TW201030008A - OLED with novel hole-conducting material - Google Patents

Description

201030008 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包含含有有機金屬配位化合物之發光層之 有機發光二極艎（OLED)電致發光裝置的領域，該有機金屬 配位化合物含有具有高三重態能量之專門配位體（tail〇red ligands) ° 【先前技術】 雖然有機電致發光（EL)裝置已悉知二十多年，但其等性 能一般由於數種不良作用而受到限制。最簡單形式之有機 EL裝置係由一用於電洞注入之陽極、一用於電子注入之陰 極、與夾在此兩電極之間以支援產生發光之電·荷重組之有 機介質組成。通常將此等裝置稱作有機發光二極體 (OLED)。現今，最有效之發射體為發燐光的發射體，其中 輕射自二重態躍遷至基態。通常，在現有技藝的〇LED中使 用銀或翻複合物。一般而言’將介於5重量％與15重量％之 發燐光的發射體掺雜於一種材料中。對基質材料之三重態 能階而言’極爲需要使用發燐光的發射體。 若基質之三重態能階低於該發射體之三重態能階，則能 量會自發射體轉移至基質，進而使光發射熄滅。只有基質 之二重態能階高於發射體之三重態能階時，能量轉移才會 受到抑制且所得OLED才能呈現高量子效率。量子效率係注 入OLED之電荷載體對與釋出光子之比率。 就紅色、黃色及黃綠色發射體而言，不難實現此要求， 因大部分基質材料之三重態能階相當於52〇至55〇 nm之輻 144186.doc 201030008 射波長。僅對於具有波長小於520 nm及尤其小於470 nm之 發射體，幾乎沒有合適的基質材料。 因許多發燐光金屬複合物可良好地傳導電子，所以使用 傳導電洞之基質材料。因此，不斷需求具有高三重態能階 之電洞傳導材料。 【發明内容】 因此’本發明之一目的係提供一種包含具有高三重態能 階之新穎電洞傳導材料之〇LED。 藉由包含具有結構I之電洞傳導材料之OLED實現此目 的：

其中R1、R2、R3及R4獨立地係選自包含基團II與III之群： 144186.doc 201030008

II

其中任一R1、RII係獨立地選自包含氫、烷基、烷氧基、自 烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基之群。 此等材料具有將於下 階。 自本技藝之說明熟知，具有此三重 文顯示之出乎意料之高三重態能 態能階之基質材料 可用於具有高至約460 體。 通用基團定義： nm發射波長之發藍色燐光之發射 如烷基、烷氧基、芳基之诵用糞 通用基團已在通篇說明書及申 請專利範圍中使用。除另外星科 卜具體說明，否則以下基團係可 應用於本文所揭示之化合物令之較佳基團： 144186.doc 201030008 烷基：直鏈與支鏈Cl至C8烷基， 環烷基：C3至C8環烷基， 烷氧基：C1至C6烷氧基， 芳基：選自具有分子量小於300之同碳芳香族化合物， 雜芳基：選自由以下基團組成之群：吡啶基、嘧咬基、哎 畊基、三唑基、嗒畊基、1，3,5_三畊基、喹啉基、異喹啉基、 喹，号啉基、咪唑基、吡唑基、苯并咪唑基、噻唑基呤唑 啶基、《比咯基、咔唑基、吲哚基、及異吲哚基，其中該雜 芳基可經由所選擇之雜芳基之環中之任—原子與化合物連 接， 雜環烧基：係選自由以下基團組成之群：料琳基…比洛 咬基、嗎琳基、錢基、派，井基、環己燒亞胺基、^+井 基、四氫噻吩基、四氫呋喃基、M，7_三氮雜環壬基'mu — 四氮雜環十喊基、认^⑶五氮雜環十五统基^心 二氮雜-7-硫雜環壬烷基、α二氮雜·'氧雜-環壬烷基、 1，4,7，10-四氮雜環十二烷基、14_二咩烷基、ΐ47·三硫雜 環壬烧基、四氫㈣基、及$錢基，其中該雜環烧基^ 經由所選擇之雜㈣基之環巾之任―原子與化合物連接， 由烧基：係選自由單、雙.、三_、多_及全画化直鏈與支鍵 C1至C8院基組成之群。 除另外具體說明’否則以下基團為可應用於本文所揭示 之化合物中之更佳基團。 烧基：直鏈與支鏈C1至C6烷基， 環烧基：C6至C8環烧基， 144186.doc • 6 - 201030008 烷氧基：Cl至C4烷氧基， 芳基：選自由苯基、聯苯基、萘基、蒽基、及菲基組成之 群， 雜芳基：選自由以下基團組成之群： 比唆基、嘧啶基、喹啉基、吡唑基、三唑基、異喹啉基、 咪唾基、及〃号》坐咬基’其中該雜芳基可經由所選擇之雜芳 基之環中之任一原子與化合物連接，雜伸芳基：選自由以 Φ 下基團組成之群：吡啶_2,3-二基、吡啶·2,4-二基、吡啶_2,6· 二基、吡啶-3,5-二基、喹啉_2,3_二基、喹啉_2,4•二基、異 喹啉-1，3-二基、異喹啉-Μ-二基、吡唑-3,5-二基、及咪唑 -2,4-二基。 根據本發明之一較佳實施例，Rl、R2、R3及r4中之至少 -者係位於相對於氧的對位。其顯示將進—步提高用於二 發明中之大範圍應用之材料之有益特性。 根據本發明之一較佳實施例K及/或R3 = r4 R1=R2=R3=R4。其顯干技止αβ ^ 具顯不將進一步提鬲用於本發明 應用之材料之有益H 之大範圍 根據本發明之一較佳實施例，Rl、rI — 於相對於氮的對位。其顯干將 夕―者係位 範圍應用之材料之有益特性。 月之大 基==一較佳實施例，rI、rII係獨立地選自由甲 …基、異丙基、丁基及第三丁 顯示將進一步提高用 成之群。其 特性，尤其係就材料在各二二大範圍應用之材料之有益 何科在各種溶劑中之溶解性而言。 144186.doc 201030008 根據本發明之一較佳實施例’本發明之化合物i係用於阻 擋三重態激子自OLED之一部分擴散至OLED之另一部分。 本發明之化合物可，例如由螺旋雙二苯并哌喃構成，根 據R. G. Clarkson, M. Gomberg，J. Am. Chem. Soc. 1930，52, 2887 (2881-2891)，其因如下而尤爲合理 -親電子及/或自由基鹵化作用，及 -利用纪觸媒之Hartwig-Buchwald胺化作用及/或利用銅之 Ullman反應型胺化作用。 本發明之較佳照明單元包含如上所述之〇Led裝置及可 用於家庭應用、商場照明、家居照明、強調照明、點照明、 劇場照明、纖維光學應用、投影系統、自亮顯示器、醫學 照明應用、像素化顯示器、分段顯示器、警示標諸、指示 標誌、裝飾照明，等。 别述組件以及所申請之組件及在所述實施例中根據本發 月使用之、组件’就其等尺寸、形狀、材料選擇及技術概念 而言不具任何例外性以致可不受限制地使用在切合領域已 知之選擇準則。 在附加中請專利範圍、圖案及相關圖案與實例之以下描 述中揭不本發明之目的之其他細節、形態、特徵與優勢， 、實例係以舉例之方式顯示本發明之之數種較佳 實施例。 【實施方式】

