TW202132266A - 包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物 - Google Patents

包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物 Download PDF

Info

Publication number
TW202132266A
TW202132266A TW109145041A TW109145041A TW202132266A TW 202132266 A TW202132266 A TW 202132266A TW 109145041 A TW109145041 A TW 109145041A TW 109145041 A TW109145041 A TW 109145041A TW 202132266 A TW202132266 A TW 202132266A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
alkyl
compound
organic electronic
layer
substituted
Prior art date
Application number
TW109145041A
Other languages
English (en)
Inventor
弗拉基米爾 烏瓦羅夫
烏里希 黑格曼
斯特芬 威爾曼
Original Assignee
德商諾瓦發光二極體有限公司
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 德商諾瓦發光二極體有限公司 filed Critical 德商諾瓦發光二極體有限公司
Publication of TW202132266A publication Critical patent/TW202132266A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C311/00Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C311/48Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups having nitrogen atoms of sulfonamide groups further bound to another hetero atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F1/00Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
    • C07F1/08Copper compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • C07F3/02Magnesium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/371Metal complexes comprising a group IB metal element, e.g. comprising copper, gold or silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本發明係關於一種包含半導體層之有機電子元件,該半導體層包含式(1)化合物。

Description

包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物
本發明係關於一種包含式(1)化合物的有機電子元件及一種包含該有機電子元件的顯示裝置。本發明進一步係關於可用於有機電子元件的式(1)新穎化合物。
作為自發光元件的諸如有機發光二極體(OLED)的有機電子元件具有廣視角、優異對比度、快速回應、高明度、優異工作電壓特性、以及色彩再現。典型的OLED包含順序地堆疊於一基材上的:一陽極、一電洞傳輸層(HTL)、一發射層(EML)、一電子傳輸層(ETL)、以及一陰極。在此方面,該HTL、該EML及該ETL係由有機化合物形成的薄膜。
當對該陽極及陰極施加電壓時,自陽極注入的電洞經由該HTL移動至該EML,而自該陰極注入的電子經由該ETL移動至該EML。該電洞及電子於該EML中重新組合,以產生激子。當該激子自激發狀態下降到基態(ground state)時,光線發出。應當使該電洞及電子的注入及流動平衡,使得具有上述結構的OLED具有優異效率及/或長使用壽命。
有機發光二極體的效能可受半導體層的特性的影響,並且尤其可受該半導體層中亦含有的金屬錯合物的特性的影響。
仍然有需要去改善有機半導體材料、半導體層及其有機電子元件的效能,特別是,透過改良其內包含的化合物的特性,達成改良工作電壓時間上的穩定性。
此外,有需要提供具改良熱性能的化合物。
本發明的一態樣提供一種有機電子元件,包含:一陽極、一陰極、至少一個光活性層及至少一個半導體層,其中該至少一個半導體層安置於該陽極與該至少一個光活性層之間;且其中該至少一個半導體層包含式(1)化合物:
Figure 02_image001
