TW201235353A - Organometallic complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device - Google Patents

Organometallic complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device Download PDF

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TW201235353A TW100142351A TW100142351A TW201235353A TW 201235353 A TW201235353 A TW 201235353A TW 100142351 A TW100142351 A TW 100142351A TW 100142351 A TW100142351 A TW 100142351A TW 201235353 A TW201235353 A TW 201235353A
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Hideko Inoue
Tomoka Nakagawa
Nobuharu Ohsawa
Satoshi Seo
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Description

201235353 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明關於有機金屬錯合物。尤其,本發明關於有機 金屬錯合物,其可將三重激態之能量轉換爲亮度之能量。 此外’本發明關於發光元件、發光裝置、電子裝置、及各 使用有機金屬錯合物之照明裝置。 【先前技術】 # 近年來,使用發光有機化合物或無機化合物作爲發光 材料之發光元件已積極發展。尤其,因爲具有簡單結構其 中包含發光材料之發光層係配置於電極之間,及諸如更薄 及更輕並回應輸入信號之可行性及以低電壓直流驅動之能 力的特性,稱爲EL (電致發光)元件之發光元件已引起 注意,作爲下一代平板顯示元件。此外,使用該等發光元 件之顯示器具有對比及影像品質極佳之特徵,及具有寬視 ^ 角。此外,由於該等發光元件爲平面光源,發光元件被視 爲適於諸如液晶顯示器及照明之背光的光源。 若發光物質爲具有發光屬性之有機化合物,發光元件 之發射機構爲載子注入型。即,藉由施加電壓且發光層插 入電極之間,從電極注入之電子及電洞重新組合使發光物 質激發,且於激態返回至基態時發射光。有兩種激態:單 激態(S* )及三重激態(T* )。此外,發光元件中其統計 產出比被視爲S*: T* = l: 3。 通常,發光有機化合物之基態爲單態。來自單激態( -5- 201235353 S*)之光發射稱爲螢光,其中相同多重性之間發生電子變 遷。另一方面,來自三重激態(T*)之光發射稱爲磷光, 其中不同多重性之間發生電子變遷。此處,發射螢光之化 合物中(以下稱爲螢光化合物),通常,在室溫未觀察到 磷光,並僅觀察到螢光。因此,在使用螢光化合物之發光 元件中,假設內部量子效率(產生之光子相對於注入之載 子之比例)依據s* : T* = 1 : 3而具有25 %之理論限制。 另一方面,理論上使用磷光化合物可增加內部量子效 率至100 %»換言之,發射效率可爲螢光化合物時之4倍 。因此,使用磷光化合物之發光元件近年來已積極發展, 以便實現高效率發光元件。 尤其’因爲高磷光量子產率,其中銥等爲中央金屬之 有機金屬錯合物已吸引注意作爲磷光化合物。有關發射綠 色至藍光之典型磷光材料,存在其中銥(Ir)爲中央金屬 之金屬錯合物(以下稱爲「lr錯合物」)(例如,詳專利 文獻1、專利文獻2、及專利文獻3 )。專利文獻1中所 揭露之Ir錯合物其中三唑衍生物爲配合基。 此外,有關三唑衍生物爲配合基之Ir錯合物,揭露 包括於三哩衍生物之3位置之丙基的磷光材料(非專利文 獻1 )。 [參考文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本公開專利申請案N〇.2007-137872 -6- 201235353 [專利文獻2]曰本公開專利申請案No [專利文獻3] PCT國際公佈文件No.
[非專利文獻] [非專利文獻1 ]「材料化學」 Materials" ) ( 2006) ,Vol. 18,Issue 5 1 29 <> 【發明內容】 如同專利文獻1至3及非專利文獻1 已發展發射綠色或藍光之磷光材料,在發 、發光特性、合成產量、成本等方面存在 進一步發展以獲得更卓越磷光材料。 非專利文獻1中所報導之材料,其爲 材料,具有元件之可靠性的問題。 鑒於以上問題,本發明之一實施例的 新穎物質,其可發射具有綠色至藍色之波 發明之一實施例的另一目標爲提供一種新 具有綠色至藍色之波長帶的磷光並具有高 明之一實施例的另一目標爲提供一種新穎 有綠色至藍色之波長帶的磷光並具有高可 另一目標爲提供一種發光元件,其藉 物質而發射具有綠色至藍色之波長帶的光 標爲提供發光裝置、電子裝置、及各使用 .2008-069221 2008-035664 ("Chemistry of 21 ,p p. 5 119- 中所報導,儘管 射效率、可靠性 改進空間,並需 發射藍光之磷光 目標爲提供一種 長帶的磷光。本 穎物質,其發射 發射效率。本發 物質,其發射具 靠性。 由使用該等新穎 。再者,另一目 該發光元件之照 201235353 明裝置。 本發明之一實施例爲有機金屬錯合物,其中1H-1,2,4-三唑衍生物爲配合基,且屬於第9族之元素或屬於 第10族之元素爲中央金屬。具體地,本發明之一實施例 爲包括由通式(G1)表示之結構的有機金屬錯合物。
在通式(G1)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6之 至少一者代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或 屬於第10族之元素。 本發明之另一實施例爲由通式(G2)表示之有機金 屬錯合物。
(G2) 在通式(G2)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 -8 - 201235353 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、以及經 取代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6 之至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或 未經取代之苯基。Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素 或屬於第10族之元素。此外,當中央金屬Μ爲屬於第9 族之元素時η爲3,或者當中央金屬Μ爲屬於第10族之 元素時η爲2。
Ar之特定範例包括亞苯基、藉由一或更多烷基取代 之亞苯基、藉由一或更多烷氧基取代之亞苯基、藉由一或 更多烷硫基取代之亞苯基、藉由一或更多鹵烷基取代之亞 苯基、藉由一或更多鹵素基取代之亞苯基、藉由一或更多 苯基取代之亞苯基、聯苯二基、萘二基、芴二基、9,9-二 烷基芴二基、及9,9-二芳基芴二基。
R1之特定範例包括甲基、乙基、丙基、及異丙基。 請注意,R1較佳地爲具有2個或更少直鏈碳原子之烷基 。換言之,甲基、乙基、及異丙基較佳:甲基尤其較佳。 發明者發現錯合物之位阻可減少,並可以具有2個或更少 直鏈碳原子之烷基提昇發光元件之可靠性。 因爲合成產量大幅提昇,其中R1爲具有1至3個碳 原子之烷基的有機金屬錯合物相對於其中R1爲氫的有機 金屬錯合物較佳。 在R2至R6之任一項中具有1至4個碳原子之烷基的 特定範例爲甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、 -9 - 201235353 異丁基、及叔丁基。在R2至R6之任一項中取代苯基之特 定範例包括藉由一或更多烷基取代苯基、藉由一或更多烷 氧基取代苯基、藉由一或更多烷硫基取代苯基、藉由一或 更多鹵烷基取代苯基、及藉由一或更多鹵素基取代苯基。 此外,R2、R3、R5、及R6之至少一者較佳地包括取 代基,在此狀況下可抑制中央金屬Μ藉由R2或R6正金 屬化之有機金屬錯合物的產生,且合成產量大幅提昇。 銥及鉑較佳地分別用作屬於第9族之元素及屬於第 1〇族之元素。在重原子效應方面,重金屬較佳地用作有 機金屬錯合物之中央金屬以便更有效率地發射磷光。 本發明之另一實施例爲包括由通式(G3)表示之結 構的有機金屬錯合物。 R9
(G3) 在通式(G3)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基,R2至R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基 、及經取代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5 、及R6之至少一者代表具有1至4個碳原子之烷基或者 經取代或未經取代之苯基。此外,R7至R1 ^個別地代表氫 、具有1至4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷 氧基、具有1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原 -10- 201235353 子之鹵烷基、鹵素基、及苯基之任一項。 代表屬於第9族之元素或屬於第1〇族之j 本發明之另一實施例爲由通式(G4 屬錯合物。 Μ爲中央金屬且 ί;素。 )表示之有機金
在通式(G4 )中,R1代表具有1至 基’ R2至R6個別地代表氫、具有1至4 、以及經取代或未經取代之苯基之任一g R5、及R6之至少一者包括具有1至4個 者經取代或未經取代之苯基。此外,R7至 氫、具有1至4個碳原子之烷基、具有1 烷氧基、具有1至4個碳原子之烷硫基、 原子之鹵烷基、鹵素基、及苯基之任一項 且代表屬於第9族之元素或屬於第10族 當中央金屬Μ爲屬於第9族之元素時η焦 金屬Μ爲屬於第1〇族之元素時η爲2。 請注意,R1及R2至R6之特定範例 及(G 2 )中相同。 R7至R1()之特定範例爲甲基、乙基、 3個碳原子之烷 個碳原子之烷基 i,及 R2、R3、 碳原子之烷基或 R1()個別地代表 至4個碳原子之 具有1至4個碳 。Μ爲中央金屬 之元素。此外, ;3,或者當中央 可與通式(G1 ) 丙基、異丙基、 -11 - 201235353 丁基、.仲丁基、異丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙 氧基、異丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、異丁氧基、叔丁氧 基、甲亞硫醯基、乙亞硫醯基、丙亞硫醯基、異丙亞硫醯 基、丁亞硫醯基、異丁亞硫醯基、仲丁亞硫醯基、叔丁亞 硫醯基、氟基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯基、氯 甲基、二氯甲基、三氯甲基、溴甲基、2,2,2-三氟乙基、 3,3,3·三氟丙基、1,1,1,3,3,3-六氟異丙基等》 在包括由以上通式(G3)表示之結構的有機金屬錯 合物中,因爲存在材料成本、合成產量、及容易合成方面 之優點,R3至R6爲氫之狀況相對於R3至R6包括取代基 之狀況較佳。例如,僅R2包括取代基之錯合物具有較R2 及R6各包括取代基之錯合物具有更高產量。再者,本發 明者發現只要R2包括取代基,中央金屬在R6側便爲非正 金屬化。即,本發明之另一實施例爲具有由通式(G5 ) 表示之結構的有機金屬錯合物。 本發明之另一實施例爲包括由通式(G5)表示之結 構的有機金屬錯合物。
(G5 ) 在通式(G5)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基,R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 -12- 201235353 經取代之苯基。此外,R7至R1 ^個別地代表氫、具有1至 4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具有 1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷基 、鹵素基、及苯基之任一項。Μ爲中央金屬且代表屬於第 9族之元素或屬於第10族之元素。 本發明之另一實施例爲由通式(G6)表示之有機金 屬錯合物。
在通式(G6)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基,及R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或 未經取代之苯基。此外,R7至R1 ^個別地代表氫、具有1 # 至4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具 有1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷 基、鹵素基、及苯基之任一項。Μ爲中央金屬且代表屬於 第9族之元素或屬於第10族之元素。此外,當中央金屬 Μ爲屬於第9族之元素時η爲3,或者當中央金屬Μ爲屬 於第10族之元素時η爲2。 本發明之另一實施例爲一種發光元件,包含上述任一 有機金屬錯合物於一對電極之間。尤其,上述任一有機金 屬錯合物較佳地包含於發光層中。 -13- 201235353 發光裝置、電子裝置、及各使用以上發光元件的照明 裝置亦屬於本發明之範疇。請注意,本說明書發光裝置包 括影像顯示器裝置及光源。此外,發光裝置於其範疇內包 括所有模組,其中諸如軟性印刷電路(FPC )、帶式自動 接合(TAB )磁帶或帶式載體封裝(TCP)之所有連接器 連接至面板的模組、其中印刷佈線板係配置於TAB磁帶 或TCP之尖端的模組、及其中積體電路(1C)藉由玻璃 覆晶(COG )方法而直接安裝於發光元件上的模組。 根據本發明之一實施例,可提供一種新穎有機金屬錯 合物,其於綠色至藍色之波長帶中具有發射區及高發射效 率。 根據本發明之另一實施例,可提供一種新穎有機金屬 錯合物,其於綠色至藍色之波長帶中具有發射區及高可靠 性。 根據本發明之另一實施例,可提供使用該有機金屬錯 合物之發光元件,及各使用該發光元件之發光裝置、電子 裝置、及照明裝置。 【實施方式】 將參照附圖詳細說明實施例。請注意,本發明不侷限 於下列說明,且熟悉本技藝之人士將易於理解可實施各種 改變及修改而未偏離本發明之精神及範圍。因此,本發明 不應解譯爲侷限於下列實施例中說明。請注意,在以下說 明之本發明的結構中,不同圖式中具有類似功能之部分標 -14- 201235353 示相同代號,且該部分之說明不重複。 (實施例1 ) 在實施例1中,說明本發明之一實施例之有機金屬錯 合物。 本發明之一實施例爲有機金屬錯合物,其中1H-1,2,4-三唑衍生物爲配合基,且屬於第9族之元素或屬於 第1〇族之元素爲中央金屬。具體地,本發明之一實施例 爲包括由通式(G1)表示之結構的有機金屬錯合物。 R5
在通式(G1)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及r6之 至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或 屬於第10族之元素。 本發明之另一實施例爲由通式(G2)表示之有機金 屬錯合物。 -15- 201235353
在通式(G2) 芳基。此外,R1 θ R6個別地代表氫、 取代或未經取代之 之至少一者包括具 未經取代之苯基。 或屬於第10族之: 族之元素時η爲3 元素時η爲2。 本發明之另-構的有機金屬錯合
在通式(G3 ) 基,R2至R6個別j 、及經取代或未經 中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 ;表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 具有1至4個碳原子之烷基、以及經 苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6 有1至4個碳原子之烷基或者經取代或 Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素 元素。此外,當中央金屬Μ爲屬於第9 ’或者當中央金屬Μ爲屬於第10族之 實施例爲包括由通式(G3)表示之結 物。 R9
(G3) 中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 立代表氫、具有1至4個碳原子之烷基 取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5 -16- 201235353 、及R6之至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者 經取代或未經取代之苯基。此外,R7至R 1 ^個別地代表氫 、具有1至4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷 氧基、具有1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原 子之齒烷基、鹵素基、及苯基之任一項。Μ爲中央金屬且 代表屬於第9族之元素或屬於第10族之元素。 本發明之另一實施例爲由通式(G4)表示之有機金 屬錯合物》
在通式(G4)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基’ R2至R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基 、以及.經取代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、 R5、及R6之至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或 者經取代或未經取代之苯基。此外,R7至R 1 G個別地代表 氫、具有1至4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之 烷氧基、具有1至4個碳原子之烷硫基、具有丨至4個碳 原子之鹵烷基、鹵素基 '及苯基之任一項。Μ爲中央金屬 且代表屬於第9族之元素或屬於第族之元素。此外, 當中央金屬Μ爲屬於第9族之元素時„爲3,或者當中央 -17- 201235353 金屬Μ爲屬於第10族之元素時n爲2。 本發明之另一實施例爲包括由通式(G5)表示之結 構的有機金屬錯合物。 R9
(G5 ) 在通式(G5)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基,R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。此外,R7至R1()個別地代表氫、具有1至 4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具有 1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷基 、鹵素基、及苯基之任一項。Μ爲中央金屬且代表屬於第 9族之元素或屬於第10族之元素。 本發明之另一實施例爲由通式(G6)表示之有機金 屬錯合物。
(G6) -18- 201235353 在通式(G6)中,R1代表具有1至3個碳原子之烷 基,及R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或 未經取代之苯基。此外,R7至Rle個別地代表氫、具有1 至4個碳原子之烷基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具 有1至4個碳原子之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷 基、鹵素基、及苯基之任一項。Μ爲中央金屬且代表屬於 第9族之元素或屬於第1〇族之元素。此外,當中央金屬 Μ爲屬於第9族之元素時η爲3,或者當中央金屬Μ爲屬 於第10族之元素時η爲2。 [合成包括由通式(G1)表示之結構之有機金屬錯合物的 方法] 以下說明合成包括由通式(G1)表示之結構之有機 金屬錯合物的方法範例。
在通式(G1)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6之 至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或 -19- 201235353 屬於第ι〇族之元素》 [步驟1 :合成1H-1,2,4_三唑衍生物之方法] 首先’以下說明合成由通式(G0)表示之1H_124 三唑衍生物之方法範例。
(G0) 在通式(G0)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6之 至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。 如以下方案(a )中所示’醯醚化合物(A1 )及肼化 合物(A2 )相互反應,使得可獲得1H-1,2,4-三唑衍生物 。請注意,方程式中z代表一基(脫離基)’其經由閉環 反應而脫離,諸如院氧基、院硫基、氨基、或氰基。 201235353
在方案(a)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外’ R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 φ R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6之 至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。 請注意’合成1H-1,2,4-三唑衍生物之方法不侷限於 方案(a )。例如,亦存在一種方法,其中1,3,4 -噁二唑 衍生物及芳胺加熱。 如上述,由通式(G0)表示之1H-1,2,4 -三唑衍生物 φ 可藉由簡單合成方案合成。 請注意,以上說明之各種化合物(A1 )及(A2 )爲 市售或可合成。例如,藉由使芳香醯氯及烷基亞胺醚相互 反應可合成醯醚化合物(A1);在此狀況下,脫離基Z 爲烷氧基。以此方式,可合成由通式(G0)表示之各種 類型1H-1,2,4-三唑衍生物。因而,配合基中豐富變化爲 由通式(G1)表示之本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的特色。在發光元件製造中藉由使用具有配合基廣泛變 化之該等有機金屬錯合物,可輕易地執行發光元件所需元 -21 - 201235353 件特性之微調。 [步驟2:合成包括1Η_ι,2,4_三唑衍生物作爲配合基之正 金屬化錯合物的方法;] 如以下合成方案(b)中所示,藉由混合可於步驟1 中獲得之1H-1,2,4 -三哩衍生物(G〇)及包含鹵素之第9 族或第1 〇族金屬化合物(例如氯化铑、氯化鈀、氯化銥 '、六氯化銨、或四氯鉑化鉀)或第9族或第10族有機金 屬錯合物化合物(例如乙醯錯合物或乙硫醚錯合物),接 著加熱混合物,便可獲得具有由通式(G1)表示之結構 的有機金屬錯合物。 對於加熱裝置並無特別限制,油浴、沙浴、或鋁砧可 用作加熱裝置。另一方面,微波可用作加熱裝置。在步,驟 1中獲得之1H-1,2,4-三唑衍生物(G0)及包含鹵素之第9 族或第10族金屬化合物或第9族或第10族有機金屬錯合 物化合物溶解於酒精溶劑(例如甘油、乙二醇、2-甲氧基 乙醇、或2 -乙氧基乙醇)之後,可執行加熱程序》 201235353 R5
