、噻吩基(thienyl)、三唑基(triazolyl)等官能基。亦可为C_6-30芳香基，其具体的例子为苯基(phenyl)、对甲基苯基(p-methylphenyl)、萘基(naphthyl)等官能基。

R²和R³可独立地为且为H或取代基。或者，连接在一起而与其所连接的碳原子共同形成杂芳香环。

上述硅烷系统分子的磷光主发光体的具体例子如下。

本发明的硅烷系统分子可与客发光体搭配而发红光、绿光或蓝光，可搭配的客发光体例如具有化学式(III)

其中M为原子量大于40的金属；r为至少为1的整数；s为至少为0的整数；R⁵为H或任何取代基如C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基(alkenyl)、C₂-C₂₀炔基(alkynyl)、C₁-C₂₀杂烷基、C₃-C₄₀芳香基、C₃-C₄₀杂芳香基X为辅助配体；A为芳香环或杂芳香环；B为芳香环。

可用与本发明的硅烷系统分子搭配而发红光的客发光体的具体例子如下。

R⁶为

或

可用与本发明的硅烷系统分子搭配而发绿光的客发光体的具体例子如下。

可用与本发明的硅烷系统分子搭配而发红光的客发光体的具体例子如下。

以下藉由实施例以更进一步说明本发明的方法、特征及优点，但并非用来限制本发明的范围，本发明的范围应以所附的权利要求为准。

实施例

合成化合物(II)

合成途径如下。

化合物1的制备方法：

将4.65g(19.7mmole)的1，3-二溴苯(Dibromobenzene)、150ml的四氢呋喃(tetrahydrofurane)与8ml的n-丁基锂(n-Butyllithium)在-78℃下置入250ml的圆底瓶中，接下来在氮气下加入2g(7.9mmole)的二氯二苯基硅烷(dichlorodiphenylsilane)且搅拌的，待反应完成，再加入200ml的二氯甲烷(dichloromethane)与200ml的水，使有机层分离且藉由浓缩方式取出，再藉由硅胶(冲提液：乙酸乙酯与正己烷溶剂)管柱层析法(column chromatography)得到双(3-溴苯基)-二苯基硅烷[Bis(3-bromo-phenyl)-diphenyl silane](化合物1)。

化合物2的制备方法：

将0.94g(5.6mmole)的咔唑(carbazole)、0.59g(6.1mmole)的t-丁醇纳(Sodium t-butoxide)、0.12g(0.6mmole)的三-t-丁基膦(Tri-t-butylphosphine)、0.034g(0.15mmole)的乙酸钯(Palladium acetate)与100ml的甲苯，置入250ml的圆底瓶中，接下来在氮气下加入1.26g(2.5mmole)的化合物1且搅拌的，在溶剂回流的反应温度下待反应完成，再加入200ml的二氯甲烷(dichloromethane)与200ml的水，使有机层分离且藉由浓缩方式取出，再藉由硅胶(冲提液：乙酸乙酯与正己烷溶剂)管柱层析法(column chromatography)得到化合物2。

以化合物(II)为磷光主发光体制备OLED组件

请参见图2，将ITO玻璃(20)经过前处理，在经过前处理的ITO玻璃(20)上蒸镀厚度为60～80nm的空穴注入层(22)，再于空穴注入层(22)上蒸镀一层厚度为20～40nm的空穴传输层(24)。接着，蒸镀一层厚度为20～40nm的化合物(II)发光层(26)，并同时掺杂磷光客发光体。继续在发光层(26)上蒸镀一层厚度为10～25nm的空穴阻隔层(28)，再于空穴阻隔层(28)上蒸镀一层厚度为30～50nm的电子传输层(30)，最后在电子传输层(30)上蒸镀阴极(32)。结果如图3曲线B所示，在组件放光效率方面可达7.3cd/A，在半衰期方面，如图4曲线B所示，起始亮度为1000nits(每平方公尺的烛光)，其衰退20％约为166小时。

比较例

组件制备程序和材质大致如实施例，不同处在于磷光主发光体的材质为CBP。详细的制备方法如下所述。将ITO玻璃经过前处理，在经过前处理的ITO玻璃(20)上蒸镀厚度为60～80nm的空穴注入层(22)，再于空穴注入层(22)上蒸镀一层厚度为20～40nm的空穴传输层(24)。接着，蒸镀一层厚度为20～40nm的CBP发光层，并同时蒸镀掺杂的磷光客发光体。继续在CBP发光层上蒸镀一层厚度为10～25nm的空穴阻隔层，再于空穴阻隔层上蒸镀一层厚度为30～50nm的电子传输层，最后在电子传输层上蒸镀阴极。结果如图3曲线A所示，在组件放光效率方面可达5.5cd/A，在半衰期方面，如图4曲线A所示，起始亮度为1000nits(每平方公尺的烛光)，其衰退30％约为162小时。

图3和图4的结果显示，将磷光主发光材料层改为本发明硅烷系统分子的化合物(II)，本发明的实施例的磷光组件的放光效率和半生期均较比较实施例(传统的发光材料)为佳。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种有机电致发光装置，其包括一对阳极电极和阴极电极，以及在该对阳极电极和阴极电极之间的发光层，该发光层包括客发光体材料和主发光体材料，该主发光体材料为具有化学式(I)的硅烷系统分子，

其中，

R¹、R²和R³独立地为H或取代基；

R⁴为有取代基或无取代基的烷基、烯基、杂芳香基、或芳香基；以及

q为0至4的整数，m为1至3的整数，n为1至3的整数，且m+n＝4。

2.如权利要求1所述的有机电致发光装置，其中R²和R³共价结合在一起而形成杂芳香环。

3.如权利要求1所述的有机电致发光装置，其中上述硅烷系统分子具有以下的化学式

4.如权利要求1所述的有机电致发光装置，进一步包括：

空穴注入层，位于该发光层和该阳极电极之间；

空穴传输层，位于该空穴注入层和该发光层之间；

空穴阻隔层，位于该发光层和该阴极电极之间；以及

电子传输层，位于该空穴阻隔层和该阴极电极之间。

5.如权利要求1所述的有机电致发光装置，其中客发光体材料具有化学式(III)

其中M为原子量大于40的金属；r为正整数；s为0或正整数；R⁵为H或取代基；X为辅助配体；A为芳香环或杂芳香环；B为芳香环。

6.如权利要求5所述的有机电致发光装置，其中上述客发光体材料具有的化学式

R⁶为

或

7.如权利要求5所述的有机电致发光装置，其中上述客发光体材料具有的化学式

或

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