(1) 其中 M係為一金屬離子 x係為M之價 B1 為選自取代的或未取代的C1 至C16 烷基, R1 至R5 為獨立地選自H、F、CN、鹵素、取代的或未取代的C1 至C6 烷基、取代的或未取代的C6 至C12 芳基、取代的或未取代的C3 至C12 雜芳基, 其中B1 及/或R1 至R5 上之取代基選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR6 、COOR6 、鹵素、F或CN; 且其中R1 至R5 中之至少一者為選自取代的或未取代的C1 至C6 烷基或CN。
式(1)化合物中的負電荷可部分地或完全地非定域於N(SO2 )2 基團上,且視情況,亦可部分地或完全地非定域於B1 及取代的苯基基團上。
應指出的是,貫穿該申請案及申請專利範圍,Bn 、Rn 等中之任一者始終指相同的部分,除非另有陳述。
於本說明書中,當未另行提供定義時,“取代的”指以一氘、C1 至C12 烷基及C1 至C12 烷氧基取代的。
然而,於本說明書中,“取代的芳基”指一以一或複數芳基基團的取代,該一或複數芳基基團本身可被一或複數芳基及/或雜芳基基團取代。
相應地,於本說明書中,“取代的雜芳基”指以一或複數雜芳基基團的取代,該一或複數雜芳基基團本身可被一或複數芳基及/或雜芳基基團取代。
於本說明書中,當未另行提供定義時,“烷基基團”指飽和的脂肪族烴基基團。該烷基基團可係為C1 至C12 烷基基團。更具體而言,該烷基基團可係為C1 至C10 烷基基團或C1 至C6 烷基基團。舉例而言,C1 至C4 烷基基團於烷基鏈中包括1至4個碳,且可為選自甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。
該烷基基團的具體實例可係為甲基基團、乙基基團、丙基基團、異丙基基團、丁基基團、異丁基基團、第三丁基基團、戊基基團、己基基團。
術語“環烷基”指藉由自包含於相應環烷中的環原子進行一個氫原子的形式抽離,自一環烷衍生的飽和烴基基團。該環烷基基團的實例可係為一環丙基基團、一環丁基基團、一環戊基基團、一環己基基團、一甲基環己基基團、一金剛烷基基團及類似物。
將術語“雜”理解為可藉由共價結合的碳原子形成的結構中的至少一個碳原子由另一個多價原子所代替的方式。較佳地,雜原子為選自B、Si、N、P、O、S;更佳地為選自N、P、O、S。
於本說明書中,“芳基基團”指藉由自相應芳香族烴中的芳香族環進行一個氫原子的形式抽離可創建的烴基基團。芳香族烴指含有至少一個芳香族環或芳香族環系統的一烴。芳香族環或芳香族環系統指共價結合碳原子的一平面環或環系統,其中該平面環或環系統包含滿足休克耳(Hückel)定則的非定域電子的共軛系統。芳基基團的實例包括:單環基團,比如苯基或甲苯基;包含更多個藉由單鍵聯接的芳香族環的多環基團,比如聯苯基;及包含稠合環(fused ring)的多環基團,比如萘基(naphthyl)或茐基(fluorenyl)。
類似地,在雜芳基的情況下,尤其在適宜時理解成藉由自包含至少一個此種環的化合物中的一雜環芳香族環進行一個環氫的形式抽離衍生的一基團的地方。
在雜環烷基的情況下,尤其在適宜時理解成藉由自包含至少一個此種環的化合物中的一飽和環烷基環進行一個環氫的形式抽離衍生的一基團。
將術語“稠合芳基環(fused芳基 ring)”或“縮合芳基環(condensed芳基 ring)”理解為二個芳基環在它們共享至少二個共同sp2 -雜化碳原子時被考慮稠合或縮合。
在本說明書中,單鍵指一直接鍵。
在本發明的上下文中,“不同”意味著化合物不具有等同的化學結構。
術語“無”、“不含有”、“不包含”並不排除在沉積之前可能存在於該化合物中的雜質。雜質對本發明達成的目的沒有技術影響。
術語“夾在之間接觸”指三層的安置,藉此處於中間的層與二個相鄰層直接接觸。
術語“吸光層(light-absorbing layer)”及“光吸收層(light absorption layer)”同義地被使用。
術語“發光層(light-emitting layer)”、“光發射層(light emission layer)”及“發射層(emission layer)”同義地被使用。
術語“OLED”、“有機發光二極體”及“有機發光元件”同義地被使用。
術語陽極及陽極電極同義地被使用。
術語陰極及陰極電極同義地被使用。
在該說明書中,電洞特性指當施加一電場時,施予電子,以形成電洞,且根據最高佔據分子軌域(HOMO)能階,因於導電特性,形成於陽極中的電洞可容易地注入發射層內,且在發射層中傳輸的能力。
除此之外,電子特性指當施加一電場時,接收電子,且根據最低未佔據分子軌域(LUMO)能階,因於導電特性,形成於陰極中的電子可容易地注入發射層內,且在發射層中傳輸的能力。有利效果
令人驚訝地發現,藉由使各種態樣中的元件特別是在使用壽命期間的工作電壓方面能夠優於本領域中已知的有機電致發光元件,根據本發明的有機電子元件解決作為本發明的基礎的問題。
根據本發明的一個實施例,B1 或R1 至R5 上之取代基為選自鹵素(以F尤其較佳)、C1 至C3 全鹵化的(尤其全氟化的)烷基或烷氧基、或–(O)l -Cm H2m -Cn Haln2n+1 (其中l=0或1,尤其是0,m=1或2,尤其是1,且n=1至3,尤其是1或2,且Hal=鹵素,尤其是F)。
根據本發明的一個實施例,B1 或R1 至R5 中之至少一者係為取代的烷基,且該烷基部分之取代基係為氟,其中數量nF (氟取代基的)及nH (氫的)遵循等式:nF >nH + 2。
根據本發明的一個實施例,B1 或R1 至R5 中之至少一者為選自全氟化的烷基或芳基。