包含鹵素之第9族或第10族 金屬化合物 第9族或第10族有機 金屬錯合物化合物
R5
在方案(b)中,Ar代表具有6至13個碳原子之亞 芳基。此外,R1代表具有1至3個碳原子之烷基,R2至 R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷基、及經取 代或未經取代之苯基之任一項,及R2、R3、R5、及R6之 至少一者包括具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或 屬於第10族之元素。 儘管合成方法之範例如上述,本發明之實施例所揭露 之有機金屬錯合物可藉由任何其他合成方法予以合成。 以下結構方程式(100)至(131)中描繪本發明之一 實施例之有機金屬錯合物的特定結構方程式。請注意,本 發明不侷限於該些錯合物。 -23- 201235353
(102)
ch3 (105) 24- 201235353
(106)
(109) (108)
-25- 201235353
(113)
(115) (114)
(117) 26- 201235353
(120)
(121)
(122)
(123) 27- 201235353
(124)
(126)
(127)
(128)
(129)
(130)
(131) 依據配合基之類型,可存在由以上結構方程式(100 )至(131)表示之有機金屬錯合物的立體異構體,且該 等異構體包括於本發明之一實施例之有機金屬錯合物的範 -28- 201235353 疇中。 任何以上說明之有機金屬錯合物,其爲本發明之實 例,具有高可靠性及綠色至藍色之發射區,因而可用作 光元件之發光材料或發光物質。 (實施例2 ) 在實施例2中,有關本發明之一實施例,參照圖 說明發光元件其中實施例1中所說明之有機金屬錯合物 於發光層。 圖1A描繪第一電極101與第二電極103之間具有 層〗02之發光元件。EL層102包括發光層113。發光 113包含實施例1中所說明之本發明之一實施例的有機 屬錯合物。 藉由應用電壓至該等發光元件,從第一電極101側 入之電洞及從第二電極103側注入之電子於發光層113 重新組合以提昇有機金屬錯合物至激態。當激態中有機 屬錯合物返回基態時發射光。因而,本發明之一實施例 有機金屬錯合物充當發光元件中發光物質。請注意,在 實施例中所說明之發光元件中,第一電極101充當陽極 第二電極103充當陰極。 對充當陽極之第一電極101而言,較佳地使用具有 功函數(具體地,4.0 eV或更高之功函數)之任何金屬 合金、導電化合物、其混合物等。具體地,例如提供氧 銥-氧化錫(ITO :氧化銥錫)、包含矽或氧化矽之氧 施 發 1 A 用 EL 暦 金 注 中 金 之 本 及 局 、 化 化 -29 - 201235353 銥-氧化錫、氧化銥-氧化鋅、包含氧化鎢及氧化鋅之氧化 銥等。除了該些物件以外,可使用金、鉑、鎳、鶴、鉻、 鉬 '鐵、鈷、銅、鈀、鈦等。 請注意’在EL層102中,使用其中之後說明之有機 化合物及電子受體(受體)混合的複合材料形成經形成而 接觸第一電極101之層,可使用任何各種類型之金屬、合 金、導電化合物、及其混合物而形成第一電極101,與功 函數無關。例如可使用鋁、銀、包含鋁(例如A1 - S i )之 合金等。 # 可藉由例如濺鍍法、蒸發法(包括真空蒸發法)等形 成第一電極101。 形成於第一電極101上之EL層102包括至少發光層 113’並藉由包含本發明之一實施例之有機金屬錯合物而 予形成。對部分EL層102而言,可使用已知物質,並可 使用低分子化合物或高分子化合物。請注意,形成EL層 102之物質可包括有機化合物或可包括無機化合物作爲一 部分。 _ 此外,如圖1A中所描繪,除了發光層113以外,藉 由適當堆疊包含具有高電洞注入屬性之物質的電洞注入層 111、包含具有高電洞傳輸屬性之物質的電洞傳輸層112 、包含具有高電子傳輸屬性之電子傳輸層114、包含具有 高電子注入屬性之電子注入層115等,形成EL層102» 電洞注入層Π1爲包含具有高電洞注入屬性之物質的 層。有關具有高電洞注入屬性之物質,可使用諸如氧化鉬 -30- 201235353 、氧化鈦、氧化釩、氧化銶、氧化釕、氧化鉻、氧化锆、 氧化給、氧化鉅、氧化銀、氧化鎢、或氧化錳之金屬氧化 物。亦可使用以酞菁爲主之化合物,諸如酞菁(縮寫: H2Pc),或銅(II)駄菁(縮寫:CuPc)。 另一方面,可使用任何低分子有機化合物之下列芳香 胺化合物:4,4’,4"-三(Ν,Ν-二苯氨基)三苯胺(縮寫:T 資料)、4,4’,4"-三[Ν· ( 3-甲苯基)-Ν-苯胺]三苯胺(縮 寫:ΜΤ資料)、4,4'-二[Ν -(4-二苯氨基苯基)-Ν-苯胺] 二苯基(縮寫:DPAB) 、4,4,-二(Ν- {4-[Ν'-(3-甲苯基 )-Ν'-苯胺]苯基}-Ν-苯胺)二苯基(縮寫:DNTPD )、 1,3,5· 一 [Ν - ( 4 -—本氣基本基)-Ν-苯胺]苯(縮寫: DPA3B) 、3-[Ν- ( 9-苯基咔唑-3-基)-Ν-苯胺]-9-苯基咔 唑(縮寫:PCzPCAl) 、3,6-二[N(9-苯基咔唑·3-基)-N-苯胺]-9-苯基咔唑(縮寫:pczpCA2) 、3-[Ν-(1-萘基)-Ν-( 9 -苯基昨哩-3 -基)氨基]-9 -苯基昨唑(縮寫·· PCzPCNl)等。 進一步另一,可使用任何高分子化合物(例如低 聚物'樹狀聚物'或聚合體)。高分子化合物之範例包括 聚(N-乙烯咔唑)(縮寫:Ρνκ)、聚(4-乙烯三苯胺) (縮寫:PVTPA)、聚[>1-(4-{>1’-[4-(4-二苯胺基)苯 基]苯基-N1-苯胺}苯基)甲基丙烯醯胺](縮寫:PTPDMA )、及聚[N,N'_二(4-丁苯基)-Ν,Ν,-二(苯基)聯苯胺 (縮寫:Poly-TPD )。進一步另一方面,可使用摻雜酸之 高分子化合物’諸如聚(3,4 -乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯 -31 - 201235353 磺酸)(PEDOT/PSS )或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)( PAni/PSS )。 其中有機化合物及電子受體(受體)混合之複合材料 可用於電洞注入層111。由於藉由電子受體而於有機化合 物中產生電洞’該等複合材料於電洞注入屬性及電洞傳輸 屬性方面是優越的。在此狀況下,有機化合物較佳地在傳 輸產生之電洞方面是卓越材料(具有高電洞傳輸屬性之物 質)。 有關用於複合材料之有機化合物,可使用諸如芳香胺 化合物、味唑衍生物、芳香烴、及高分子化合物(諸如低 聚物、樹狀聚物、或聚合體)之各種化合物。用於複合材 料之有機化合物較佳地爲具有高電洞傳輸屬性之有機化合 物。具體地,較佳地使用具有1 〇-6 cm2/V · S或更高之電 洞移動性的物質。然而’亦可使用以上說明之材料以外之 物質’只要該物質具有較電子傳輸屬性更高之電洞傳輸屬 性即可。以下具體地顯示可用於複合材料之有機化合物。 可用於複合材料之有機化合物的範例爲芳香胺化合物 ’諸如 T 資料、MT 資料、DPAB、DNTPD、DPA3B、 PCzPCAl、PCzPCA2、PCzPCNl、4,4 ·-二[N - ( 1 -萘基)-N-苯胺]二苯基(縮寫:NPB 或 α-NPD) 、N,N,-二(3-甲 苯基)-Ν,Ν·-二苯基-[1,1··二苯基]-4,4,-二胺(縮寫:TPD )、及4-苯基-4'- ( 9-苯芴-9·基)三苯胺(縮寫: BPAFLP) ’及咔唑衍生物,諸如4,4·-二(Ν -咔唑基)二 苯基(縮寫:CBP)、丨,3,5-三[4- (Ν-味唑基)苯基]苯( 201235353 縮寫:TCPB) 、9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蔥(縮 寫:CzPA) 、9-苯基- 3-[4-(10-苯基-9-蔥基)苯基]-9H-咔唑(縮寫:PCzPA)、及1,4-二[4-(1咔唑基)苯基-2,3,5,6-四苯基苯。 另一方面,可使用芳香烴化合物,諸如2 -叔-丁基-9,10-二(2-萘基)蔥(縮寫··t-BuDNA)、2-叔-丁基-
9.10- 二(1-萘基)蔥、9,10-二(3,5-二苯基苯基)蔥(縮 寫:DPPA) 、2-叔-丁基-9,10-二(4-苯基苯基)蔥(縮 寫:t-BuDBA) 、9,10-二(2-萘基)蔥(縮寫:DNA )、 9.10- 二苯基蔥(縮寫:0?八1^1〇、2-叔-丁蔥(縮寫:1-
BuAnth ) 、9,10-二(4-甲基-1-萘基)蔥(縮寫:DMNA ) 、9,10-二[2-(1-萘基)苯基)-2-叔-丁蔥、9,10-二[2-( 1-萘基)苯基]蔥、或2,3,6,7-四甲基-9, 10-二(1-萘基) 蔥。 進一步另一方面,可使用芳香烴化合物,諸如 2,3,6,7 -四甲基-9, 10 -二(2 -萘基)蔥、9,9·-二蔥基、 10,10'-二苯基-9,9'-二蔥基、10,10'-二(2-苯基苯基)-9,9’-二蔥基、ΙΟ,ΙΟ1-二[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-二蔥基、蔥、並四苯、紅熒烯、二奈嵌苯、2,5,8,11-四( 叔-丁基)二奈嵌苯、並五苯、六苯並苯、4,4'-二(2,2 -二 苯基乙烯)二苯基(縮寫:DPVBi)、或 9,10-二[4-( 2,2-二苯基乙烯)苯基]蔥(縮寫:0?乂?八)。 有關電子受體,可提供有機化合物,諸如7,7,8,8-四 氰酸-2,3,5,6-四氟二甲烷(縮寫:F4-TCNQ)及四氯化苯 -33- 201235353 醌:及變遷金屬氧化物。此外,亦可提供屬於週期表中4 至8族金屬之氧化物。具體地,由於電子接受屬性高,氧 化釩、氧化鈮、氧化鉅、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化 錳、及氧化銶較佳。在該些物件之中,由於在空氣中穩定 、吸濕屬性低及易於處理,氧化鉬尤其較佳。 請注意,可使用以上說明之高分子化合物的複合材料 形成電洞注入層1 1 1,諸如PVK、PVTPA、PTPDMA、或 Poly-TPD,及以上說明之電子受體。 電洞傳輸層112爲包含具有高電洞傳輸屬性之物質的 層。具有高電洞傳輸屬性之物質的範例爲芳香胺化合物, 諸如 NPB、TPD、BPAFLP、4,4,-二[N- ( 9,9-二甲基芴-2-基)-N-苯胺]二苯基(縮寫:DFLDPBi)、及 4,4·-二[N-(螺-9,9'-雙苐-2-基)-N-苯胺]二苯基(縮寫:BSPB )。 此處所提及之物質主要爲具有l(T6cm2/V,s或更高之電 洞移動性者。然而,亦可使用以上所說明之材料以外的物 質,只要該物質具有較電子傳輸屬性更高之電洞傳輸屬性 即可。包含具有高電洞傳輸屬性之物質的層不侷限於單層 ,並可堆疊包含上述物質之二或更多層。 對電洞傳輸層112而言,亦可使用諸如CBP、CzP A 、或 PCzPA之咔唑衍生物,或諸如 t-BuDNA、DNA、或 DPAnth之蔥衍生物。 另一方面,對電洞傳輸層112而言,可使用高分子化 合物,諸如 PVK、PVTPA、PTPDMA、或 Poly-TPD。 發光層113爲包含本發明之一實施例之有機金屬錯合 -34- 201235353 物的層。發光層113可以包含本發明之—實施例之有機金 屬錯合物的薄膜形成。發光層113另一方面可爲一種薄膜 ,其中本發明之一實施例之有機金屬錯合物分散作爲一物 質中之客體,該物質作爲主體,其具有較本發明之一實施 例之有機金屬錯合物更高之三重激發能量。例如,U3-二 (N-咔唑基)苯(縮寫:mCP)等可用作主體。因而,可 避免依據濃度造成之從有機金屬錯合物發射之光的熄滅。 請注意,三重激發能量表示基態與三重激態之間之能隙。 電子傳輸層114爲包含具有高電子傳輸屬性之物質的 層。對於電子傳輸層114而言,可提供金屬錯合物,諸如 Alq3、三(4-甲基-8-羥口喹啉)鋁(縮寫:Almq3)、二 (10-羥基苯甲酸[h]喹啉)鈹(縮寫:BeBq2) 、BAlq、 Zn(BOX)2 '或二[2- (2'-羥苯基)苯並噻唑]鋅(縮寫: Zn(BTZ)2 )。此外,亦可使用雜芳族化合物,諸如2- ( 4-二苯基)-5- (4-叔-丁苯基)-1,3,4-噁二唑(縮寫:PBD )、1,3 -二[5- (p -叔-丁苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(縮 寫:OXD-7) 、3- ( 4-叔-丁苯基)-4-苯基-5- ( 4-二苯基 )·1,2,4-三唑(縮寫:TAZ) 、3- (4-叔-丁苯基)-4-(4-乙苯基)-5-(4-二苯基)-1,2,4-三唑(縮寫:p-EtTAZ )、紅菲繞啉(縮寫:BPhen )、浴銅靈(縮寫·· BCP ) 、或4,4,-二(5-甲苯並噁唑-2-基)苯乙烯(縮寫:Bz0s )。進一步另一方面,可使用高分子化合物’諸如聚( 2,5-二乙醯基吡啶)(縮寫:PPy)、聚[(9,9-二己基芴· 2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](縮寫:1>17-1^)、或 -35- 201235353 聚[(9,9-二辛基芴- 2,7-二基)·共-(2,2'-二吡啶- 6,6’-二 基)](縮寫:PF-BPy )。此處提及之物質主要係指具有 10_6 cm2/V · s或更高之電子移動性者。請注意,除了以 上物質以外之任何物質可用於電子傳輸層,只要其爲電子 傳輸屬性高於電洞傳輸屬性之物質即可》 此外,電子傳輸層不侷限於單層,可堆疊以上述物質 製成之二或更多層。 電子注入層115爲包含具有高電子注入屬性之物質的 層。對於電子注入層115而言,可使用鹼金屬、鹼土金屬 、或其化合物,諸如鋰、鉋、鈣、氟化鋰、氟化鉋、氟化 鈣、或氧化鋰。此外,亦可使用諸如氟化餌之稀土金屬化 合物。另一方面,亦可使用用於形成電子傳輸層.114之上 述物質。 另一方面,有機化合物及電子供體(供體)混合之複 合材料可用於電子注入層115。由於藉由電子供體而於有 機化合物中產生電子,該等複合材料在電子注入屬性及電 子傳輸屬性方面是優越的。在此狀況下,有機化合物較佳 地於傳輸產生之電子方面爲卓越材料。具體地,可使用例 如以上說明之用於形成電子傳輸層1 1 4之物質(例如金屬 錯合物或雜芳族化合物)。有關電子供體,可使用展現相 對於有機化合物之電子捐贈屬性的物質。具體地,鹼金屬 、鹼土金屬、或稀土金屬較佳,諸如鋰、鉋、鎂、鈣、餌 、或鏡。此外,鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物較佳,例 如氧化鋰、氧化鈣、氧化鋇等。另一方面,亦可使用諸如 -36- 201235353 氧化鎂之路易斯鹼。進一步另一方面,可使用有機化合物 ,諸如四硫富瓦烯(縮寫:TTF )。 請注意’每一以上說明之電洞注入層111、電洞傳輸 層112、發光層113、電子傳輸層114、及電子注入層115 可藉由諸如蒸發法(例如真空蒸發法)、噴墨法、或塗佈 法之方法予以形成。 對於充當陰極之第二電極103而言,較佳地使用具有 低功函數(具體地,3 .8. eV或更少之功函數)之任何金屬 、合金、導電化合物、其混合物等。具體地,可使用屬於 週期表中1及2族之任何元素,即,諸如鋰及鉋之鹼金屬 、諸如鎂、鈣、及緦之鹼土金屬、其合金(例如Mg-Ag 及Al-Li)、諸如銪及鏡之稀土金屬、其合金、鋁、銀等 〇 請注意,在EL層102中,使用上述有機化合物及電 子供體(供體)混合之複合材料形成經形成而接觸第二電 極103之層,可使用各種導電材料,諸如Ai、Ag、ιτο、 及包含砂或氧化砂之氧化銥-氧化錫,與功函數無關。 請注意,可藉由真空蒸發法或濺鍍法形成第二電極 103。另一方面,若使用銀膏等,可使用塗佈法、噴墨法 等。 在以上說明之發光元件中,電流因第一電極101與第 二電極103之間產生之電位差而流動,且電洞及電子於 EL層102中重新組合,藉此發射光。接著,經由第—電 極101及第二電極103之一或二者於外部汲取發射之光。 -37- 201235353 因此,第一電極101及第二電極103之一或二者爲具有發 送可見光之屬性的電極。 請注意,藉由使用本實施例中所說明之發光元件,可 製造被動矩陣發光裝置或主動矩陣發光裝置,其中藉由薄 膜電晶體(TFT )控制發光元件之驅動。 請注意,在製造主動矩陣發光裝置之狀況下,對於 TFT之結構並無特別限制。例如,可適當使用交錯TFT 或反向交錯TFT。此外,可使用η通道TFT及p通道TFT 二者或僅使用η通道TFT或p通道TFT而於TFT基板之 上形成驅動器電路。此外,對於用於TFT之半導體膜的 結晶性並無特別限制。例如,可使用非結晶半導體膜、結 晶半導體膜、氧化物半導體膜等。 請注意,在實施例2中,本發明之一實施例之有機金 屬錯合物用於發光層113,其具有高可靠性並以綠色至藍 色之波長區域發射光。因而,可體現具有高可靠性之發光 元件。 請注意,在本實施例中,可適當組合使用實施例1中 所說明之任何結構。 (實施例3) 本發明之一實施例之發光元件可具有複數發光層。藉 由配置複數發光層,可獲得從複數層發射之光組合的光。 因而,例如可獲得白光發射。在實施例3中,參照圖1B 說明具有複數發光層之發光元件的模式。 -38- 201235353 圖1B描繪具有第一電極101與第二電極103之間之 EL層102的發光元件。EL層102包括第一發光層213及 第二發光層215,使得可於圖1B中所描繪之發光元件中 獲得來自第一發光層213之光發射及來自第二發光層215 之光發射之混合物的光發射。分離層214較佳地形成於第 —發光層213與第二發光層215之間。 實施例3提供發射白光之發光元件的說明,其中第一 發光層213包含本發明之一實施例之有機金屬錯合物,及 ^ 第二發光層215包含發射黃至紅光之有機化合物,但本發 明不侷限於此。 雖然本發明之一實施例之有機金屬錯合物用於第二發 光層215,另一發光物質可應用於第一發光層213。 EL層102可具有三或更多發光層。 當施加電壓使得第一電極101之電位高於第二電極 103之電位時,第一電極101與第二電極103之間之電流 流動,且電洞及電子於第一發光層213、第二發光層215 、或分離層214中重新組合。產生之激發能量分佈於第一 發光層213及第二發光層215二者以激發第一發光層213 中所包含之第一發光物質及第二發光層215中所包含之第 二發光物質。激發之第一及第二發光物質於返回基態時發 射光。 第一發光層213包含本發明之一實施例之有機金屬錯 合物,並可獲得具高可靠性之藍光發射。第一發光層213 可具有與實施例2中所說明之發光層1 1 3相同結構。 -39- 201235353 第二發光層215包含由下列化合物代表之發光物質, 由此獲得具有5 60 nm至700 nm發射峰値之光發射(即從 黃至紅之光發射):螢光化合物,諸如2-(2-{2-[4-(二 甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈 (縮寫:DCM1) 、2-{2-甲基- 6-[2-(2,3,6,7-四氫-lH,5H-苯並[ij]嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(縮寫 :DCM2)、义>1,>^,>^-四(4-甲苯基)並四苯-5,11-二胺 (縮寫:p-mPhTD) 、7,14-二苯基-N,N,N,,N,-四(4-甲 苯基)苊並[1,2-α]熒蒽-3,10-二胺(縮寫:ρ-mPhAFD )、 2-{2-異丙基- 6-[2- ( 1,1,7,7-四甲基- 2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯 並[ij]嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(縮寫: DCJTI ) 、2-{2-叔-丁基- 6-[2- ( 1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四 氫-1H,5H-苯並[ij]嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4·亞基}丙 二腈(縮寫:DCJTB ) 、2-(2,6-二{2-[4-(二甲基氨基 )苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(縮寫:二 0〇^)、及2-{2,6-二[2-(8-甲氧基-1,丨,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-111,511-苯並[丨_)]嗪-9-基)乙烯基]-411-吡喃-4-亞基}丙二腈(縮寫:BisDCJTM);以及磷光化合物,諸 如二[2- ( 2·-苯並[4,5·α]噻吩)吡啶- N,C3」銥(III )乙醯 (縮寫:Ir(btp)2(acac))、二(1 -苯基異喹啉-N,C2’) 銥(III )乙醯(縮寫:Ir(piq)2(acac))、(乙醯丙酮)二 [2,3-二(4-氟苯基)含嗤喔啉]銥(III )(縮寫: Ir(Fdpq)2(acac))、(乙醯丙酮)二(2,3,5-三苯基吡啶 )銥(III ) (縮寫:Ir(tppr)2(acac)) 、 201235353 2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-2111,23^1-卟啉鈾(11)(縮寫 :PtOEP)、三(1,3-二苯基-1,3-苯三羥基)(單菲羅啉 )銪(ΠΙ )(縮寫:Eu(DBM)3(Phen))、及三[1- ( 2-噻 吩甲醯)-3,3,3-三氟醋酸鹽](單菲羅啉)銪(ΠΙ)(縮 寫:Eu(TTA)3(Phen))。 此外,當第二發光物質爲螢光化合物時,第二發光層 215較佳地具有一結構,其中第二發光物質作爲客體分散 於作爲第一主體之物質中,該物質具有較第二發光物質更 高之單激發能量。當第二發光物質爲磷光化合物時,第二 發光層215較佳地具有一結構,其中第二發光物質作爲客 體分散於作爲主體材料之物質中,該物質具有較第二發光 物質更高之三重激發能量。該主體材料可爲以上說明之 NPB或CBP、DNA、t-BuDNA等。請注意,單激發能量爲 基態與單激態之間之能量差。此外,三重激發能量爲基態 與三重激態之間之能量差。 具體地,可使用上述TPAQn、NPB、CBP、TCTA、 Znpp2、ZnBOX等形成分離層214。因而藉由配置分離層 214,可避免第一發光層213及第二發光層215之一之發 射強度較另一者更強之缺點。請注意,不一定配置分離層 214’並可適當配置使得可調整第一發光層213及第二發 光層2 1 5之發射強度比例。 除了發光層以外,EL層102中配置電洞注入層111 、電洞傳輸層112、電子傳輸層114、及電子注入層115 ;有關該些層之結構,可應用實施例2中所說明之各層結 -41 - 201235353 構。然而,不一定配置該些層,並可根據元件特性而適當 配置。 請注意,本實施例中所說明之結構可與實施例1或2 中所說明之結構適當組合。