實例I 實例I表示具有以下結槿 。傅之2,2’，7,7'-四（3,6-二曱基-咔唑_9_ 144186.doc 201030008 基）-9,9’-螺旋雙二苯并哌喃：

其可經由Hartwig-Buchwald胺化作用以2,2'，7,7'-四埃 -9,9’-螺旋雙二苯并哌喃（可藉由親電子碘化作用自螺旋雙 二苯并哌喃輕易製得）與3,6-二-甲基-9H-咔唑製得且具有 43 5 nm之三重態能階。 ❿ 實例II表示具有以下結構之2,2’,7,7·-四（3,6-二-第三丁基 -咔唑-9-基）-9,9'-螺旋雙二苯并哌喃： 144186.doc •9- 201030008

其可（利用不同咔唑）如實例I製得且具有436 nm之三重態 能階。 可以兩種方式使用所述之發明材料：於發射層中作為基 質材料（一般而言於此等層中摻雜有發燐光發射體）或作為 三重態激子阻礙層。OLED之一典型結構如下： 陽極-ITO 120 nm/電洞注射層10 nm/電洞傳輸層30 nm/發 射體層30 nm/電洞阻礙層10 nm/電子傳輸層40 nm/電子注 射層1 nm/陰極-A1 1 00 nm。此處，在以下兩層中使用具有 高三重態能階之材料： -發射層，其中以21%至$50%，較佳介於25%與$20%之 間，更佳介於25%與$15%之間之重量百分比摻雜有發燐 光發射體。 -用以阻止三重態激子擴散出輻射區域之電洞傳輸層。 144186.doc -10- 201030008 以上詳述實施例中之元件與形態之具體組合僅係舉例； 亦明確考慮於本發明及以引用方式併入本文之專利案/申 請案中以其他教示交換及替代此等教示。正如熟習本技藝 者將理解，在不脫離所申請之本發明之精神與範圍下可由 -般熟習本技藝者對本文描述之内容進行變化、修改或其 他實施例。因此，以上之描述僅係實例之方式且不作限制 之用。在以下申請專利範圍與附於其之等效内容界定本發 日月之範圍。進-步，於本說明書與申請專利範圍中使用之 參考資料並非限制所申請之本發明之範圍。 144186.doc -11-

Claims (1)

1. 201030008 七、申請專利範圍： 1. 一種包含具有化合物I之至少一層之OLED，

   其中R1、R2、R3及R4係獨立地選自包含基團II與III之群

   II

   144186.doc III 201030008 其中任一 R1、R11係獨立地選自包含氫、烷基、鹵烷基、 環烷基、芳基、雜芳基之群，其中以介於1重量％與5〇重 量％之間的濃度將發燐光材料摻雜於該層中。 2. 如請求項1之OLEd，其中Ri、R2、R3及R4中之至少一者 係位於相對於氧的對位。 3. 如請求項1之OLED，其中RkR2及/或R3=R4。 4. 如請求項1之OLED，其中Ri=R2=R3=R4。 5. 如請求項iiOLED，其中Rl、Ru中之至少一者係位於相 對於氮之對位。 · 6. 如請求項iiOLED，其中R〖、Rn係獨立地選自包含甲基、 乙基、丙基、異丙基、丁基與第三丁基之群。 7. 如請求項⑴中任一項之〇LED，其中該化合物螬用於阻 擋三重態激子自該OLED之一部分擴散至該〇led之另一 部分。 8.如請求項1至6中任 Y任項之〇led’其中該化合物j係使 發射層中作為基質材料 9. ❹ 種照明單元，其包含如請求項⑴中任一項之⑽D且 ::於以下應用中之一或多者：家庭應用、商場照明、 2照明、強調照明、點照明、劇場照明、纖微光學應 用寒投影系統、自亮顯示器、醫學照明應用、像素化顯 …分段顯示器、警示標誌、指示標誌、裝飾照明。 144186.doc -2- 201030008 四、 指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

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