根據本發明的一個實施例,B1 係為取代的C1 至C6 烷基。
根據本發明的一個實施例,B1 係為取代的C3 至C6 線性或環狀烷基。
根據本發明的一個實施例,式(1)之化合物無烷氧基、COR6 及/或COOR6 基團。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之至少一者係為三氟甲基(trifluoromethyl)。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而B1 係為取代的C1 至C6 烷基;較佳地,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而B1 係為取代的C1 至C4 烷基。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而B1 係為全氟化的C1 至C6 烷基;較佳地,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而B1 係為全氟化的C1 至C4 烷基。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之至少一者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F,且B1 係為取代的C1 至C6 烷基;較佳地,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F,且B1 係為取代的C1 至C4 烷基。
根據本發明的一個實施例,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F,且B1 係為全氟化的C1 至C6 烷基;較佳地,R1 至R5 中之一者或二者係為三氟甲基,而R1 至R5 中之其他者係為H或F,且B1 係為全氟化的C1 至C4 烷基。
根據一個實施例,式(1)之化合物中的負離子為選自負離子A-1至A-29:
Figure 02_image003
Figure 02_image005
Figure 02_image007
A-1 A-2 A-3
Figure 02_image009
Figure 02_image011
Figure 02_image013
A-4 A-5 A-6
Figure 02_image015
Figure 02_image017
Figure 02_image019
A-7 A-8 A-9
Figure 02_image021
Figure 02_image023
Figure 02_image025
A-10 A-11 A-12
Figure 02_image027
Figure 02_image029
Figure 02_image031
A-13 A-14 A-15
Figure 02_image033
Figure 02_image035
Figure 02_image037
A-16 A-17 A-18
Figure 02_image039
Figure 02_image041
Figure 02_image043
A-19 A-20 A-21
Figure 02_image045
Figure 02_image047
Figure 02_image049
A-22 A-23 A-24
Figure 02_image051
Figure 02_image053
Figure 02_image055
A-25 A-26 A-27
Figure 02_image057
Figure 02_image059
 
A-28 A-29  
根據本發明的一個實施例,M具有≥22Da的,作為另一種選擇具有≥24Da的原子質量。
根據本發明的一個實施例,M為選自金屬離子,其中相應金屬具有小於2的,較佳地小於2的,更佳地小於1.9的根據艾倫(Allen)的陰電性值。藉此,於有機電子元件中可達成格外良好的效能。
術語“根據艾倫的陰電性(electronegativity according to Allen)”尤其指艾倫Leland C(Allen, Leland C)(1989)。“陰電性係為基態自由原子中之價殼電子的平均單電子能量(Electronegativity is the average one-electron energy of the valence-shell electrons in ground-state free atoms)”,Journal of the American Chemical Society. 111 (25): 9003–9014。
根據本發明的一個實施例,M的價n係為1或2。
根據本發明的一個實施例,M為選自金屬離子,其中相應金屬具有小於2.4的,較佳地小於2的,更佳地小於1.9的根據艾倫(Allen)的陰電性值,且M的價n係為1或2。
根據本發明的一個實施例,M為選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬或過渡金屬,作為另一種選擇,M為選自鹼金屬、鹼土金屬、或第四週期或第五週期的過渡金屬。