例 施 在實施例4中,有關本發明之一實施例,參照圖1C 說明包括複數EL層之發光元件的結構(以下,稱爲堆疊 型元件)。此發光元件爲於第一電極101與第二電極103 之間具有複數EL層(第一EL層700及第二EL層701) 之堆疊型發光元件》請注意,儘管本實施例中說明其中形 成二EL層之結構,可採用其中形成三或更多EL層之結 構。 在實施例4中,實施例2中所說明之結構可應用於第 —電極101及第二電極103。 在實施例4中,所有或任何複數EL層(第一 EL層 7〇〇及第二EL層701 )可具有實施例2中所說明之EL層 的相同結構。換言之,第一 EL層700及第二EL層701 之結構可彼此相同或不同,並可與實施例2中相同。 此外,電荷產生層3 05配置於複數EL層(第一 EL 層7〇〇及第二EL層701 )之間。當電壓施加於第一電極 101與第二電極103之間時,電荷產生層305具有將電子 注入一EL層及電洞注入另一EL層之功能。在本實施例 之狀況下,當施加電壓使得第一電極之電位高於第二 -42- 201235353 電極103之電位時,電荷產生層3 05將電子注入第一EL 層7 〇〇及電洞注入第二EL層701。 請注意,電荷產生層3 05於光汲取效率方面較佳地具 有發送可見光之屬性。此外,即使具有較第一電極101或 第二電極103低之傳導性,電荷產生層305仍作動。 電荷產生層3 05可具有包含具有高電洞傳輸屬性及電 子受體(受體)之有機化合物的結構,或包含具有高電子 傳輸屬性及電子供體(供體)之有機化合物的結構。另一 ® 方面,該些結構可堆4。 在電子受體添加至具有高電洞傳輸屬性之有機化合物 之結構的狀況下,如同具有高電洞傳輸屬性之有機化合物 ,例如可使用芳香胺化合物,諸如NPB、TPD、T資料、 MT 資料、或 4,4’-二[N-(螺-9,9·-雙蕗-2-基)-N-苯胺]二 苯基(縮寫:BSPB)等。此處提及之物質主要爲具有 1(T6 cm2/V · s或更高之電洞移動性者。然而,可使用以 上物質以外之物質,只要其爲具有高於電子傳輸屬性之電 洞傳輸屬性的有機化合物即可。 此外,有關電子受體,可提供 7,7,8,8-四氰酸-2,3,5,6-四氟二甲烷(縮寫:F4-TCNQ)、四氯化苯醌等 。此外,可提供變遷金屬氧化物》此外,可提供屬於週期 表之4族至8族之金屬氧化物。具體地,由於電子接受屬 性高,氧化釩、氧化鈮、氧化鉅、氧化鉻、氧化鉬、氧化 鎢、氧化錳、及氧化銶較佳。在該些物件之中,由於在空 氣中穩定、吸濕屬性低及易於處理,氧化鉬尤其較佳。 -43- 201235353 另一方面,在電子供體添加至具有高電子傳輸屬性之 有機化合物之結構的狀況下,如同具有高電子傳輸屬性之 有機化合物,例如可使用具有喹啉架構或苯並喹啉架構之 金屬錯合物,諸如Alq、Almq3、BeBq2、或BAlq等。另 一方面,可使用具有噁唑基配合基或噻唑基配合基之金屬 錯合物,諸如Zn(BOX)2或Zn(BTZ)2。另一方面,除了該 等金屬錯合物以外,可使用PBD、OXD-7、TAZ、BPhen 、BCP等。此處提及之物質主要爲具有1(T6 cm2/V · s或 更高之電子移動性者。請注意,可使用以上物質以外之物 質,只要其爲具有高於電洞傳輸屬性之電子傳輸屬性的有 機化合物即可。 此外,有關電子供體,可使用鹼金屬、鹼土金屬、稀 土金屬、屬於週期表之13族的金屬、或其氧化物或碳化 物。具體地,較佳地使用鋰、絶、鎂、鈣、鏡、銥、氧化 鋰、碳化鉋等。另一方面,諸如四苯並噻吩之有機化合物 可用作電子供體。 請注意,藉由使用以上材料形成電荷產生層305可抑 制藉由EL層之堆疊造成之驅動電壓增加。 儘管本實施例中已說明具有二EL層之發光元件,本 發明可類似地應用於其中堆疊三或更多EL層之發光元件 。有關本實施例中所說明之發光元件的狀況,藉由配置以 —對電極之間之電荷產生層區分彼此之複數EL層,可以 保持低之電流密度實現高亮度區域中光發射。由於電流密 度可保持低,元件可具有長壽命。當發光元件施加用於照 -44- 201235353 明時,可減少因電極材料之電阻的電壓降,藉此達成大區 域中同質光發射。再者,可實現可以低電壓驅動之低電力 消耗的發光裝置。 此外,藉由形成EL層以發射彼此不同顔色之光,發 光元件整體看來可提供所欲顏色之光發射。例如,藉由形 成具有二EL層之發光元件使得第一EL層之發射顏色及 第二EL層之發射顏色爲互補顏色,發光元件整體看來可 提供白光發射。請注意,字元「互補」表示當顏色混合時 獲得無色顏色之顏色關係。即,具補色之光發射的混合物 提供白光發射。 此外,相同論述可應用於具有三EL層之發光元件。 例如,當第一 EL層之發射顏色爲紅色、第二EL層之發 射顏色爲綠色、及第三EL層之發射顏色爲藍色時,發光 元件整體看來可提供白光發射。 請注意,本實施例中所說明之結構可與實施例1至3 中所說明之任何結構適當組合。 (實施例5 ) _ 在實施例5中,有關本發明之一實施例,說明被動矩 陣發光裝置及主動矩陣發光裝置,其各爲使用發光元件製 造之發光裝置。 被動矩陣發光裝置之範例係於圖2A至2D及圖3中 描繪。 在被動矩陣(亦稱爲簡單矩陣)發光裝置中,以條狀 -45- 201235353 配置之複數陽極經配置而垂直於以條狀配置之複數陰極。 於每一交叉點插入發光層。因此,於選擇之陽極(施加電 壓)及選擇之陰極之交叉點的像素發射光。 圖2A至2C爲密封前像素部之俯視圖。圖2D爲沿圖 2A至2C中鏈線A-A’之截面圖。 形成絕緣層402作爲基板401上之基底絕緣層。請注 意,若不需要可不配置基底絕緣層。複數第一電極403係 於規律間隔以條狀配置於絕緣層402之上(詳圖2A)。 此外,具有各相應於像素之開口的分區404配置於第 —電極403之上。具有開口之分區404係以絕緣材料(光 • · 敏或非光敏有機材料,例如聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、 聚醯亞胺醯胺、抗蝕劑、或苯並環丁烯)或SOG膜(例 如包含烷基之SiOx膜)形成。請注意,相應於像素之開 口 40 5充當發光區域(圖2B )。 在具有開口之分區404,配置彼此平行之複數反錐形 分區406以與第一電極403交叉(圖2C )。藉由光刻法 使用正型光敏樹脂而形成反錐形分區406,保留未曝光部 分作爲圖案,及藉由調整曝光量或顯影時間長度使得圖案 下部蝕刻更多。 在如圖2C及圖2D中所描繪形成反錐形分區406之 後,如圖2D中所描繪相繼形成El層407及第二電極408 。將具有開口之分區404及反錐形分區4〇6之總厚度設定 爲大於EL層407及第二電極408之總厚度;因而,如圖 2D中所描繪’形成針對複數區域區隔之el層407及第二 201235353 電極408。請注意,複數區隔區域彼此電隔離。 第二電極4 08爲彼此平行之條狀電極,並沿與第一電 極403交叉之方向延伸。請注意’用於形成EL層407之 層的部分及用於形成第二電極408之導電層的部分亦形成 於反錐形分區406之上;然而,該些部分與EL層407及 第二電極408區隔。 請注意,對於本實施例中第一電極403及第二電極 408並無特別限制,只要其中之一爲陽極及另一者爲陰極 即可。請注意’包括EL層40 7之堆疊結構可根據電極之 極性而適當調整。 此外,若有需要,諸如密封容器或玻璃基板之密封材 料可連接到基板40 1而與諸如密封劑之黏著劑密封,使得 發光元件置於密封空間中。藉此,可避免發光元件惡化。 密封空間可塡充塡充劑或乾燥惰性氣體。此外,乾燥劑等 可置於基板與密封劑之間以避免發光元件因濕氣而惡化。 乾燥劑移除少量濕氣,藉此達成充分乾燥。乾燥劑可爲一 種物質,其藉由諸如鹼土金屬之氧化物的化學吸收而吸收 濕氣,其係以氧化鈣或氧化鋇爲代表。此外,藉由諸如沸 石或矽膠的物理吸收而吸收濕氣之物質亦可用作乾燥劑。 圖3爲配置軟性印刷電路(FPC )等之圖2A至2D中 所描繪之被動矩陣發光裝置的俯視圖。 如圖3中所描繪,在形成影像顯示器之像素部中,掃 描線及資料線經配置而彼此交叉,使得掃描線及資料線彼 此垂直。 -47- 201235353 圖2A至2D中第一電極403相應於圖3中掃描線503 :圖2A至2D中第二電極408相應於圖3中資料線508; 及反錐形分區406相應於分區506。圖2A至2D中EL層 407插入資料線508與掃描線503之間,且表示爲區域 505之交叉點相應於一像素。 請注意’掃描線5 03於其終端電連接至連接佈線509 ’及連接佈線509經由輸入端子510連接至FPC 511b。 此外’資料線經由輸入端子512連接至FPC 511a。 若有需要,光學膜可適當配置於發射光之表面上,諸 如偏光板、圓形偏光板(包括橢圓形偏光板)、延遲板( 四分之一波板或半波板)、及濾色器。此外,偏光板或圓 形偏光板可配置防反射膜。例如,可執行防眩光處理,藉 此反射光可藉由表面上之凸出及凹陷而擴散以減少眩光。 儘管圖3描繪基板501之上未配置驅動器電路之範例 ’包括驅動器電路之1C晶片可安裝於基板501上。 當安裝1C晶片時,藉由COG法於像素部附近(像素 部外部)安裝其中形成用於發送信號至像素部之驅動器電 路的資料線側1C及掃描線側1C。除了 COG法以外,可 使用TCP或引線接合法執行安裝。TCP爲安裝1C之TAB 磁帶’且TAB磁帶連接至元件形成基板上之佈線以安裝 1C。可使用矽基板形成每一資料線側ic及掃描線側ic ^ 另一方面,可使用TFT於玻璃基板、石英基板、或塑料 基板之上形成驅動器電路。 其次,參照圖4A及4B說明主動矩陣發光裝置之範 -48- 201235353 例。圖4A爲描繪發光裝置之俯視圖,及圖4B爲沿圖4a 中虛線A-A'之截面圖。根據本實施例之主動矩陣發光裝 置包括配置於元件基板60 1上之像素部602、驅動器電路 部(源極側驅動器電路)603、及驅動器電路部(閘極側 驅動器電路)604。像素部602、驅動器電路部603、及驅 動器電路部604以密封材料605密封於元件基板601與密 封基板606之間。 此外,在元件基板601之上,配置用於連接外部輸入 端子之引線607,經此信號(例如視頻信號、時脈信號、 開始信號、重置信號等)或電位倍發送至驅動器電路部 603及驅動器電路部604。此處,說明一範例其中配置軟 性印刷電路(FPC ) 608作爲外部輸入端子。儘管此處僅 描繪F P C,印刷佈線板(P W B )可連接到F P C。本說明書 中發光裝置於其分類不僅包括發光裝置本身,亦包括配置 FPC或PWB之發光裝置。 其次,參照圖4B說明截面結構。驅動器電路部及像 素部係形成於元件基板601之上,且在圖4B中,描繪源 極側驅動器電路之驅動器電路部603及像素部602。 描繪一範例其中形成η通道TFT 609及p通道TFT 610之組合的CMOS電路作爲驅動器電路部603。請注意 ,可使用各種CMOS電路、PMOS電路、或NMOS電路形 成驅動器電路部中所包括之電路。儘管本實施例中說明驅 動器整合類型,其中驅動器電路係形成於基板之上,驅動 器電路可不一定形成於基板之上,且驅動器電路可形成於 -49- 201235353 外部,並非基板之上。 像素部602係以複數像素形成,每一像素部602包括 切換TFT 61 1、電流控制TFT 612、及電連接至電流控制 TFT 6 1 2之佈線(源極電極或汲極電極)的陽極6 1 3。請 注意,絕緣體6 1 4經形成以覆蓋陽極6 1 3之端部。在本實 施例中,使用正光敏丙烯酸樹脂形成絕緣體614。 較佳地形成絕緣體6M而具有於其上端部或下端部具 曲率之曲面,以便獲得堆疊於絕緣體614上之膜的有利覆 蓋。例如,若使用正光敏丙烯酸樹脂作爲用於絕緣體614 之材料,較佳地形成絕緣體614以便具有於上端部具曲率 半徑(0.2 μπι至3 μηι)之曲面。請注意,藉由光輻照而 變成無法溶解於蝕刻劑之負光敏材料或藉由光輻照而變成 可溶解於蝕刻劑之正光敏材料可用於絕緣體614。有關絕 緣體614,不侷限於有機化合物,可使用有機化合物或諸 如氧化矽或氧氮化矽之無機化合物》 EL層615及陰極616係堆疊於陽極613之上。請注 意,當ΙΤΟ膜用作陽極613,及氮化鈦膜及包含鋁作爲其 主要成分之膜的堆疊膜或氮化鈦膜、包含鋁作爲其主要成 分之膜、及氮化鈦膜的堆疊膜,用作控制連接至陽極613 之TFT 6 1 2之電流的佈線時,佈線之電阻低並可獲得與 ITO膜之有利歐姆接觸。請注意,儘管圖4A及4B中未 描繪,陰極616電連接至外部輸入端子之FPC 608。 請注意,在EL層615中,至少配置發光層,且除了 發光層以外,適當配置電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳 -50- 201235353 輸層、或電子注入層。發光元件617係以陽極613、EL 層615、及陰極616之堆疊結構形成。 儘管圖4B之截面圖僅描繪—發光元件617,複數發 光元件係以矩陣配置於像素部602中。提供三種發射(R 、G、及B )之發光元件選擇性形成於像素部6〇2中,藉 此可形成可全彩顯示之發光裝置。另—方面,可藉由組合 濾色器而製造可全彩顯示之發光裝置。 此外,密封基板606係以密封材料605連接到元件基 板601,藉此發光元件617係配置於藉由元件基板6〇1、 密封基板606、及密封材料605環繞之空間618中。空間 618可塡充惰性氣體(諸如氮或氬)或密封材料6〇5。 環氧基樹脂較佳地用於密封材料605。用於該些物件 之材料所欲地爲盡可能未發送濕氣或氧之材料。有關用於 密封基板606之材料,除了玻璃基板或石英基板以外,可 使用以FRP (玻璃纖維強化塑料)、PVF (聚氟乙嫌)、 多元酯、丙烯酸等形成之塑料基板。 如上述,可獲得主動矩陣發光裝置。 請注意,i實施例中所說明之結構可與實施例1至4 中所說明之任何結構適當組合。 (實施例Ο 在實施例6中,參照圖5A至5E及圖6,說明藉由使 用本發明之一實施例之發光裝置完成之各種電子裝置及照 明裝置範例。 -51 - 201235353 施加發光裝置之電子裝置的範例包括電視機(亦稱爲 電視或電視接收器)、電腦等之監視器、諸如數位相機或 數位攝影機之攝像器、數位相框、行動電話、可攜式遊戲 機、可攜式資訊終端機、音頻再生裝置、諸如彈珠台之大 型遊戲機等。圖5A至5E中描繪該些電子裝置及照明裝 置之特定範例。 圖5A描繪電視裝置之範例。在電視裝置71 〇〇中, 顯示部7103倂入外殼7101。可藉由顯示部7103顯示影 像,且發光裝置可用於顯示部7103。此外,此處外殼 7101係藉由支架7105支撐。 電視裝置7100可藉由外殼7101之操作開關或個別遙 控器7110操作。基於遙控器7110之操作鍵7109,可控 制頻道及音量’並可控制於顯示部7103上顯示之影像。 此外’遙控器7110可配置顯示部7107以顯示從遙控器 71 10輸出之資料。 請注意’電視裝置7100配置接收器、數據機等。再 者’當顯示器裝置經由數據機而有線或無線連接至通訊網 路時,可執行單向(從發送端至接收端)或雙向(發送端 與接收端之間或接收器之間)資訊通訊。 圖5B描繪具有主體7201、外殼7202、顯示部7203 '鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等之電腦 。該電腦係藉由使用用於顯示部7203之發光裝置予以製 造。 圖5C描繪具有外殻7301及外殼7302之可攜式遊戲 201235353 機,二外殻以接合部73 03連接使得可攜式遊戲機可開啓 或折疊。顯示部7304倂入外殻730 1及顯示部73 05倂入 外殼73 02。此外,圖5C中所描繪之可攜式遊戲機包括揚 聲器部7306、記錄媒體嵌入部7307、LED燈7308、輸入 裝置(操作鍵7309、連接端子73 10、感應器7311 (具有 測量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動頻率 、距離、光、液體、磁性、溫度、化學物質、聲音、時間 、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射、流率、濕度、 梯度、震盪、氣味、或紅外線之功能的感應器)、或麥克 風73 12)等。不用說可攜式遊戲機之結構不侷限於以上 ,只要發光裝置用於至少顯示部7304或顯示部7305或二 者,並可適當包括其他配件。圖5C中所描繪之可攜式遊 戲機具有讀出儲存於儲存媒體中之程式或資料而將其顯示 於顯示部上之功能,及藉由無線通訊而與另一可攜式遊戲 機共享資訊之功能。圖5C中所描繪之可攜式遊戲機可具 有各種功能而不侷限於以上。 圖5D描繪行動電話之範例。行動電話7400配置倂 入外殼7401之顯示部7402、操作按鈕7403、外部連接埠 7404、揚聲器7405、麥克風7 406等。請注意,行動電話 7400係藉由使用用於顯示部7402之發光裝置予以製造。 當以手指等碰觸圖5D中所描繪之行動電話7400的 顯示部7402時’資料可輸入行動電話7400。此外,可藉 由以手指等碰觸顯示部7402而執行諸如打電話及收發電 子郵件之操作。 -53- 201235353 主要存在顯示部7402之三種螢幕模式。第一模式爲 顯示模式,主要用於顯示影像。第二模式爲輸入模式,主 要用於輸入諸如正文之資料。第三模式爲顯示及輸入模式 ,其中顯示模式及輸入模式之二模式組合。 例如,在打電話及收發電子郵件之狀況下,便針對顯 示部7402選擇主要用於輸入正文之正文輸入模式,使得 可輸入顯示於螢幕上之正文。在此狀況下,較佳地於顯示 部74 02之幾乎所有面積上顯示鍵盤或數字按鈕。 當包括用於檢測傾斜度之感應器的檢測裝置,諸如陀 螺儀或加速度感應器,配置於行動電話7400內部時,顯 示部7402之螢幕上之顯示可藉由決定行動電話74 00之方 位(行動電話係針對風景模式或肯像模式而水平或垂直置 放)而自動改變。 螢幕模式係藉由碰觸顯示部74 02或操作外殻74〇1之 操作按鈕7403而予切換。另一方面,螢幕模式可依據顯 示於顯示部7402上之影像種類而予切換。例如,當顯示 於顯示部上之影像的信號爲移動影像資料之信號時,螢幕 模式便切換爲顯示模式。當信號爲正文資料信號時,螢幕 模式便切換爲輸入模式。 再者,在輸入模式中,當於特定期間內未藉由碰觸顯 示部7402而執行輸入時,同時藉由顯示部7402中光學感 應器檢測到信號時,可控制螢幕模式以便從輸入模式切換 爲顯示模式。 顯示部7402可充當影像感應器。例如,藉由以手掌 -54- 201235353 或手指碰觸顯示部7402而採集掌紋、指紋等影像,藉此 可執行人員認證。此外,藉由於顯示部中配置發射近紅外 光之背光或感應光源,可採集手指靜脈、手掌靜脈等影像 〇 圖5E描繪桌燈,其包括照明部7501、燈罩7502、可 調臂7503、支撐部75 04、底座7505、及電力開關7506。 桌燈係藉由使用用於照明部7501之發光裝置而予製造。 請注意,照明裝置包括吸頂燈、壁燈等。 圖6描繪一範例其中發光裝置係用於室內照明裝置 801。由於發光裝置可具有較大面積,發光裝置可用作具 有大區域之照明裝置。另一方面,發光裝置可用作捲筒式 照明裝置802。請注意,如圖8中所描繪,可於配置室內 照明裝置8 0 1之房間中一起使用參照圖5 E說明之桌燈 803。 如上述,藉由應用發光裝置可獲得電子裝置及照明裝 置。發光裝置具有顯著廣泛應用範圍,並可應用於各種領 域之電子裝置。 請注意,本實施例中所說明之結構可與實施例1至5 中所說明之任何結構適當組合。 [範例1] (綜合範例1 ) 本範例具體地描繪三[3-甲基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(Mptzl-mp)3])之綜 •55- 201235353 合範例,該有機金屬錯合物係由本發明之一實施例之實施 例1中結構方程式(1 00 )表示。以下顯示[lr(Mptzl-mp)3](縮寫)之結構。
(1〇〇) [步驟1: N-(l-丙二腈)苯醯胺之合成] 首先,15.5 g乙基乙酰亞胺鹽酸鹽、15〇 mL甲苯、 及31.9 g三乙胺(Et3N)置入500-mL三頸燒瓶,並於室 溫下攪拌10分鐘。以50-mL滴液漏斗將17.7 g苯甲醯氯 及30 mL甲苯之混合溶液滴加至該混合物,並將混合物於 室溫下攪拌24小時。在預定時間之後,將反應混合物吸 起過濾,並以甲苯洗滌固體。獲得之濾出液經濃縮以提供 N- ( 1-丙二腈)苯醯胺(紅色油狀物質,82 %產量)。步 驟1之合成方案由以下(a-1)顯示。
[步驟2:3-甲基-1-(2-甲苯基)-:5-苯基-111-1,2,4-三唑 (縮寫:HMptzl-mp)之合成] 其次,8.68 g鄰甲苯肼鹽酸鹽、100 mL四氯化碳、 -56- 201235353 及35 mL三乙胺(Et3N )置入300-mL回收瓶,並於室溫 下攪拌1小時。在預定時間之後,將以上步驟1中所獲得 之8.72 g N- ( 1-丙二腈)苯醯胺添加至該混合物,並將混 合物於室溫下攪拌24小時。在預定時間之後,將水添加 至反應混合物,水層歷經氯仿汲取,並獲得有機層。以飽 和鹽水洗滌該有機層,並添加無水硫酸鎂乾燥。獲得之混 合物經重力過濾,且濾出液經濃縮以提供油狀物質。提供 之油狀物質藉由矽膠柱層析純化。二氯甲烷用作顯影溶劑 。獲得之小部分經濃縮以提供3-甲基-1- ( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮寫:HMptzl-mp )(橙色油狀物 質,84 %產量)。步驟2之合成方案由以下(a-2 )顯示
[步驟 3:三[3-甲基-1-( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三 唑]銥(III)(縮寫·_ [Ir(Mptzl-mp)3])之合成] 其次,以上步驟 2中所獲得之 22.71 g配合基 HMptzl-mp (縮寫)及1.06 g三(乙醯丙酮)銥(ΙΠ )被 置入配置三通旋塞之反應容器。以氬取代反應容器中之& 氣,且混合物以2 5 0 t加熱達4 8小時以進行反應。該反 -57- 201235353 應混合物溶解於二氯甲烷中並藉由矽膠柱層析純化。有關 顯影溶劑,首先使用二氯甲烷,且接著使用10: 1 (V/V) 比例之二氯甲烷及乙酸乙酯的混合溶劑。獲得之小部分經 濃縮以獲得固體。此固體係以乙酸乙酯洗滌,並從二氯甲 烷及乙酸乙酯之混合溶劑再結晶以提供本發明之一實施例 之有機金屬錯合物[Ir(MPtzl-mp)3](縮寫)(黃色粉末, 35 %產量)。步驟3之合成方案由以下(a-3 )顯示。
(100) 以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 振波譜法(4 NMR)的分析結果。圖7中顯示iH NMR 圖。該些結果揭示[Ir(Mptzl-mp)3](縮寫),此範例中獲 得由本發明之一實施例之結構方程式(1 0 0 )表示之有機 金屬錯合物。 獲得之物質的4 NMR資料如下:4 NMR.5(CDC13 ):1.94-2.2 1 ( m * 1 8H ) > 6.47-6.76 ( m > 12H ) ,7.29- -58- 201235353 7.52 ( m > 1 2H ) » 其次’測量二氯甲院溶液中[Ir(Mptzl-mp)3](縮 之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及 頻譜。吸收頻譜係於二氯甲院溶液(0.085 mmol/L) 溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線-可見光分 度計(V-550,藉由JASCO公司製造)予以測量。發 譜係於除氣二氯甲烷溶液( 0.085 mmol/L)於室溫置 英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS 920, Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量。圖8顯 收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂 代表吸收強度及發射強度。在圖8中,顯示二實線; 代表吸收頻譜,及粗線代表發射頻譜。請注意,圖8 收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液(( mmol/L )的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲院被置入 電解槽的吸收頻譜所獲得之結果。 如圖8中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯 的[Ir(Mptzl-mp)3](縮寫)具有493 run之發射峰値 從二氯甲烷溶液觀察到藍光發射。 [範例2] (綜合範例2). 此範例具體地描繪由本發明之一實施例之實施例 結構方程式(102 )表示之有機金屬錯合物的三[3-基-卜(2-甲苯基)-5-苯基·1Η-1,2,4-三唑]銥(III) 寫) 發射 於室 光光 射頻 於石 藉由 示吸 直軸 細線 中吸 1.085 石英 合物 ,並 1中 異丙 (縮 -59- 201235353 寫:[Ir(iPrptzl-mp)3]) 之綜合範例。以下顯示 [Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫)之結構。
(102) [步驟1 : N-(l-甲氧基亞異丁基)苯醯胺之合成] 首先,10.0 g甲基異丁醯胺鹽酸鹽、150 mL甲苯、 及18.4 g三乙胺(Et3N)被置入500-mL三頸燒瓶,並於 室溫下攪拌10分鐘。10.2 g苯甲醯氯及30 mL甲苯之混 合溶液滴加至該混合物,並將混合物於室溫下攪拌27小 時。在攪拌之後,將反應混合物吸起過濾以提供濾出液。 並以水及接著以飽和鹽水洗滌獲得之濾出液。脫水硫酸鎂 添加至有機層進行乾燥,並將結果混合物重力過濾以提供 濾出液。獲得之濾出液經濃縮以提供N- ( 1-甲氧基亞異丁 基)苯醯胺(棕色油狀物質,91 %產量)。步驟1之合成 方案由以下(b-Ι )顯示。
[步驟2:3-異丙基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1^1-1,2,4-三唑 (縮寫:HiPrptzl-mp)之合成] 201235353 其次,4.64 g鄰甲苯肼鹽酸鹽、50 mL四氯化碳、及 20 mL三乙胺(Et3N)被置入300-mL三頸燒瓶’並於室 溫下攪拌1小時。在預定時間之後,以上步驟1中所獲得 之6.0 g N-(l-甲氧基亞異丁基)苯醯胺被添加至此混合 物,並將混合物於室溫下攪拌1 7小時。在預定時間之後 ,將水添加至反應混合物,水層歷經氯仿汲取,並獲得有 機層。有機層及汲取之溶液一起以飽和鹽水洗滌,並將水 合硫酸鎂添加至有機層進行乾燥。混合物經重力過濾,且 濾出液經濃縮以提供油狀物質。此油狀物質係藉由矽膠柱 層析純化。有關顯影溶劑,使用1 〇 : 1 ( v/v )比例之己烷 及乙酸乙酯。獲得之小部分經濃縮以提供3 -異丙基-1 -( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮寫:HiPrptzl_mp) (橙色油狀物質,78 %產量)。步驟2之合成方案由以下 (b-2 )顯示》
[步驟3 :三[3-異丙基-1- ( 2-甲苯基)·5_苯基-三唑]銥(III)(縮寫:[Ir(iPrptZl-mp)3])之合成] 其次,以上步驟2中所獲得之2.0 g配合基HiPrptz 1 -mp (縮寫)及0.706 g三(乙醯丙酮)銥(ΠΙ)被置入配 -61 - 201235353 置三通旋塞之反應容器,並以220 °C加熱達33小時,並 接著以250 °C加熱達47小時以進行反應。結果反應混合 物溶解於二氯甲烷並藉由矽膠柱層析純化。二氯甲烷用作 顯影溶劑。獲得之小部分經濃縮以提供本發明之一實施例 之有機金屬錯合物的[Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫)(黃色粉 末,5 %產量)。步驟3之合成方案由以下(b-3 )顯示。
HiPrptz1-mp
(102) 以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 振波譜法(4 NMR)的分析結果。圖9中顯示1HNMR 圖。該些結果揭示[Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫),綜合範例2 中獲得由本發明之一實施例之結構方程式(102)表示之 有機金屬錯合物。 獲得之物質的4 NMR資料如下:j NMR.S(CDC13 ):0.80-0.87(m,9H) ,1.36(d,9H) - 1.8 5 -2.2 8 ( m ,9H) ’ 2.80 ( sep,3H ) ,6,44-6 7 6 ( m,1 2 Η ) * 7.36- -62- 201235353 7.48 ( m,1 2H )。 其次,測量二氯甲烷溶液中[IMiPrptzhmph](縮寫 )之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及發 射頻譜。吸收頻譜係於二氯甲烷溶液(0.077 mmol/L )於 室溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線-可見光分光 光度計(V-5 50 ’藉由JASCO公司製造)予以測量。發射 頻譜係於除氣二氯甲烷溶液( 0.077 mmol/L)於室溫置於 石英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS920,藉 由Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量◊圖1〇顯 示吸收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂 直軸代表吸收強度及發射強度。在圖1 0中,顯示二實線 ;細線代表吸收頻譜’及粗線代表發射頻譜。請注意,圖 10中吸收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液( 0.077 mmol/L)的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲烷被置入 石英電解槽的吸收頻譜所獲得之結果。 如圖10中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的[Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫)具有493 nm之發射峰値, 並從二氯甲烷溶液觀察到藍光發射。 [範例3] (綜合範例3) 此範例具體地描繪由本發明之一實施例之實施例1中 結構方程式(1 03 )表示之有機金屬錯合物的三[1- ( 2-甲 苯基)-5 -苯基-3·丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(縮寫: -63- 201235353 [Ir(Prptzl-mp)3])之綜合範例。以下顯示[Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫)之結構。
(103)
[步驟1: N-(l-酸乙酯)苯醯胺之合成]
首先,丨〇g乙基丁醯胺鹽酸鹽、40 mL甲苯、及17 g 三乙胺(Et3N)被置入200-mL三頸燒瓶,並於室溫下攪 拌10分鐘。9.3 g苯甲醯氯及30 mL甲苯之混合溶液滴加 至該混合物,並將混合物於室溫下攪拌20小時。在預定 時間之後,將混合物吸起過濾,並以碳酸氫鈉之飽和水溶 液洗滌濾出液。在洗滌之後,無水硫酸鎂添加至有機層進 行乾燥》獲得之混合物經重力過濾,且濾出液經濃縮以提 供N- ( 1-酸乙酯)苯醯胺(黃色油狀物質,87 %產量)。 步驟1之合成方案由以下(c-1)顯示。
[步驟2: 1-(2-甲苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑( 縮寫:HPrptzl-mP)之合成] -64- 201235353 其次,4.3 g鄰甲苯肼鹽酸鹽及50 mL四氯化碳置入 200-mL三頸燒瓶,並將20 mL三乙胺(Et3N)漸漸滴加 至此混合物。在添加之後,混合物於室溫下攪拌1小時。 將5.0 g N- ( 1-酸乙酯)苯醯胺添加至此混合物,並於室 溫攪拌混合物1 8小時。將水添加至獲得之反應混合物, 水層歷經氯仿汲取,並獲得有機層。以飽和鹽水洗滌該有 機層,並添加無水硫酸鎂乾燥。結果混合物經重力過濾以 提供濾出液。濾出液經濃縮以提供1- ( 2-甲苯基)-5-苯 基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑(縮寫:HPrptzl-mp )(紅色油 狀物質,74 %產量)。步驟1之合成方案由以下(c-2 ) 顯示。
[步驟 3:三[1-(2·甲苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三 唑]銥(ΠΙ)(縮寫:[lr(prptzl-mp)3])之合成] 此外’以上步驟2中所獲得之1 .5 7 g配合基 HPrptzl-mp (縮寫)及0.55 g三(乙醯丙酮)銥(ΙΠ) 被置入配置三通旋塞之反應容器,並以氬取代反應容器中 之空氣。之後’混合物以250 t加熱達47小時以進行反 應。反應物溶解於二氯甲烷中,並過濾此溶液。蒸餾出結 -65- 201235353 果濾出液之溶劑,並藉由矽膠柱層析使用二氯甲烷作爲顯 影溶劑而實施純化。此外,以二氯甲烷溶劑實施再結晶’ 使得獲得本發明之一實施例之有機金屬錯合物的 [Ir(Prptzl-mp)3](縮寫)(黃色粉末,65 %產量)。步驟 3之合成方案由以下(c-3 )顯示。
(103)
以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 振波譜法(·Η NMR)的分析結果。圖11中顯示 j NMR 圖。該些結果揭示[Ir(Prptzl-mp)3](縮寫),綜合範例3 中獲得由本發明之一實施例之結構方程式(1〇3)表示之 有機金屬錯合物。 獲得之物質的NMR資料如下:NMR.5(CDCh ):〇.86(m,9H) · 1 . 50 ( m - 3 Η ) ,1.69(m,3H) ’ 1.92 ( d ’ 6H) ’ 2.25 ( d,3H) ,2.32 ( m,3H) ,2.45 (m ’ 3H) ’ 6.46-6.75 ( m,12H ) > 7.29 ( m > 3H ) ’ -66- 201235353 7.35-7.52 ( m,9H )。 其次,測量二氯甲烷溶液中[Ir(Prptzl-mp)3](縮寫) 之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及發射 頻譜。吸收頻譜係於二氯甲烷溶液( 0.086 mmol/L)於室 溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線-可見光分光光 度計(V-5 5 0,藉由JASCO公司製造)予以測量。發射頻 譜係於除氣二氯甲烷溶液(0.52 mmol/L)於室溫置於石 英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS 920,藉由 ® Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量。圖12顯示吸 收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂直軸 代表吸收強度及發射強度。在圖12中,顯示二實線;細 線代表吸收頻譜,及粗線代表發射頻譜。請注意,圖1 2 中吸收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液( 0.08 6 mmol/L)的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲烷被置入 石英電解槽的吸收頻譜所獲得之結果。 ^ 如圖12中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的[Ir(Prptzl-mp)3](縮寫)具有491 nm之發射峰値, 並從二氯甲烷溶液觀察到藍光發射。 [範例4] (綜合範例4) 此範例具體地描繪由本發明之一實施例之實施例1中 結構方程式(101)表示之有機金屬錯合物的三[3-乙基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1H-1 ,2,4-三唑]銥(III)(縮寫: -67- 201235353 [Ir(Eptzl-mp)3])之綜合範例。以下顯示[Ir(Eptzl-mp)3] (縮寫)之結構。
(101)
[步驟1 : Ν-(1·甲氧基丙胺)苯醯胺之合成]
首先,5.0 g乙基二硫代雙鹽酸鹽、100 mL甲苯、及 8.5g三乙胺(Et3N)被置入300-mL三頸燒瓶,並於室溫 下攪拌10分鐘。在預定時間之後,5.6 g苯甲醯氯及30 mL甲苯之混合溶液以5 0-mL滴液漏斗滴加至此混合物, 並於室溫攪拌混合物達20小時。獲得之反應混合物被吸 起過濾,且濾出液經濃縮以提供N- ( 1-甲氧基丙胺)苯醯 胺(黃色油狀物質,82 %產量)。步驟1之合成方案由以 下(g-1 )顯示。 NH h3Cv^A〇CH3
(9-1) [步驟2:3-乙基-丨-(2-甲苯基)-5-苯基-111-1,2,4-三唑( 縮寫:HEptzl-mp)之合成] 其次,5.8 g鄰甲苯肼鹽酸鹽、100 mL四氯化碳、及 -68- 201235353 11 mL三乙胺(Et3N)被置入300-mL三頸燒瓶,並於室 溫攪拌混合物1小時。在預定時間之後,以上步驟1中所 獲得之6.3 g N- ( 1-甲氧基丙胺)苯醯胺被添加至此混合 物,並將混合物於室溫下攪拌65小時。將水添加至獲得 之反應溶液,水層歷經氯仿汲取,並獲得有機層。有機層 及汲取之獲得的溶液一起以飽和鹽水洗滌,並將無水硫酸 鎂添加至有機層進行乾燥。獲得之混合物經重力過濾,且 濾出液經濃縮以提供油狀物質。提供之油狀物質係藉由矽 膠柱層析純化。二氯甲烷用作顯影溶劑。獲得之小部分經 濃縮以提供3-乙基-1-( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑 (縮寫:HEptzl-mp)(棕色油狀物質,55 %產量)。步 驟2之合成方案由以下(g_2 )顯示。
[步驟3 :三[3-乙基-1- ( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三 唑]銥(ΠΙ)(縮寫:Ir(EPtZl-mP)3)之合成] 其次,以上步驟2中所獲得之2.0 g配合基HEptzl-mp (縮寫)及0.73 g三(乙醯丙酮)銥(III)被置入配 置三通旋塞之反應容器。以氬取代反應容器中之空氣,且 混合物以250 °C加熱達39小時以進行反應。獲得之反應 201235353 混合物溶解於二氯甲烷中,並藉由矽膠柱層析純化。有關 顯影溶劑,首先使用二氯甲烷,且接著使用50: 1 (Wv) 比例之二氯甲烷及乙酸乙酯的混合溶劑。獲得之小部分經 濃縮以提供固體。此固體係以乙酸乙酯接著以甲醇洗滌。 獲得之固體從二氯甲烷及己烷之混合溶劑再結晶以提供本 發明之一實施例之有機金屬錯合物[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫 )(黃色粉末,3 5 %產量)。步驟3之合成方案由以下( g-3 )顯示。
以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 振波譜法NMR)的分析結果。圖13中顯示4 NMR 圖。該些結果揭示[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫),綜合範例4 中獲得由本發明之一實施例之結構方程式(101)表示之 有機金屬錯合物。 獲得之物質的4 NMR資料如下:4 NMR.5(CDC13 ):1 .08- 1 .2 5 ( m,9H ) > 1.91-2.61 ( m - 15H ) > 6.45- 6.73 ( m,3H) » 6.5 5 -6.74 ( m > 9H ) > 7.3 2-7.5 2 ( m > -70- 201235353 12H )。 其次’測量二氯甲烷溶液中[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫) 之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及發射 頻譜。吸收頻譜係於二氯甲烷溶液(0.08 5 mmol/L)於室 溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線-可見光分光光 度計(V-550,藉由JASCO公司製造)予以測量。發射頻 譜係於除氣二氯甲烷溶液( 0.085 mmol/L)於室溫置於石 英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS920,藉由 ® Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量。圖14顯示吸 收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂直軸 代表吸收強度及發射強度。在圖14中,顯示二實線;細 線代表吸收頻譜,及粗線代表發射頻譜。請注意,圖14 中吸收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液( 0.08 5 mmol/L)的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲烷被置入 石英電解槽的吸收頻譜所獲得之結果。 如圖14中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫)具有492 nm之發射峰値, 並從二氯甲烷溶液觀察到藍光發射。 [範例5 ] (綜合範例5) 此範例具體地描繪由本發明之一實施例之實施例1中 結構方程式(II2)表示之有機金屬錯合物的三[1-(5 -二 苯基)-3-甲基-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫: -71 - 201235353 [Ir(Mptzl-3b)3])之綜合範例。以下顯示[ir(Mptzl-3b)3] (縮寫)之結構。
[步驟1: 1-(3-溴苯基)-3-甲基-5-苯基-ΙΗ-丨,2,4-三唑] 首先,18 g 3-溴苯基肼鹽酸鹽及150 mL四氯化碳被 置入3 00-mL三頸燒瓶,9.8 g三乙胺(Et3N)漸漸滴加至 該混合物,並將混合物於室溫下攪拌1小時。在預定時間 之後,綜合範例1之步驟1中所獲得之17 g N- ( 1-丙二 腈)苯醯胺添加至該混合物,並將混合物於室溫下攪拌 24小時。在反應之後,水添加至反應混合物,水層歷經 氯仿汲取,並獲得有機層。獲得之汲取溶液及有機層一起 以飽和鹽水洗滌,並將水合硫酸鎂添加至有機層進行乾燥 。獲得之混合物經重力過濾,且濾出液經濃縮以提供油狀 物質。提供之油狀物質係藉由矽膠柱層析純化。有關顯影 溶劑,係使用5 0 : 1 ( v/v )比例之二氯甲烷及乙酸乙酯。 獲得之小部分經濃縮以提供卜(3_溴苯基)·3-甲基-5-苯 基-1H-1,2,4 -三唑(黃色固體,50 %產量)。步驟1之合 成方案由以下(h·1)顯示。 -72- 201235353
(h-1) [步驟2: 1-(3-二苯基)-3-甲基-5-苯基-1H-1,2,4-三唑( 縮寫:HMptzl-3b)之合成] 其次,以上步驟1中所獲得之1 2 g 1 - ( 3 -溴苯基)-3-甲基-5-苯基-1H-1,2,4-三唑、5.3 g苯基硼酸、0.36 g三 (鄰甲苯)磷化氫、lOOmL甲苯、12 mL乙醇、及43 mL 碳酸鉀之2M水溶液被置入200-mL三頸燒瓶,並以氮取 代燒瓶中空氣。0.088 g鈀(II )醋酸鹽添加至該混合物 ,並於80 °C加熱及攪拌混合物達1 3小時。在反應之後 ,獲得之反應溶液的水層歷經氯仿汲取,並獲得有機層。 汲取之溶液及有機層以碳酸氫鈉之飽和水溶液及接著以飽 和鹽水洗滌,水合硫酸鎂添加至有機層進行乾燥。獲得之 混合物經重力過濾,且濾出液經濃縮以提供油狀物質。油 狀物質係藉由矽膠柱層析純化。有關顯影溶劑,係使用4 :1 ( v/v )比例之甲苯及乙酸乙酯。獲得之小部分經濃縮 以提供1-(3-二苯基)-3-甲基-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮 寫:HMptzl-3b )(黃褐色油狀物質,94 %產量)。步驟 2之合成方案由以下(h-2 )顯示。 -73- 201235353 9 <0>-Β(〇Η)2 ch3 Pd(OAc)2 P(o-toly)3 2M K2C03aq 甲苯 乙醇 HMptz1-3b (h-2) Β〆 [步驟3 :三[1- ( 5-二苯基)-3 -甲基-5-苯基-1Η-1,2,4-三 唑]銥(III)(縮寫:UKMptzl-3b)3])之合成]
其次’以上步驟2中所獲得之2.35 g配合基HMptzl-3b (縮寫)及0.739 g三(乙醯丙酮)銥(in)被置入配 置三通旋塞之反應容器,以氬取代容器中空氣,並於250 °C加熱及攪拌混合物達43小時。結果反應混合物溶解於 二氯甲烷並藉由快速柱層柝純化。有關顯影溶劑,係使用 2 0 : 1 ( v/v )比例之二氯甲烷及乙酸乙酯^獲得之小部分 經濃縮以提供固體。此固體係以甲醇洗滌,且獲得之殘渣
從二氯甲烷及甲醇之混合溶劑再結晶以提供本發明之一實 施例之有機金屬錯合物的[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫)(黃色 粉末,12 %產量)。步驟3之合成方案由以下(h-3 )顯 不 ° •74· 201235353
HMptz1-3b
(h-3) 以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 振波譜法(h NMR )的分析結果。圖15中顯示4 NMR 圖。該些結果揭示[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫),綜合範例5 中獲得由本發明之一實施例之結構方程式(112)表示之 有機金屬錯合物。
獲得之物質的4 NMR資料如下·· NMR.5(CDC13 ):2.06 ( s,9H ) ,6.67 ( t,3H ) ,6.74-6.83 ( m - 6H )> 6.94 ( d > 3H ) > 7.3 6-7.5 0 ( m 1 2H ) > 7.61-7.67 ( m,9H ) ,7.73 ( t,3H ) ,7 · 8 0 ( d,3 H )。 其次,測量二氯甲烷溶液中[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫) 之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及發射 頻譜。吸收頻譜係於二氯甲烷溶液(0.080 mmol/L)於室 溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線·可見光分光光 度計(V-550,藉由JASCO公司製造)予以測量。發射頻 譜係於除氣二氯甲烷溶液( 0.080 mmol/L)於室溫置於石 -75- 201235353 英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS 920,藉由 Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量。圖16顯示吸 收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂直軸 代表吸收強度及發射強度。在圖1 6中,顯示二實線;細 線代表吸收頻譜,及粗線代表發射頻譜。請注意,圖16 中吸收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液( 0.080 mmol/L)的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲烷被置入 石英電解槽的吸收頻譜所獲得之結果。 如圖16中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫)具有516 nm之發射峰値, 並從二氯甲烷溶液觀察到藍光發射。 [範例6 ] (綜合範例6) 此範例具體地描繪由本發明之一實施例之實施例1中 結構方程式(128)表示之有機金屬錯合物的三[1-(2_甲 本基)-3-甲基-5-(2-蔡基)-114-1,2,4-三哩]銃(111)( 縮寫:[Ir(Mntzl-mp)3])之綜合範例。以下顯示 [Ir(Mntzl -mp)3](縮寫)之結構。 -76- 201235353
(128) [步驟1 : N- ( 1-丙二腈)-2-萘甲醯胺之合成]
首先,10 g乙基乙酰亞胺鹽酸鹽、150 mL甲苯、及 16 g三乙胺(Et3N)被置入300-mL三頸燒瓶,並於室溫 攪拌10分鐘。基於50-mL滴液漏斗,15 g 2 -萘甲醯氯及 30 mL甲苯之混合溶液滴加至此混合物,並於室溫攪拌混 合物達42小時。在預定時間之後,反應混合物被吸起過 濾’且濾出液經濃縮以提供N- ( 1-丙二腈)-2-萘甲醯胺 (黃色油狀物質,86 %產量)。步驟1之合成方案由以下 (j-1 )顯示。
[步驟 2 : 1- ( 2-甲苯基)-3-甲基-5- ( 2-萘基)-1H-1,2,4-三唑(縮寫:HMntzl-mp)之合成] 其次,6.4 g鄰甲苯肼鹽酸鹽及150 mL四氯化碳被置 -77- 201235353 入3 00-mL三頸燒瓶,以上步驟1中所獲得之8.8 g N-( 1- 丙二腈)-2 _萘甲醯胺及20 mL四氯化碳之混合溶劑滴加 至此混合物,並於室溫攪拌混合物20小時。在反應之後 ,水添加至此反應溶液,水層歷經氯仿汲取,並獲得有機 層。獲得之汲取溶液及有機層一起以飽和鹽水洗滌,並添 加水合硫酸鎂進行乾燥。獲得之混合物經重力過濾,且濾 出液經濃縮以提供油狀物質。提供之油狀物質係藉由快速 柱層析純化。有關顯影溶劑,係使用1 : 1 ( v/v )比例之 二氯甲烷及己烷的混合溶劑。獲得之小部分經濃縮以提供 油狀物質。此油狀物質係藉由矽膠柱層析而進一步純化。 二氯甲烷用作顯影溶劑。獲得之小部分經濃縮以提供1-( 2- 甲苯基)-3-甲基- 5-(2-萘基)-1Η-1,2,4·三唑(縮寫: HMntzl-mp )(棕色固體,59 %產量)。步驟2之合成方 案由以下(j-2 )顯示。
[步驟3:三[1-(2-甲苯基)-3-甲基-5-(2-萘基)_1H-1,2,4-三唑]銥(III)(縮寫:[Ir(Mntzl-mp)3])之合成] 其次,以上步驟2中所獲得之2.35 g配合基HMntzl- 201235353 mp及0.739 g三(乙醯丙酮)銥(III)被置入配置三通 旋塞之反應容器,以氬取代反應容器中之空氣,並於250 t加熱及攪拌混合物達5 7小時。結果反應混合物溶解於 二氯甲烷中並藉由快速柱層析純化。有關顯影溶劑,係使 用20 : 1 ( v/v )比例之二氯甲烷及乙酸乙酯的混合溶劑。 獲得之小部分經濃縮以提供固體。此固體係以乙酸乙酯洗 滌,且獲得之殘渣藉由矽膠柱層析而進一步純化。二氯甲 烷用作顯影溶劑。獲得之小部分經濃縮以提供固體。此固 ^ 體從二氯甲烷及乙酸乙酯之混合溶劑而再結晶以提供本發 明之一實施例之有機金屬錯合物的[Ir(Mntzl_mP)3](縮寫 )(黃色粉末,8.3 %產量)。步驟3之合成方案由以下 (j -3 )顯示。
以下說明以上步驟3中所獲得之黃色粉末藉由核磁共 -79- 201235353 振波譜法(4 NMR)的分析結果。圖17中顯示 j NMR 圖。該些結果揭示[Ir(Mntzl-mp)3](縮寫),綜合範例6 中獲得由本發明之一實施例之結構方程式(128)表示之 有機金屬錯合物。 獲得之物質的'H NMR資料如下:4 NMR.5(CDC13 ):1.84-2.25 ( m * 1 8H ) ,7.01-7.18 (m,15H) « 7.2 1- 7.32 ( m,3H) ,7 · 4 2 - 7 · 6 1 ( m,1 2 Η ) » 其次,測量二氯甲烷溶液中[Ir(MntZl-mp)3](縮寫) 之紫外線可見吸收頻譜(以下,簡稱爲吸收頻譜)及發射 頻譜》吸收頻譜係於二氯甲烷溶液(0.095 mmol/L )於室 溫置於石英電解槽中之狀態下使用紫外線-可見光分光光 度計(V-5 5 0,藉由JASCO公司製造)予以測量。發射頻 譜係於除氣二氯甲烷溶液( 0.095 mmol/L)於室溫置於石 英電解槽中之狀態下使用螢光分光光度計(FS 920,藉由 Hamamatsu Photonics公司製造)予以測量。圖18顯示吸 收頻譜及發射頻譜之測量結果。水平軸代表波長及垂直軸 代表吸收強度及發射強度。在圖1 8中,顯示二實線;細 線代表吸收頻譜,及粗線代表發射頻譜。請注意,圖1 8 中吸收頻譜爲從測量之石英電解槽中二氯甲烷溶液( 0.095 mmol/L)的吸收頻譜減去測量之僅二氯甲烷被置入 石英電解槽的吸收頻譜所獲得之結果》 如圖18中所示,本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的[Ir(Mntzl-mp)3](縮寫)具有539 nm及約584 nm之 二發射峰値,並從二氯甲烷溶液觀察到黃光發射。 -80- 201235353 [範例7] 在本範例中,評估發光元件1其中於範例1中所合成 之[Ir(MPtZl-mP)3](縮寫)用作發光物質、發光元件2其 中於範例2中所合成之[Ir(iPrptzl-mp)3](縮寫)用作發 光物質、及發光元件 3其中於範例 3中所合成之 [Ir(Prptzl-mp)3](縮寫)用作發光物質。以下顯示本範例 中使用之材料的化學式。
[Ir(Mptzl-mp)3] [Ir(iPrptzl-mp)3]
(103) [Ir(Prptzl-mp)3] 參照圖1 9 A說明發光元件1至3。以下說明本範例之 發光元件1的製造方法。 (發光元件1 ) -81 - 201235353 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITS 0 )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒。
之後,基板1100被移至壓力減少爲約1〇·4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1 100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約10_4 Pa »接著, 4,4'-二(N-昨唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 1 2。 此外,mCP (縮寫)及範例1中所合成之三[3·甲基-1- ( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(縮寫: -82- 201235353 [Ir(Mptzl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 第一發光層1113a。此處’ mCP (縮寫)相對於[Ir(Mptzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1 : 〇.〇8 ( = mCP ·· [Ir(Mptzl-mp)3])。第一發光層 1113a 之厚度爲 30 nm。
其次,在第一發光層1113a上’ 2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 及範例1中所合成之二[3 -甲基-1-( 2 -甲苯基)-5 -苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(Mptzl-mp)3])共同 蒸發,以於第一發光層1113a上形成第二發光層1113b» 此處,mDBTBIm-II (縮寫)相對於[Ir(Mptzl-mp)3](縮 寫)之重量比例調整爲 1: 〇.〇8 (= mDBTBIm-II : [Ir(Mptzl-mp)3])。第二發光層 1 1 13b 之厚度爲 10 nm。 之後,在第二發光層1113b上,形成15 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層1 1 14。 此外,在電子傳輸層1Π4上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF)膜,藉此形成電子注入層1115。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件1。 以下說明本範例之發光元件2之製造方法。 (發光元件2) 首先,藉由濺鑛法於基板1100之上形成包含氧化砂 (ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第—電極11〇1。厚度 爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 -83- 201235353 其次,有關用於形成基板1100上之發光元件的預先 處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並歷 經UV臭氧處理370秒。 之後,基板1100被移至壓力減少爲約1CT4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘。
其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約10_4 Pa。接著, 4,4'-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極Π01上形成電洞注入層Π11 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。
其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N·咔唑基)苯(縮寫:mCP)膜,藉此形成電洞 傳輸層1112。 此外,mCP (縮寫)及範例2中所合成之三[3-異丙 基-1- ( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮 寫:[Ir(iPrptzl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上 形成第一發光層1113a。此處’ mCP (縮寫)相對於 [Ir(iPrptzl ·ηιρ)3](縮寫)之重量比例調整爲1:0.08( = mCP : [Ir(iPrptzl-mp)3])。第一發光層 1113a 之厚度爲 -84- 201235353 3 0 run 〇 其次,在第一發光層1113a上,2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 及範例2中所合成之三[3-異丙基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(iPrptzl-mp)3])共同 蒸發,以於第一發光層lU3a上形成第二發光層1113b。 此處,mDBTBIm-II (縮寫)相對於[Ir(iPrptzl-mp)3](縮 寫)之重量比例調整爲 1: 0.08 ( = mDBTBIm-II :
[Ir(iPrptzl-mp)3])。第二發光層 1113b 之厚度爲 10 nm 之後,在第二發光層1113b上,形成15 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層lllf。 此外,在電子傳輸層1114上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF)膜,藉此形成電子注入層1115。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件2。 以下說明本範例之發光元件3之製造方法。 (發光元件3) 首先,藉由濺鍍法而於基板Π00之上形成包含氧化 矽(ITSO)之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板Π00之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 -85- 201235353 歷經UV臭氧處理370秒。 之後,基板1100被移至壓力減少爲約1(T4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘
其次,配置第一電極Π01之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約10_4Pa。接著, 4,4'-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4: 2( = CBP :氧化鉬)〇 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。
其次’在電洞注入層1111上,形成20 run厚度之 1,3·二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 12 » 此外’ mCP (縮寫)及範例3中所合成之三[1- ( 2-甲 苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫: [Ir(PrptZl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 第一發光層 1113a»此處,mCP (縮寫)相對於 [Ir(PrptZl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1: 〇_〇8 (= mCP: [Ir(Prptzl-mp)3])。第一發光層 1113a 之厚度爲 30 -86- 201235353 其次,在第一發光層H13a上’ 2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 及範例3中所合成之三[1-(2-甲苯基)·5_苯基-3_丙基_ 1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(Prptzl-mp)3])共同 蒸發,以於第一發光層上形成第二發光層iii3b。 此處,mDBTBIm-II (縮寫)相對於[Ir(Prptzl-mp)3](縮 寫)之重量比例調整爲 1: 〇·〇8 (= mDBTBIm-II : [Ir(Prptzl-mp)3])。第二發光層 1113b 之厚度爲 l〇nm。 之後,在第二發光層1113b上’形成I5 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層1114。 此外’在電子傳輸層II14上’藉由蒸發形成1 11111厚 度之氟化鋰(LiF)膜,藉此形成電子注入層H15。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之銘膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件3。 請注意,在所有以上蒸發步驟中’採用電阻加熱法用 於製造發光元件1至3中之蒸發。 表1顯示因而獲得之發光元件1至3的元件結構。 -87- 201235353 [表i] 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 第一發光層 發光元件1 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Mptzl-mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 發光元件2 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(iPrptzl- mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 發光元件3 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Prptzl-mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 第二發光層 電子傳輸層 電子注入層 發光元件1 mDBTBIm-II : [Ir(Mptzl-mp)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm 發光元件2 mDBTBIm-II : [Ir(iPrptzl-mp)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm 發光元件3 mDBTBIm-II : [Ir(Prptzl-mp)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm 第二電極 備註 發光元件1 A1 200 nm 綜合範例1 發光元件2 A1 200 nm 綜合範例2 發光元件3 A1 200 nm 綜合範例3 在包含氮氣之手套箱中,發光元件1至3密封以致不 暴露於空氣。之後,測量發光元件1至3之操作特性。請 -88- 201235353 注意,測量係在室溫(保持25。C之大氣中)實施。 圖20、圖24、及圖28分別顯示發光元件1、發光元 件2、及發光元件3之電流密度相對於亮度特性。在每一 圖20、圖24、及圖28中,水平軸代表電流密度( mA/cm2)及垂直軸代表亮度(cd/m2)。此外,圖21、圖 25、及圖29分別顯示發光元件1、發光元件2、及發光元 件3之電壓相對於亮度特性。在每一圖21、圖25、及圖 29中’水平軸代表電壓(V)及垂直軸代表亮度(cd/m2 )。此外’圖22、圖26、及圖30分別顯示發光元件1、 發光元件2、及發光元件3之亮度相對於電流效率特性。 在每一圖22、圖26、及圖30中,水平軸代表亮度( cd/m2)及垂直軸代表電流效率(Cd/A)。 此外,表2顯示於600 cd/m2之亮度下,每一發光元 件1至3之電壓(V )、電流密度(mA/cm2 ) 、CIE色度 座標(X,y )、電流效率(cd/A )、及外部量子效率(% )° [表2] 電壓 (V) 電流密度 (mA/cm2) 色度座標 X,y 電流效率 (cd/A ) 外部量 子效率 (%) 備註 發光元件 1 6.0 2.2 0.17, 0.27 31.7 17.8 綜合 範例1 發光元件 2 6.0 1.6 0.17, 0.26 31.9 18.3 綜合 範例2 發光元件 3 6.0 1.9 0.17, 0.27 33.1 18.5 綜合 範例3 5 -89- 201235353 圖23、圖27、及圖31分別顯示當以2.5 mA/cm2電 流密度供應電流時,發光元件1、發光元件2、及發光元 件3之發射頻譜。如圖23、圖27、及圖31中所示,發光 元件1、發光元件2、及發光元件3之發射頻譜分別具有 463 nm、462 nm、及 464 nm 之峰値。 此外,如表2中所示,在600 cd/m2之亮度下,發光 元件1、發光元件2、及發光元件3之CIE色度座標分別 爲(x,y) = (0.17,0.27) 、(x* y) = (0.17« 0.26 ) 癲 、及(x,y) = ( 0·17,0.27 ) » 如上述,發現各使用本發明之一實施例之有機金屬錯 合物的發光元件1至3可於綠色至藍色之波長區域中有效 率地發射光。 其次,實施發光元件1至3之可靠性測試。圖32及 圖3 3中顯示可靠性測試之結果。
在圖32中,顯示發光元件1至3之亮度隨時間改變 ,其係在每一最初亮度設定爲300 cd/m2及每一電流密度 爲恆定之狀況下,藉由驅動發光元件1至3而予獲得。水 平軸代表元件之驅動時間(h ),及垂直軸代表在最初亮 度爲100 %之假設下的正常化亮度(% )。從圖32,發現 發光元件1、發光元件2、及發光元件3之正常化亮度値 分別在4 7小時、2 5小時、及8小時之後變成7 0 %或更低 在圖33中,顯示發光元件1至3之電壓隨時間改變 ,其係在每一最初亮度設定爲300 cd/m2及每一電流密度 -90- 201235353 爲恆定之狀況下,藉由驅動發光元件1至3而予獲得。水 平軸代表元件之驅動時間(h),及垂直軸代表電壓(V )。從圖3 3,發現在發光元件1中電壓隨時間增加最小 ,接著爲發光元件2及發光元件3。即,在發光元件1至 3之中,於1H-1,2,4-三唑環之3位置的取代基不同,因而 可靠性改變。 如以上所示,各使用本發明之一實施例之有機金屬錯 合物的發光元件1至3可於綠色至藍色之波長區域中有效 率地發射光。請注意,若考量可靠性,於1H-1,2,4-三唑 環之3位置的取代基較佳地爲甲基或異丙基,更佳地爲甲 基。 [範例8] 在本範例中,評估發光元件4其中範例3中所合成之 三[1-(2-甲苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(PrptZl-mp)3])用作發光物質,及與本發明 比較之發光元件5其中非專利文獻1中所說明之三[1-甲 基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫: [Ir(Prptz卜Me)3])用作發光物質。本範例中所使用之用於 發光元件4之材料的化學式與範例7中相同,並可參照其 說明。以下顯示本範例中用於比較之發光元件5之材料的 化學式。 -91 - 201235353
[lr(Prptz1-Me)3] 參照圖1 9B說明發光元件4及5。以下說明本範例之 發光元件4的製造方法。 (發光元件4) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm» 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒。
之後,基板Π00被移至壓力減少爲約10_4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 Y 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極π 0 1之基板Μ 00固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約.1(T4 Pa。接著, 4,V·二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 -92- 201235353 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲50 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成10nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP)膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 1 2。 此外,mCP (縮寫)及範例3中所合成之三[1- ( 2-甲 苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫: [Ir(Prptzl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 發光層1113。此處,mCP (縮寫)相對於[Ir(Prptzl-mp)3] (縮寫)之重量比例調整爲1 : 0.08 ( = mCP : [Ir(PrptZh mp)3])。發光層1113之厚度爲30 nm。 其次,在發光層1113上,形成10 nm厚度之2-[3-( 二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫: mDBTBIm-II)膜,以形成第一電子傳輸層1114a。 此外,在第一電子傳輸層1114a上形成10 nm厚度之 三(8-羥口喹啉)鋁(III )(縮寫:Alq )膜,以形成第 二電子傳輸層1114b。 之後,在第二電子傳輸層1114b上,形成15 nm厚度 之紅菲繞啉(縮寫:BPhen )膜,藉此形成第三電子傳輸 層 1114c 。 此外,在第三電子傳輸層1114c上,藉由蒸發形成1 £ -93 - 201235353 nm厚度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1 1 1 5 〇 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件4。 其次,以下說明用於比較之發光元件5之製造方法。 (發光元件5) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1 101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光先件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 〇C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒》
之後,基板1 1〇〇被移至壓力減少爲約1〇_4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約10·4 Pa。接著, 4,4'-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲50 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4: 2( = CBP:氧化鉬)。 201235353 請注意’共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成10 nm厚度之 1,3-二(N·咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 12。 此外,mCP (縮寫)及三[1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(111)(縮寫:[Ir(prptzl-Me)3])共同蒸 發以於電洞傳輸層1112上形成發光層11 13。此處,mCP (縮寫)相對於[Ir(PrptZl-Me)3](縮寫)之重量比例調整 爲 1 : 0.08 ( = mCP : [Ir(Prptzl-Me)3])。發光層 1113 之 厚度爲3 0 nm。 其次,在發光層1Π3上,形成10 nm厚度之2-[3-( 二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫: mDBTBIm-II)膜,以形成第一電子傳輸層1114a。 此外,在第一電子傳輸層1114a上形成10 nm厚度之 三(8-羥口喹啉)鋁(III )(縮寫:Alq )膜,以形成第 二電子傳輸層1 1 14b。 之後,在第二電子傳輸層lU4b上,形成15 nm厚度 之紅菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成第三電子傳輸 層 1 1 1 4 c。 此外,在第三電子傳輸層1〗14c上,藉由蒸發形成1 nm厚度之氟化鋰(LiF)膜,藉此形成電子注入層1115 〇 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 -95- 201235353 極之第二電極1103。因而,製造用於比較之發光元件5。 請注意,在所有以上蒸發步驟中,採用電阻加熱法用 於製造發光元件4及5中之蒸發。 本範例中發光元件4及5與範例7中所說明之發光元 件1至3於結構不同,諸如電洞注入層、電洞傳輸層、第 一電子傳輸層、第二電子傳輸層、及第三電子傳輸層之厚 度等。 表3顯示因而獲得之發光元件4及5的元件結構。 [表3] 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 發光層 發光元件4 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 50 nm mCP 10nm mCP : [Ir(Prptzl-mp)3] (=1 : 0.08 ) 30 nm 發光元件5 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 50 nm mCP lOnm mCP : [Ir(Prptzl- Me)3] (=1 : 0.08) 30 nm 第一電子傳輸層 第二電子傳輸層 第三電子傳輸層 發光元件4 mDBTBIm-II 10 nm Alq 15 nm BPhen 15 nm 發光元件5 mDBTBIm-II 10 nm Alq 15 nm BPhen 15 nm 電子注入層 第二電極 備註 發光元件4 LiF 1 nm A1 200 nm 綜合範例3 發光元件5 LiF 1 nm A1 200 nm 比較範例 -96- 201235353 在包含氮氣之手套箱中,發光元件4及5密封以致不 暴露於空氣。之後,測量發光元件4及5之操作特性。請 注意,測量係在室溫(保持25 °C之大氣中)實施。 圖34及圖38分別顯示發光元件4及發光元件5之電 流密度相對於亮度特性。在每一圖34及圖38中,水平軸 代表電流密度(mA/cm2 )及垂直軸代表亮度(cd/m2 ) » 此外,圖35及圖39分別顯示發光元件4及發光元件5之 $ 電壓相對於亮度特性。在每一圖35及圖39中,水平軸代 表電壓(V)及垂直軸代表亮度(cd/m2 )。此外,圖36 及圖40分別顯示發光元件4及發光元件5之亮度相對於 電流效率特性。在每一圖36及圖40中,水平軸代表亮度 (cd/m2)及垂直軸代表電流效率(cd/A)。 此外,表4顯示於1 5 00 cd/m2之亮度下,每一發光 元件4及5之電壓(V)、電流密度(mA/cm2) 、CIE色 度座標(x,y)、電流效率(cd/A )、及外部量子效率( • %)。 [表4] 電壓 (V) 電流密度 (mA/cm2) 色度座標 X,y 電流效率 (cd/A) 外部量 子效率 (%) 備註 發光元件 4 7.8 5.9 0.19, 0.30 25.6 13 綜合 範例3 發光元件 5 7.8 7.6 0.17, 0.21 22.3 14.6 比較 範例 圖37及圖41分別顯示當以2.5 mA/cm2電流密度供 -97- 201235353 應電流時,發光元件4及發光元件5之發射頻譜。如圖 37及圖41中所示,發光元件4之發射頻譜具有464 nm 之峰値,及發光元件5之發射頻譜具有45 3 urn之峰値。 此外,如表4中所示,在1 5 00 cd/m2之亮度下,發 光元件4及比較範例之發光元件5之CIE色度座標分別爲 (X,y) = (0.19,0.30)及(X,y) = (0.17,0.21)。 如上述,發現發光元件4從[Ir(Prptzl-mp)3](縮寫) 提供光發射。發現使用本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的發光元件可於綠色至藍色之波長區域中有效率地發射 光。 其次,實施發光元件4及5之可靠性測試。圖42及 圖43中顯示可靠性測試之結果。 在圖42中,顯示發光元件4及5之亮度隨時間改變 ,其係在每一最初亮度設定爲3 00 cd/m2及每一電流密度 爲恆定之狀況下,藉由驅動發光元件4及5而予獲得。水 平軸代表元件之驅動時間(h ),及垂直軸代表在最初亮 度爲100 %之假設下的正常化亮度(% )。從圖42,發現 發光元件4及發光元件5之正常化亮度値分別在24小時 及1 1小時之後變成7〇 %或更低。因此,結果證明本發明 之一實施例之發光元件4具有較比較範例之發光元件5更 高可靠性。 在圖43中,顯示發光元件4及5之電壓隨時間改變 ,其係在每一最初亮度設定爲3 00 cd/m2及每一電流密度 爲恆定之狀況下’藉由驅動發光元件4及5而予獲得。水 -98- 201235353 平軸代表元件之驅動時間(h),及垂直軸代表電壓(V )。從圖43,發現在本發明之一實施例之發光元件4中 電壓隨時間增加小於比較範例之發光元件5。因此,發現 使用本發明之一實施例之發光物質之發光元件4具有長壽 命及高可靠性。 如以上所示,藉由使用發光元件其中本發明之一實施 例之三[1- ( 2 -甲苯基)-5 -苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥 (III )(縮寫:[Ir(Prptzl-mp)3])用作發光物質,可配 置發光元件其於綠色至藍色之波長區域可以有利色度及高 發射效率及具有高可靠性而發射光。範例1至6中所說明 之本發明之實施例的有機金屬錯合物,其包括於1H-1,2,4-三唑環之1位置的取代苯基,未造成用於在2 5 0 °C 之氬氣中合成配合基及三(乙醯丙酮)銥(III)之反應 中的合成反應。然而,藉由有關比較範例之[Ir(Prptzl-Me)3](縮寫)的質譜確定,當用於合成配合基及三(乙 醯丙酮)銥(III)之反應係於25 0 °C之氬氣中執行時, 便進行產生錯合物之反應,其中於1H-1,2,4-三唑環之1 位置被取代之甲基分解。即,可以說本發明之一實施例之 有機金屬錯合物具有較[Ir(PrPtZl-Me)3](縮寫)更高熱屬 性。 此外,如本比較範例中所說明,其中[Ir(Prptzl-Me)3] (縮寫)用作發光物質之發光元件具有較本發明之一實施 例之三[1- ( 2-甲苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥 (III)(縮寫:[Ir(Prptzl-mp)3])用作發光物質的發光 -99- 201235353 元件更低可靠性。如以上所示,結果證明若1H-^,彳-三 唑環之1位置未包括取代苯基,可靠性便低於範例1至6 中所說明之本發明之一實施例之於1H-1,2,4-三唑環之1 位置包括取代苯基的有機金屬錯合物用作發光物質之發光 元件。這是因爲藉由於1H-1,2,4-三唑環之1位置包括取 代苯基,熱屬性提昇且蒸發穩定性增加。即,本發明之一 實施例的有機金屬錯合物於熱屬性方面爲卓越,因而相較 於[Ir(Prptzl-Me)3](縮寫),元件之可靠性提昇》 其次,爲與本發明之一實施例的發光物質比較,便合 成及評估比較範例1及2之發光物質。以下提供其特定說 明。 (比較範例1) 本比較範例描繪用於合成專利文獻2及專利文獻3中 所說明之三[丨-(2 -甲苯基)-5 -苯基-1H-1,2,4 -三唑]銥( III)(縮寫:[Ir(ptZl-mp)3])之方法,其中氫鍵結至1H-1,2,4-三唑環之3位置。以下顯示[lr(ptzl-mp)3](縮寫) 之結構。
-100- 201235353 [步驟1: N-[(二甲基氨基)亞甲基】苯醯胺之合成] 首先,20.4 g苯醯胺、25 mLN,N-二甲基甲醯胺二甲 縮醛、及85 mL二氧雜環乙烷被置入於「Dean-Stark」設 備末端配置冷軋管之200-mL三頸燒瓶,並於110 °C加熱 及攪拌2.5小時。獲得之反應溶液於減壓下濃縮以提供油 狀物質。該油狀物質允許豎放,使得固體沈澱。以己烷洗 滌該固體以提供N-[(二甲氨基)亞甲基]苯醯胺(白色固 體,95 %產量)。以下以(d-Ι )顯示步驟1之合成方案
[步驟2:1-(2-甲苯基)-5-苯基-11€-1,2,4-三唑(縮寫: H p t z 1 - m p )之合成] 其次,10.8 g鄰甲苯肼鹽酸鹽及50 mL二氧雜環乙烷 被置入500-mL三頸燒瓶,14 mL氫氧化鈉水溶液(5 mol/L)滴加至該混合物,並於室溫攪拌混合物15分鐘。 在預定時間之後,1〇〇 mL70 %乙酸水溶液及以上步驟1 中所獲得之1〇.〇 g N-[(二甲氨基)亞甲基]苯醯胺添加至 該混合物,並於90 °C加熱及攪拌混合物2.5小時。獲得 之反應溶液純化爲200 mL水,並於室溫攪拌混合物以沈 澱固體。該混合物被吸起過濾,並以水洗滌固體。獲得之 固體從乙醇及己烷之混合溶劑再結晶,使得獲得1- ( 2-甲 -101 - 201235353 苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮寫:Hptzl-mp)(白色 固體,57 %產量)。以下以(d-2)顯示步驟2之合成方 案。
^-ΝΗΝΗ2· HCI bH3
0, N ch3
5Μ NaOHaq 70% CH3COOH 二氧雜環乙烷
Hptz1-mp (d-2) [步驟3:三[1-( 2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥( III)(縮寫:[Ir(ptz 1-mp)3])之合成] 其次,以上步驟2中所獲得之2.0 g配合基Hptzl-mp (縮寫)及0.835 g三(乙醯丙酮)銥(III)被置入配置 三通旋塞之反應容器。以氬取代反應容器中空氣,且於 250 °C加熱反應容器達1 1小時;接著,確定配合基 Hptzl-mp (縮寫)之斑點藉由此反應混合物之薄層層析( TLC )而消失。然而,從反應混合物之質譜未觀察到目標 物質之銥錯合物之分子離子的峰値。因而,配合基Hptzl-mp分解且未產生目標物質。以下以(d-3 )顯示步驟3之 合成方案。 -102- 201235353
Hptz1-mp
[Ir(ptz1-mp)3] (d-3) 如同本比較範例中所說明,[Ir(Ptzl-mp)3](縮寫)之 合成是困難的。以此方式,結果證明氫鍵結至1H-1,2,4-三唑環之3位置的有機金屬錯合物係以極低產量合成或無 法如同範例1至6中所說明之本發明之一實施例的有機金 屬錯合物般合成,其包括於1H-1,2,4-三唑環之3位置的 ^ 取代基。如上述,這是因爲配合基Hptzl-mp (縮寫)分 解。即,於本發明之一實施例之有機金屬錯合物的合成反 應中可抑制分解反應;因此,相較於[Ir(ptzl-mp)3](縮寫 ),合成之產量大幅提昇。 (比較範例2 ) 本比較範例描繪於1H-1,2,4-三唑環之丨位置不具有 苯基之取代基的三Π,5·二苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥 (III)(縮寫:[Ir(Prptzl-Ph)3])之合成方法。以下顯示 -103- 201235353 [Ir(Prptzl-Ph)3](縮寫)之結構。
[Ir(Prptzl -Ph)3] [步驟1: N-(l-酸乙酯)苯醯胺之合成] 首先,10.0 g乙基丁醯胺鹽酸鹽、120 mL甲苯、及 20.0 g三乙胺(Et3N)被置入500-mL三頸燒瓶,並於室 溫攪拌10分鐘。基於50 mL滴液漏斗,9.26 g苯甲醯氯 及30 mL甲苯之混合溶液滴加至該混合物,並於室溫攪拌 混合物1 5小時。在預定時間之後,反應混合物被吸起過 濾,且濾出液經濃縮以提供N- ( 1 -酸乙酯)苯醯胺(淺黃 色油狀物質,9 3 %粗略產量)。以下以(e-1 )顯示步驟 1之合成方案。
[步驟 2: 1,5-二苯基-3 -丙基-1H-1,2,4-三唑(縮寫: HPrptzl-Ph )之合成] 其次,5.00 g苯基肼及80 mL四氯化碳被置入200-mL三頸燒瓶,以上步驟1中所獲得之1〇·! g N- ( 1-酸乙 酯)苯醯胺及30 mL四氯化碳之混合溶劑滴加至該混合物
201235353 ,並於室溫攪拌混合物1 7小時。在預定時間之後 加至該反應溶液,水層歷經氯仿汲取,並獲得有機 得之汲取溶液及有機層一起以飽和鹽水洗滌,並將 酸鎂添加至有機層進行乾燥。獲得之混合物經重力 且濾出液經濃縮以提供油狀物質。該油狀物質係藉 柱層析純化。有關顯影溶劑,首先使用二氯甲烷, 用1 : 1 ( V/V )比例之二氯甲烷及乙醋酸鹽的混合 結果之小部分經濃縮,使得獲得1,5-二苯基-3-丙 I,2,4·三哩(縮寫:HPrptzl-Ph)(紅色油狀物質 產量)。以下以(e-2)顯示步驟2之合成方案》 ,水添 層。獲 水合硫 過滤, 由矽膠 接著使 溶劑。 基-1H-,67 %
Hprpt2l-ph (e-2) [步驟3 :三[1,5-二苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三哩]銃 (縮寫:[Ir(Prptzl-Ph)3]之合成] 其次,以上步驟2中所獲得之2 q〇 g HPrptzl-Ph (縮寫)及0.743 g二(乙酶丙嗣)錶 被置入配置三通旋塞之反應容器。以氬取代該反脾' 空氣,並於2 5 0 °C加熱混合物2 1小時以進行反脾、 (HI ) i己合基 (III ) 容器中 。該反 -105- 201235353 應混合物溶解於二氯甲烷中並藉由矽膠柱層析純化。有關 顯影溶劑,係使用20: l(v/v)比例之二氯甲烷及乙酸乙 酯之混合溶劑。獲得之小部分經濃縮以提供固體’並藉由 矽膠柱層析進一步純化固體。二氯甲烷用作顯影溶劑。有 關純化之結果,觀察於目標銥錯合物之每一質譜中所獲得 之三小部分。進一步濃縮每一三小部分以提供少量固體。 以下以(e-3 )顯示步驟3之合成方案。
[lr(Prptz1-Ph)3]
以上步驟3中所獲得之每一少量固體係藉由核磁共振 波譜法('H NMR)分析:然而,結構並不確定。由於鄰 金屬化發生於本比較範例之配合基HPrptzl-Ph (縮寫)的 二處,產生三錯合物其中配合基與銥之間之每一鍵結並不 一致:因此,目標物質之產量極低且其合成困難。即,如 以下特定結構方程式中所示,銥亦在N-苯基側正金屬化 -106- 201235353 ,產量低且其合成困難。
如本比較範例中所說明,[Ir(Prptzl-Ph)3] 合成困難。以此方式,結果證明於1H-1,2,4-® 位置之苯基的側面位置以外無取代處並未包括 機金屬錯合物以極低產量合成或目標物質之合 同於範例1至6中所說明之本發明之一實施例 錯合物,其於 1H-1,2,4-三唑環之1位置之苯 置以外的任何取代處包括取代基。如上述,這 鄰金屬化發生於配合基HPrptzl-Ph (縮寫)的 三錯合物其中配合基與銥之間之每一鍵結並不 在本發明之一實施例之有機金屬錯合物的狀況 於錯合物之合成反應中產生雜質之反應;因 [Ir(PrptZl-Ph)3](縮寫),合成之產量大幅提 [範例9] 在本範例中,評估發光元件6其中由實施 方程式(100)表示之本發明之一實施例之有 物用作發光物質、發光元件7其中由結構方ί 表示之本發明之一實施例之有機金屬錯合物用 、及發光元件8其中由結構方程式(101)表 -107- (縮寫)之 三唑環之 1 取代基之有 成困難,不 之有機金屬 基的側面位 是因爲由於 二處,產生 一致。即, 下,可抑制 此,相較於 例1中結構 機金屬錯合 i 式(103 ) 作發光物質 示之本發明 201235353 之一實施例之有機金屬錯合物用作發光物質。以下顯示# 範例中使用之材料的化學式。
(103) [lr(Prptz1-mp)3]
(101) [lr(Eptz1-mp)3] (100) [lr(Mptz1-mp)3] 參照圖1 9 A說明發光元件6。說明本範例之發光元件 6之製造方法。 (發光元件6) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITS 0 )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極11〇1。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理370秒。 201235353
之後,基板1100被移至壓力減少爲約1(T4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約1(T4 Pa。接著,4 ,4·-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 1 2。 此外,mCP (縮寫)及範例1中所合成之三[3-甲基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(縮寫: [Ir(Mptzl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 第一發光層1 1 1 3a。此處,mCP (縮寫)相對於[Ir(Mptzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1: 0.08 ( = mCP : [Ir(Mptzl-mp)3]) » 第一發光層 1113a 之厚度爲 30nm。 其次,在第一發光層1113a上,2-[3·(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) -109- 201235353 及[Ir(Mptzl-mP)3](縮寫)共同蒸發,以於第一發光層 1113a上形成第二發光層1113b。此處,mDBTBIm-II (縮 寫)相對於[Ir(MptZl-mP)3](縮寫)之重量比例調整爲1 :0.08 ( = mDBTBIm-II : [Ir(Mptz 1-mp)3])。第二發光層 1 1 13b之厚度爲10 nm。 之後,在第二發光層1113b上,形成15 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層1114。 此外,在電子傳輸層1114上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1 1 1 5。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件6。 其次,參照圖1 9 A說明發光元件7。以下說明本範例 之發光元件7之製造方法。 (發光元件7 ) 首先,藉由濺鍍法於基板1100之上形成包含氧化矽 (ITSO)之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1101。厚度 爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mme 其次,有關用於形成基板1100上之發光元件的預先 處理,以水洗滌基板表面,以200。(:烘烤1小時,並歷 經UV臭氧處理3 70秒。 之後,基板1100被移至壓力減少爲約10·4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 真空烘烤30分鐘,接著基板1 1〇〇自然冷卻約30分鐘。 -110- 201235353 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約1〇_4 Pa。接著, 4,4'-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層Π 12。 此外,mCP (縮寫)及範例3中所合成之三[1- ( 2-甲 苯基)-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫: [Ir(PrPtzl-mP)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 第一發光層 1113a。此處,mCP (縮寫)相對於 [Ir(PrptZl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1:0.08( = mCP: [Ir(Prptzl-mp)3])。第一發光層 1113a 之厚度爲 30 nm ° 其次,在第一發光層1113a上,2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 及[Ir(PrptZl-mp)3](縮寫)共同蒸發,以於第一發光層 1113a上形成第二發光層1113b。此處,mDBTBIm-II (縮 寫)相對於[Ir(PrptZl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1 -111 - 201235353 :0.08(=mDBTBIm-II: [Ir(Prptzl-mp)3])。第二發光層 1113b之厚度爲10 nm» 之後,在第二發光層1113b上,形成I5 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層1Π4。 此外,在電子傳輸層1114上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF)膜,藉此形成電子注入層1115。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極η 03。因而,製造本範例之發光元件7。 其次,參照圖1 9 Α說明發光元件8。以下說明本範例 之發光元件8之製造方法。 (發光元件8) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1 101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理370秒。 之後,基板1100被移至壓力減少爲約10·4 Pa之真空
蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1 100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 -112- 201235353 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約1(T4 Pa。接著, 4,4'-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4: 2( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 1 2。 此外,mCP (縮寫)及範例4中所合成之三[3-乙基-1-(2-甲苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(縮寫: [Ir(EPtZl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112上形成 第一發光層1113a。此處,mCP (縮寫)相對於[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲 1 : 0.08 (= mCP : [I r (E p t z 1 - m p) 3 ])。第一發光層 1 1 1 3 a 之厚度爲 3 0 n m。 其次,在第一發光層1113a上,2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 及[Ir(EptZl-mP)3](縮寫)共同蒸發,以於第一發光層 1113a上形成第二發光層1113b。此處,mDBTBIm-II (縮 寫)相對於[Ir(Eptzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1 :0.08 ( = mDBTBIm-II : [Ir(Eptz 1-mp)3])。第二發光層 1 1 13b之厚度爲10 nm。 之後,在第二發光層1113b上,形成15 nm厚度之紅 -113- 201235353 菲繞啉(縮寫:BPhen)膜,藉此形成電子傳輸層1114。 此外,在電子傳輸層1114上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1 1 1 5。 最後,藉由蒸發形成2 00 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件8。 表5顯示因而獲得之發光元件6至8的元件結構。 [表5] 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 第一發光層 發光元件6 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Mptzl-mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 發光元件7 ITSO llOnm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Prptzl-mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 發光元件8 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Eptzl-mp)3] (=1 : 0.08) 30 nm 第二發光層 電子傳輸層 電子注入層 第二電極 發光元件6 mDBTBIm-II : [Ir(Mptzl-mp)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm A1 200 nm 發光元件7 mDBTBIm-II : [Ir(Prptzl-mp)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm A1 200 nm 發光元件8 mDBTBIm-II : [Ir(Eptzl-mp)3] (1 : 0.08) lOnm BPhen 15 nm LiF 1 nm A1 200 nm 在包含氮氣之手套箱中,發光元件6至8密封以致不 -114- 201235353 暴露於空氣。之後,測量發光元件6至8之操作特性。請 注意,測量係在室溫(保持25。(:之大氣中)實施。 圖44、圖48、及圖52分別顯示發光元件6、發光元 件7、及發光元件8之電流密度相對於亮度特性。在胃_ 圖 44、圖 48、及圖52中,水平軸代表電流密度( mA/cm2 )及垂直軸代表亮度(cd/m2 )。此外,圖45、圖 49、及圖53分別顯示發光元件6、發光元件7、及發光元 件8之電壓相對於亮度特性。在每一圖45、圖49、及圖 53中,水平軸代表電壓(V)及垂直軸代表亮度(cd/m2 )。此外,圖46、圖50、及圖54分別顯示發光元件6、 發光元件7、及發光元件8之亮度相對於電流效率特性。 在每一圖46、圖5〇、及圖54中,水平軸代表亮度( cd/m2)及垂直軸代表電流效率(cd/A)。 此外,表6顯示於1〇〇〇 cd/m2之亮度下,每一發光 元件6至8之電壓(V)、電流密度(mA/cm2 ) 、CIE色 度座標(x,y)、亮度(cd/m2)、電流效率(cd/A)、 及外部量子效率(%)。 [表6] 電壓 (V) 電流密度 (mA/cm2) 色度座標 X,y 亮度 (cd/m2) 電流效率 (cd/A) 外部量 子效率 (%) 發光元件 6 6.0 1.7 0.17, 0.28 606 36.2 20.1 發光元件 7 6.0 1.9 0.17, 0.26 570 30.4 17.1 發光元件 8 6.0 1.8 0.17, 0.26 589 32.6 18.9 -115- 201235353 圖47、圖51、及圖55分別顯示當以2.5 流密度供應電流時,發光元件6、發光元件7 件8之發射頻譜。如圖47、圖51、及圖55中 元件6、發光元件7、及發光元件8之發射頻 465 nm、463 nm、及 463 nm 之峰値。 此外,如表6中所示,分別在606 cd/m2 、及5 89 cd/m2之亮度下,發光元件6、發光 發光元件8之CIE色度座標爲(X,y) = (0 、(X,y) = (0.17,0.26)、及(x,y)=( )。 如上述,發現各使用本發明之一實施例之 合物的發光元件6至8可於綠色至藍色之波長 率地發射光。 其次,實施發光元件6至8之可靠性測試 圖5 7中顯示可靠性測試之結果。 在圖56中,顯示發光元件6至8之亮度 ,其係在每一最初亮度設定爲300 cd/m2及每 爲恆定之狀況下,藉由驅動發光元件6至8而 平軸代表元件之驅動時間(h ),及垂直軸代 度爲100 %之假設下的正常化亮度(% )。從β 發光元件6、發光元件7、及發光元件8之正 分別在5 3小時、15小時、及60小時之後變员 低。 在圖57中,顯示發光元件6至8之電壓 mA/cm2 電 、及發光元 所示,發光 譜分別具有 、570 cd/m2 元件7、及 .17,0.28 ) 0.17« 0.26 有機金屬錯 區域中有效 :。圖56及 隨時間改變 —電流密度 予獲得。水 表在最初亮 而5 6,發現 常化亮度値 $ 70 %或更 隨時間改變 -116- 201235353 ,其係在每一最初亮度設定爲3 00 cd/m2及每一電流密度 爲恆定之狀況下,藉由驅動發光元件6至8而予獲得。水 平軸代表元件之驅動時間(h),及垂直軸代表電壓(V )。從圖5 7,發現在發光元件6中電壓隨時間增加最小 ,接著爲發光元件8及發光元件7。 [範例10] 在本範例中,評估發光元件9,其中由實施例1中結 構方程式(112)表示之本發明之一實施例之有機金屬錯 合物用作發光物質。以下顯示本範例中使用之材料的化學 式。
參照圖1 9 A說明發光元件9。以下說明本範例之發光 元件9的製造方法。 (發光元件9) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITS 0)之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 -117- 201235353 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200。(:烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒。 之後,基板1 1〇〇被移至壓力減少爲約1(T4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經17〇 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約l(r4Pa。接著, 4,4’-二(N·咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1Π1之厚度爲60 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP)膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 1 2。 此外,2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1 -苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II)及範例5中所合成之三 [1-(5-二苯基)-3-甲基-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III) (縮寫:[Ir(Mptzl-3b)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112 上形成第一發光層1113a»此處,mDBTBIm-II (縮寫)相 -118- 201235353 對於[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫)之重量比例調整爲 1:0.08 (=mDBTBIm-II : [Ir(Mptzl-3b)3])。第一發光層 1113a 之厚度爲3 0 nm。 其次,在第一發光層1113a上,mDBTBIm-II (縮寫 )及[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫)共同蒸發,以於第一發光層 1113a上形成第二發光層1113b。此處,mDBTBIm-II (縮 寫)相對於[Ir(Mptzl-3b)3](縮寫)之重量比例調整爲1 :0.08 (= mDBTBIm-Π : [Ir(Mptzl-3b)3])。第二發光層 1113b之厚度爲10 nm。 之後,在第二發光層1113b上,形成15 nm厚度之紅 菲繞啉(縮寫:BP hen)膜,藉此形成電子傳輸層1114。 此外,在電子傳輸層1114上,藉由蒸發形成1 nm厚 度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1 1 15。 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件9。 表7顯示因而獲得之發光元件9的元件結構。 [表η 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 第一發光層 發光元件9 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 60 nm mCP 20nm mDBTBIm-Π : [Ir(Mptzl-3b)3] (=1 : 0.08) 30 nm 第二發光層 電子傳輸層 電子注入層 第二電極 發光元件9 mDBTBIm-II : [Ir(Mptzl-3b)3] (1 : 0.08) 10 nm BPhen 15 nm LiF 1 nm A1 200 nm -119- 201235353 在包含氮氣之手套箱中,發光元件9密封以致不暴露 於空氣。之後,測量發光元件9之操作特性。請注意,測 量係在室溫(保持25 °C之大氣中)實施。 圖5 8顯示發光元件9之電流密度相對於亮度特性。 在圖58中,水平軸代表電流密度(mA/cm2)及垂直軸代 表亮度(cd/m2 )。此外,圖59顯示發光元件9之電壓相 對於亮度特性。在圖59中,水平軸代表電壓(V)及垂 直軸代表亮度(cd/m2)。此外,圖60顯示發光元件9之 亮度相對於電流效率特性。在圖60中,水平軸代表亮度 (cd/m2)及垂直軸代表電流效率(cd/A)。 此外,表8顯示於1 000 cd/m2之亮度下,發光元件? 之電壓(V )、電流密度(mA/cm2 ) 、CIE色度座標(x ,y )、亮度(cd/m2 )、電流效率(cd/A )、及外部量子 效率(% )。 [表8] 電壓 (V) 電流密度 (mA/cm2) 色度座標 x.y 亮度 (cd/m2) 電流效率 (cd/A) 外部量子效率 (%) 發光元件9 5.1 1.1 0.24, 0.48 539 51.5 一 .W 19.5 圖61顯示當以2.5 mA/cm2電流密度供應電流時,發 光元件9之發射頻譜。如圖61中所示,發光元件9之發 射頻譜具有487 nm之峰値。 此外’如表8中所示,在5:39 cd/m2之亮度下,發光 元件9之CIE色度座標爲(X,y) =(〇.24,0.48)。 -120- 201235353 如上述,發現使用本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的發光元件9可於綠色至藍色之波長區域中有效率地發 射光。 其次,實施發光元件9之可靠性測試。圖62及圖63 中顯示可靠性測試之結果。 在圖62中,顯示發光元件9之亮度隨時間改變,其 係在最初亮度設定爲300 cd/m2及電流密度爲恆定之狀況 $ 下’藉由驅動發光元件9而予獲得。水平軸代表元件之驅 動時間(h),及垂直軸代表在最初亮度爲1〇〇 %之假設 下的正常化亮度(%)。從圖62,發現發光元件9之正常 化亮度値在3 9小時之後變成70 %或更低。 在圖63中,顯示發光元件9之電壓隨時間改變,其 係在最初亮度設定爲3 00 cd/m2及電流密度爲恆定之狀況 下,藉由驅動發光元件9而予獲得。水平軸代表元件之驅 動時間(h),及垂直軸代表電壓(V)。從圖63,發現 φ 相較於範例9中所說明之任何發光元件6至8,於本範例 中所製造之發光元件9中電壓隨時間增加較小》 [範例11] 在本範例中,評估發光元件1 0及發光元件1 1,在每 —者中由實施例1中結構方程式(128)表示之本發明之 一實施例之有機金屬錯合物用作發光物質。請注意,發光 元件10及發光元件11在元件結構及導入本發明之一實施 例之有機金屬錯合物的主體材料方面彼此不同。以下顯示 -121 - 201235353 本範例中使用之材料的化學式。
(128) [Ir(Mntz 1 -mp)3] 參照圖1 9C說明發光元件1 0。以下說明本範例之發 光元件10的製造方法》 (發光元件1 〇 ) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1 101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200 °C烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒。
之後,基板1 100被移至壓力減少爲約1(T4 Pa之真空 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °C 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次,配置第一電極1101之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 -122- 201235353 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約1(T4 Pa。接著, 4,4·-二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲80 nm,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成20 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP)膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 12。 此外,mCP (縮寫)及範例6中所合成之三[1-(2-甲 苯基)-3-甲基-5-(2-萘基)-111-1,2,4-三唑]銥(111)( 縮寫:[Ir(Mntzl-mp)3])共同蒸發以於電洞傳輸層1112 上形成發光層 1113。此處,mCP (縮寫)相對於 [Ir(Mntzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲1: 0.08 (= mCP: [Ir(Mntzl-mp)3])。發光層 1113 之厚度爲 4〇nm。 其次,在發光層1Π3上,藉由蒸發形成2-[3-(二苯 並噻吩-4 -基)苯基]-1-苯基-1H -苯並咪唑(縮寫: mDBTBIm-II )膜,以於發光層1 1 1 3上形成第一電子傳輸 層1114a。第一電子傳輸層1114a之厚度爲20 nm» 之後,於第一電子傳輸層1114a上形成20 nm厚度之 紅菲繞啉(縮寫:BPhen )膜,藉此形成第二電子傳輸層 1 1 1 4b ° 此外,在第二電子傳輸層Π1 4b上,藉由蒸發形成1 -123- 201235353 nm厚度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1115 〇 最後,藉由蒸發形成2 00 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103»因而,製造本範例之發光元件1〇。 表9顯示因而獲得之發光元件10之元件結構。 [表9] 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 發光層 發光元件10 ITSO 110 nm CBP : MoOx (=4:2) 80 nm mCP 20nm mCP : [Ir(Mntzl-mp)3] (=1 : 0.08) 40 nm 第一電子傳輸層 第二電子傳輸層 電子注入層 第二電極 發光元件10 mDBTBIm-II 20 nm BPhen 20 nm LiF 1 nm A1 200 nm 其次,參照圖19D說明發光元件11。以下說明本範 例之發光元件1 1之製造方法。 (發光元件1 1 ) 首先,藉由濺鍍法而於基板1100之上形成包含氧化 矽(ITSO )之氧化銥錫膜,藉此形成第一電極1 101。厚 度爲110 nm及電極面積爲2 mm X 2 mm。 其次,有關用於在基板1100之上形成發光元件之預 先處理,以水洗滌基板表面,以200。(:烘烤1小時,並 歷經UV臭氧處理3 70秒。 之後,基板1 1〇〇被移至壓力減少爲約10_4 Pa之真空 -124- 201235353 蒸發設備中,並於真空蒸發設備之加熱室中歷經170 °c 真空烘烤達30分鐘,接著基板1100自然冷卻約30分鐘 〇 其次’配置第一電極11〇丨之基板1100固定於真空蒸 發設備中之基板支持器,使得配置第一電極1101之表面 向下。真空蒸發設備中之壓力減少至約1 (Γ4 Pa。接著’ 4,4“二(N-咔唑基)二苯基(縮寫:CBP)及鉬(VI)氧 化物共同蒸發以於第一電極1101上形成電洞注入層1111 。電洞注入層1111之厚度爲80 run,且CBP (縮寫)相 對於氧化鉬之重量比例調整爲4 : 2 ( = CBP :氧化鉬)。 請注意,共同蒸發法係指於一處理室中同時從複數蒸發源 實施蒸發之蒸發法。 其次,在電洞注入層1111上,形成2〇 nm厚度之 1,3-二(N-咔唑基)苯(縮寫:mCP )膜,藉此形成電洞 傳輸層1 1 12。 此外,2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h] 喹喔啉(縮寫:2mDBTPDBq-II) 、4-苯基-4,-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(縮寫:PCBA1BP)、及範例6 中所合成之三[1-(2-甲苯基)-3-甲基- 5·(2-萘基)-1H-1,2,4-三唑]銥(III )(縮寫:[Ir(Mntzl-mp)3])共同蒸發 以於電洞傳輸層1112上形成第一發光層1113a。此處, 2mDBTPDBq-II (縮寫)相對於pCBAlBP (縮寫)及 [Ir(Mntzl-mp)3](縮寫)之重量比例調整爲ι:〇3:〇〇8 (=2mDBTPDBq-II : PCBA1 BP : [Ir(Mntzl-mp)3])。第 -125- 201235353 一發光層1113a之厚度爲20 nm。 其次,在第一發光層1113a上,2mDBTPDBq-II (縮 寫)及[Ir(MntZl-mp)3](縮寫)共同蒸發,以於第一發光 層1113a上形成第二發光層1113b。第二發光層1113b之 厚度爲20 nm。 其次,在第二發光層 1113b上,藉由蒸發形成 2mDBTPDBq-II (縮寫)膜,以於第二發光層1113b上形 成第一電子傳輸層1114a»第一電子傳輸層1114a之厚度 爲 20 nm 〇 之後,在第一電子傳輸層1 1 14a上,形成20 nm厚度 之紅菲繞啉(縮寫:BPhen )膜,藉此形成第二電子傳輸 層 1 1 1 4 b。 此外,在第二電子傳輸層1114b上,藉由蒸發形成1 nm厚度之氟化鋰(LiF )膜,藉此形成電子注入層1 1 1 5 〇 ♦ 最後,藉由蒸發形成200 nm厚度之鋁膜作爲充當陰 極之第二電極1103。因而,製造本範例之發光元件11。 表10顯示因而獲得之發光元件Π之元件結構。 [表 10] 第一電極 電洞注入層 電洞傳輸層 第一發光層 發光元件11 ITSO llOnm CBP : MoOx (=4:2) 80 nm mCP 20nm 2mDBTPDBq-II : PCBA1BP :[Ir(Mntzl-mp)3] (=1 : 0.3 : 0.08) 20 nm -126- 201235353 第二發光層 第一電子傳輸層 第二電子傳輸層 發光元件 11 2mDBTPDBq-II : [Ir(Mntzl-mp)3] (1 : 0.08) 20 ran 2mDBTPDBq-II 20 nm BPhen 20 nm 電子注入層 第二電極 發光元件11 LiF A1 1 nm 200 nm 在包含氮氣之手套箱中,發光元件10及11密封以致 φ 不暴露於空氣。之後,測量發光元件1 0及1 1之操作特性 。請注意,測量係在室溫(保持25 °C之大氣中)實施。 圖64及圖68分別顯示發光元件10及發光元件1 1之 電流密度相對於亮度特性。在每一圖64及圖68中,水平 軸代表電流密度(mA/Cm2 )及垂直軸代表亮度(Cd/m2 ) 。此外,圖65及圖69分別顯示發光元件1〇及發光元件 11之電壓相對於亮度特性。在每一圖65及圖69中,水 平軸代表電壓(V)及垂直軸代表亮度(cd/m2 )。此外, • 圖66及圖70分別顯示發光元'件1〇及發光元件11之亮度 相對於電流效率特性。在每一圖66及圖70中,水平軸代 表亮度(cd/m2)及垂直軸代表電流效率(Cd/A)。
此外,表11顯示於1000 cd/m2之亮度下,每一發光 元件1 〇及1 I之電壓(V )、電流密度(mA/cm2 ) 、CIE 色度座標(x’ y)、亮度(cd/m2)、電流效率(cd/A) 、及外部量子效率(%)。 -127- 201235353 [表 11] 電壓 (V) 電流密度 (mA/cm2) 色度座標 x,y 亮度 (cd/m2) 電流效率 (cd/A) 外部量子效率 (%) 發光元件10 7.6 2.6 0.41,0.58 954 37.1 10.9 發光元件11 4.6 2.2 0.42, 0.57 704 32.3 9.7 圖67及圖71分別顯示當以2.5 mA/cm2電流密度供 應電流時,發光元件1 0及發光元件1 1之發射頻譜。如圖 67及圖71中所示,發光元件10及發光元件11之發射頻 譜分別具有536 nm及539 nm之峰値。 此外,如表 11中所示,分別在 954 cd/m2及704 cd/m2之亮度下,發光元件10及發光元件11之CIE色度 座標爲(X,y) = (0.41,0.58)及(X,y) = (0.42, 0.57 )。 如上述,其中使用本發明之一實施例之有機金屬錯合 物的每一發光元件10及11具有高發射效率。 其次,實施發光元件11之可靠性測試。圖72及圖 73中顯示可靠性測試之結果。 在圖72中,顯示發光元件11之亮度隨時間改變,其 係在最初亮度設定爲300 cd/m2及電流密度爲恆定之狀況 下,藉由驅動發光元件11而予獲得。水平軸代表元件之 驅動時間(h ),及垂直軸代表在最初亮度爲1 00 %之假 設下的正常化亮度(% )。從圖72,發現發光元件1 1之 正常化亮度値在1〇3小時之.後變成70 %或更低。 在圖73中,顯示發光元件1 1之電壓隨時間改變,其 -128- 201235353 係在最初亮度設定爲300 cd/m2及電流密度爲恆定之狀況 下,藉由驅動發光元件Π而予獲得。水平軸代表元件之 驅動時間(h),及垂直軸代表電壓(V)。從圖73,發 現相較於範例9中所說明之任何發光元件6至8,於本範 例中所製造之發光元件1 1中電壓隨時間增加較小。 (參考範例1 ) 具體地說明以上範例中所使用之2-[3-(二苯並噻吩_ 4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II) 的合成方法。以下顯示mDBTBIm-II之結構。
[2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1·苯基-1H-苯並咪唑( 縮寫:mDBTBIm-II)之合成] (f-Ι)中顯示2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯 基-1H-苯並咪唑(縮寫:mDBTBIm-II)之合成方案。 -129- 201235353
Pd(OAc)2 P(o-Tolyl)3 2M K2CO3 aq b(oh)2 甲苯,乙醇
(mDBTBIm-ll) 50-mL三頸燒瓶中置入1.2 g( 3.3 mmol) 2- (3 -溴苯 基)-1-苯基-1H-苯並咪唑、0.8 g( 3.3 mmol)二苯並噻 吩·4·硼酸、及50 mg (0.2 mmol)三(鄰甲苯)磷化氫。 以氮取代燒瓶中空氣。該混合物添加 3.3 mL之 2.0 mmol/L碳化鉀水溶液、12 mL甲苯、及4 mL乙醇。在減 壓下,搅拌該混合物以除氣。接著,7.4 mg(33 umol ) 之鈀(II)醋酸鹽添加至該混合物,並於氮氣流下以80 °C攪拌混合物達6小時。 在預定時間之後,獲得之混合物的水層歷經甲苯汲取 ,並獲得有機層。獲得之汲取溶液及有機層一起以飽和鹽 水洗滌,及接著以硫酸鎂乾燥。該混合物藉由重力過濾而 分離,且濾出液經濃縮以提供油狀物質。該油狀物質係藉 由矽膠柱層析純化。使用甲苯作爲顯影溶劑而實施矽膠柱 層析。獲得之小部分經濃縮以提供油狀物質。該油狀物質 係藉由高性能液柱層析純化。使用氯仿作爲顯影溶劑而執 行高性能液柱層析。獲得之小部分經濃縮以提供油狀物質 。該油狀物質從甲苯及己烷之混合溶劑而再結晶,使得獲 -130- 201235353 得51 %產量之0.8 g淺黃色粉末的目標物質。 藉由梯度昇華法,純化獲得之0.8 g淺黃色粉末。在 純化中,在5 mL/min流率氬氣之3.0 Pa壓力下,以215 °C加熱淺黃色粉末。在純化之後,獲得82 %產量之〇.6 g 白色粉末的目標物質。 發現藉由核磁共振(NMR)頻譜獲得之目標物質的化 合物爲2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並 咪唑(縮寫:mDBTBIm-II )。 以下顯示獲得之化合物的4 NMR資料。4 NMR ( CDC13,300 MHz ) : δ = 7.2 3 -7.60 ( m - 13H ) «7.71-7.82 ( m > 3H ) ,7 · 9 0 - 7.9 2 ( m,2 Η ) > 8.10-8.17 ( m > 2H )。 本申請案係依據2010年1 1月26日向日本專利處提 出申請之序號20 1 0-264378日本專利申請案及2011年7 φ 月20日向日本專利處提出申請之序號2011-159263日本 專利申請案,其整個內容係以提及方式倂入本文。 【圖式簡單說明】 圖1A至1C各描繪本發明之一實施例之發光元件。 圖2A至2D描繪被動矩陣發光裝置。 圖3描繪被動矩陣發光裝置。 圖4A及4B描繪主動矩陣發光裝置。 圖5A至5E描繪電子裝置。 -131 - 201235353 圖6描繪照明裝置。 圖7爲由結構方程式(1 00)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR 圖'。 圖8顯示二氯甲烷溶液中由結構方程式(1 00)表示 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖9爲由結構方程式(丨〇2)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR圖。 圖10顯示二氯甲烷溶液中由結構方程式(102)表示 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖11爲由結構方程式(103)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR圖。 圖12顯示二氯甲烷溶液中由結構方程式(1〇3)表示 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖13爲由結構方程式(1〇ι)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR圖。 圖14顯示二氯甲烷溶液中由結構方程式(i(H)表示 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖15爲由結構方程式(112)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR圖。 圖16顯示二氯甲烷溶液中由結構方程式(112)表示 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖17爲由結構方程式(128)表示之有機金屬錯合物 的1H NMR圖。 式 程 方 構 結 由 中 液 溶 烷 甲 氯 二 示 顯 8 11 圖 示 表 8 2 -132- 201235353 之有機金屬錯合物的紫外線可見吸收頻譜及發射頻譜。 圖19A至19D各描繪發光元件範例。 圖20顯示本發明之一實施例之發光元件1之電流密 度相對於亮度特性。 圖21顯示本發明之一實施例之發光元件1之電壓相 對於亮度特性。 圖22顯示本發明之一實施例之發光元件1之亮度相 φ 對於電流效率特性。 圖23顯示本發明之一實施例之發光元件1之發射頻 譜。 圖24顯示本發明之一實施例之發光元件2之電流密 度相對於亮度特性。 圖25顯示本發明之一實施例之發光元件2之電壓相 對於亮度特性。 圖26顯示本發明之一實施例之發光元件2之亮度相 φ 對於電流效率特性。 圖27顯示本發明之一實施例之發光元件2之發射頻 譜。 圖2 8顯示本發明之一實施例之發光元件3之電流密 度相對於亮度特性。 圖29顯示本發明之一實施例之發光元件3之電壓相 對於亮度特性。 圖3 0顯示本發明之一實施例之發光元件3之亮度相 對於電流效率特性。 -133- 201235353 圖31顯示本發明之一實施例之 η曰 圖32顯示本發明之實施例之發 相對於正常化亮度特性。 圖33顯示本發明之實施例之發 相對於電壓特性。 圖34顯示本發明之一實施例之 度相對於亮度特性。 圖35顯示本發明之一實施例之 對於亮度特性。 圖36顯示本發明之一實施例之 對於電流效率特性。 圖I 37顯示本發明之—實施例之 譜。 圖38顯示比較本發明之發光元伯 於亮度特性。 圖39顯示比較本發明之發光元併 度特性。 40顯示比較本發明之發光元併 流效率特性。 01 41顯示比較本發明之發光元件 圖42顯示本發明之一實施例之f 較之發光元件5之時間相對於正常化〕 圖43顯示本發明之一實施例之蔡 光元件3之發射頻 元件1至3之時間 元件1至3之時間 光元件4之電流密 光元件4之電壓相 光元件4之亮度相 光元件4之發射頻 5之電流密度相對 5之電壓相對於亮 5之亮度相對於電 5之發射頻譜。 光元件4及用於比 度特性。 光元件4及用於比 134 201235353 較之發光元件5之時間相對於電壓特性· 圖44顯示本發明之一實施例之發光元件6之電流密 度相對於亮度特性。 圖I 45顯示本發明之一實施例之發光元件6之電壓相 對於亮度特性。 圖46顯示本發明之一實施例之發光元件6之亮度相 對於電流效率特性。 圖47顯示本發明之一實施例之發光元件6之發射頻 圖48顯示本發明之一實施例之發光元件7之電流密 度相對於亮度特性》 圖49顯示本發明之一實施例之發光元件7之電壓相 對於亮度特性。 圖50顯示本發明之一實施例之發光元件7之亮度相 對於電流效率特性。 圖5 1顯示本發明之一實施例之發光元件7之發射頻 譜。 圖52顯示本發明之一實施例之發光元件8之電流密 度相對於亮度特性。 圖53顯示本發明之一實施例之發光元件8之電壓相 對於亮度特性。 圖54顯示本發明之一實施例之發光元件8之亮度相 對於電流效率特性。 圖55顯示本發明之一實施例之發光元件8之發射頻 -135- 201235353 譜。 圖5 6顯示本發明之實施例之發光元件6至8之時間 相對於正常化亮度特性。 圖5 7顯示本發明之實施例之發光元件6至8之時間 相對於電壓特性。 圖5 8顯示本發明之一實施例之發光元件9之電流密 度相對於亮度特性。 圖59顯示本發明之一實施例之發光元件9之電壓相 對於亮度特性。 圖60顯示本發明之一實施例之發光元件9之亮度相 對於電流效率特性》 圖61顯示本發明之一實施例之發光元件9之發射頻 譜。 圖62顯示本發明之一實施例之發光元件9之時間相 對於正常化亮度特性^ 圖63顯示本發明之一實施例之發光元件9之時間相 對於電壓特性。 圖64顯示本發明之一實施例之發光元件10之電流密 度相對於亮度特性。 圖65顯示本發明之一實施例之發光元件10之電壓相 對於亮度特性。 圖66顯示本發明之—實施例之發光元件1〇之亮度相 對於電流效率特性。 圖67顯示本發明之一實施例之發光元件1〇之發射頻 -136- 201235353 譜。 圖68顯示本發明之一實施例之發光元件11之電流密 度相對於亮度特性。 圖69顯示本發明之一實施例之發光元件1 1之電壓相 對於亮度特性。 圖70顯示本發明之一實施例之發光元件11之亮度相 對於電流效率特性。 圖71顯示本發明之一實施例之發光元件11之發射頻 譜。 圖72顯示本發明之一實施例之發光元件1 1之時間相 對於正常化亮度特性。 圖73顯示本發明之一實施例之發光元件1 1之時間相 對於電壓特性。 【主要元件符號說明】 101 、 403 、 1101 :第一電極 102、407 ' 615 :電致發光(EL·)層 103 、 408 、 1103 :第二電極 1 1 1、1 1 1 1 :電洞注入層 112、1112 :電洞傳輸層 113 、 1113 :發光層 1 1 4 ' 1 1 1 4 :電子傳輸層 1 1 5、1 1 1 5 :電子注入層 213、1113a:第一發光層 -137- 201235353 2 1 4 :分離層 215、11130:第二發光層 305:電荷產生層 40 1、50 1、1100:基板 4 0 2 :絕緣層 404 ' 406 、 506 :分區 405 :開口
5 0 3 :掃描線 5 0 5 :區域 5 0 8 :資料線 5 09 :連接佈線 510、512:輸入端子 511a、511b、608:軟性硬刷電路(FPC) 601 :元件基板 602 :像素部
603、604:驅動器電路部 605 :密封材料 6 0 6 :密封基板 6 0 7 :佈線 609 : η通道薄膜電晶體(TFT) 6 1 0 : p 通道 TFT 61 1 :切換 TFT 612 :電流控制TFT 6 1 3 :陽極 -138- 201235353 6 1 4 :絕緣體 6 1 6 :陰極 6 1 7 :發光元件 6 1 8 :空間 700 :第一 EL 層
701 :第二 EL 層 801、8 02 :照明裝置 8 03 :桌燈 1 1 14a :第一電子傳輸層 1114b:第二電子傳輸層 1 1 14c :第三電子傳輸層 7 100 :電視裝置 7101' 7202、 7301 、 7302、 7401 :外殻 7103、 7107、 7203、 7304、 7305、 7402 :顯示部 7105 :支架 7109、 7309 :操作鍵 71 10 :遙控器 720 1 :主體 7204 :鍵盤 7205 :外部連接埠 7206 :指向裝置 73 03 :接合部 7 3 06 :揚聲器部 73 07 :記錄媒體嵌入部 -139- 201235353 73 08 :發光二極體(LED 73 10 :連接端子 73 1 1 :感應器 7312 、 7406 :麥克風 7 4 0 0 :行動電話 7403 :操作按鈕 7404 :外部連接埠 7405 :揚聲器 7 5 0 1 :照明部 7502 :燈罩 75 03 :可調臂 7 5 04 :支撐部 75 05 :底座 75 06 :電力開關

Claims (1)

  1. 201235353 七、申請專利範圍: 1· 一種有機金屬錯合物,包含由通式(G1)表示之局 部結構: R5
    (G1) 其中’ Ar代表具有6至13個碳原子之亞芳基, 其中’ R1代表具有1至3個碳原子之烷基, 其中’R2至R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷 基、及經取代或未經取代之苯基之任一項, 其中,R2、R3、R5、及R6之至少一者代表具有1至4個 碳原子之烷基或者經取代或未經取代之苯基,以及 其中,Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或屬於第10 族之元素。 2.如申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物,由通式 (G3 )表示: R9
    (G3) , 其中,R7至R1()個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷 -141 - 201235353 基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具有1至4個碳原子 之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷基、鹵素基、及苯 基之任一項。 3.如申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物,由通式 (G5 )表示:
    (G5 ), 其中,R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。 4.如申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物, 其中,R1代表甲基、乙基、丙基、及異丙基之任一項 5 .如申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物, 其中,Μ爲銥或鈾。 6. —種發光元件,包含如申請專利範圍第1項之有機 金屬錯合物於一對電極之間。 7. —種發光元件’包含發光層於一對電極之間’ 其中,該發光層包含如申請專利範圍第1項之有機金 屬錯合物。 8. —種發光裝置,包含如申請專利範圍第7項之發光 元件。 -142- 201235353 9_ 一種電子裝置’包含如申請專利範圍第7項之發光 元件。 1 0 .—種照明裝置,包含如申請專利範圍第7項之發 光元件。 11.—種有機金屬錯合物,由通式(G2)表示’
    (G2) 其中’ Ar代表具有6至13個碳原子之亞芳基, 其中’ R1代表具有1至3個碳原子之烷基, 其中’ R2至R6個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷 基' 以及經取代或未經取代之苯基之任一項, 其中’ R2、R3、R5、及R6之至少一者代表具有1至4個 碳原子之烷基或者經取代或未經取代之苯基, 其中,Μ爲中央金屬且代表屬於第9族之元素或屬於第10 族之元素,以及 其中,當中央金屬Μ爲屬於第9族之元素時η爲3,或者 當中央金屬Μ爲屬於第1〇族之元素時η爲2。 12.如申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物,由通 式(G4)表示: -143- 201235353
    其中,R7至R1()個別地代表氫、具有1至4個碳原子之烷 基、具有1至4個碳原子之烷氧基、具有1至4個碳原子 之烷硫基、具有1至4個碳原子之鹵烷基、鹵素基、及苯 基之任一項* 13.如申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物,由通 式(G6)代表:
    其中’ R2代表具有1至4個碳原子之烷基或者經取代或未 經取代之苯基。 14. 如申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物, 其中’ R1代表甲基、乙基、丙基、及異丙基之任一項 0 15. 如申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物, 其中’ Μ爲銥或鈾。 -144- 201235353 1 6 . —種發光元件,包含如申請專利範圍第1 1項之有 機金屬錯合物於一對電極之間。 17. —種發光元件,包含發光層於一對電極之間, 其中,該發光層包含如申請專利範圍第Π項之有機 金屬錯合物。 18. —種發光裝置,包含如申請專利範圍第17項之發 光元件。 19. 一種電子裝置,包含如申請專利範圍第17項之發 光元件。 20. —種照明裝置,包含如申請專利範圍第1 7項之發 光元件。
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