根據本發明的一個實施例,M為選自金屬離子,其中相應金屬具有小於2.4的,較佳地小於2的,更佳地小於1.9的根據艾倫(Allen)的陰電性值且M為選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬或第四週期或第五週期的過渡金屬,且M具有≥22Da的,作為另一種選擇具有≥24Da的原子質量。
根據本發明的一個實施例,M為選自Li、Na、K、Cs、Mg、Mn、Cu、Zn、Ag及Mo;較佳地,M為選自Na、K、Cs、Mg、Mn、Cu、Zn及Ag;亦較佳的M為選自Na、K、Mg、Mn、Cu、Zn及Ag,其中如果M係為Cu,則n係為2。
根據本發明的一個實施例,M不為Ag。
根據本發明的一個實施例,M不為Cu。
根據本發明的一個實施例,式(1)之化合物選自化合物A1至A8:
名稱 結構
A1
Figure 02_image061
A2
Figure 02_image063
A3
Figure 02_image065
A4
Figure 02_image067
A5
Figure 02_image069
A6
Figure 02_image071
A7
Figure 02_image073
A8
Figure 02_image075
根據本發明的一個實施例,該半導體層及/或式(1)化合物為不發射性的。
在本說明書的上下文中,術語“基本上不發射性的”或“不發射性的”意味著該化合物或層對該元件的可見發射光譜的貢獻相對於該可見發射光譜小於10%,較佳地小於5%。該可見發射光譜係為波長為約≥380 nm至約≤780 nm的發射光譜。
根據本發明的一個實施例,與該陽極相鄰地安置及/或提供至少一個半導體層。
根據本發明的一個實施例,至少一個半導體層與該陽極直接接觸。
根據本發明的一個實施例,本發明的至少一個半導體層係為一電洞注入層。
在本發明的至少一個半導體層係為一電洞注入層,且/或與該陽極相鄰地被安置及/或提供的情況中,則尤其較佳地為,此一層基本上係由式(1)化合物組成。
在本說明書的上下文中,術語“基本上由…組成”尤其意味著及/或包含≥90%(vol/vol)的,更佳地≥95%(vol/vol)的,且最佳地≥ 99% (vol/vol)的濃度。
根據另一個態樣,該至少一個半導體層可具有至少約≥0.5 nm至約≤10 nm的,較佳地約≥2 nm至約≤8 nm的,亦較佳地約≥3 nm至約≤5 nm的層厚度。
根據本發明的一個實施例,本發明的至少一個半導體層進一步包含一實質上共價的基質化合物。較佳地,與該陽極相鄰地安置及/或提供至少一個進一步包含一實質上共價的基質化合物的半導體層。
共價基質化合物的較佳實例係為有機化合物,此等有機化合物主要由共價結合的C、H、O、N、S組成,可視情況包含亦共價結合的B、P、As、Se。包含共價鍵碳-金屬的有機金屬化合物、包含有機配位子的金屬錯合物及有機酸的金屬鹽係為可充當有機實質上共價的基質化合物的有機化合物的進一步實例。
在一個實施例中,該實質上共價的基質化合物缺少金屬原子,且其多數骨架原子選自C、O、S、N。作為另一種選擇,該實質上共價的基質化合物缺少金屬原子,且其多數骨架原子選自C及N。
在一個實施例中,當在相同的條件下確定時,實質上共價的基質化合物的HOMO能階可比N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(4-甲氧苯基)-9,9'-螺二[茐]-2,2',7,7'-四胺(N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-octakis(4-methoxyphenyl)-9,9'-spirobi[fluorene]-2,2',7,7'-tetraamine)(CAS 207739-72-8)的HOMO能階低。
在一個實施例中,所計算的該實質上共價的基質化合物的HOMO能階可比-4.27 eV低,較佳地可比-4.3 eV低,作為另一種選擇,可比-4.5 eV低,作為另一種選擇,可比-4.6 eV低,作為另一種選擇,可比-4.65 eV低。
根據本發明的另一個態樣,該半導體層進一步包含一實質上共價的基質化合物,當在二氯甲烷(dichloromethane)中藉由循環伏安法進行測量時,該實質上共價的基質化合物對Fc/Fc+的氧化電位高於–0.2 V而低於1.22 V,較佳地高於–0.18 V而低於1.12 V。在此等條件下,螺-MeO-TAD(spiro-MeO-TAD)(CAS 207739-72-8)的氧化電位係為-0.07 V。
在一個實施例中,當在相同的條件下確定時,該實質上共價的基質化合物的HOMO能階可比N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(4-甲氧苯基)-9,9'-螺二[茐]-2,2',7,7'-四胺(N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-octakis(4-methoxyphenyl)-9,9'-spirobi[fluorene]-2,2',7,7'-tetraamine)(CAS 207739-72-8)的HOMO能階低而比N4,N4'''-二(萘-1-基)-N4,N4'''-二苯基-[1,1':4',1'':4'',1'''-四聯苯基]-4,4'''-二胺(N4,N4'''-di(naphthalen-1-yl)-N4,N4'''-diphenyl-[1,1':4',1'':4'',1'''-quaterphenyl]-4,4'''-diamine)的HOMO能階高。
在本發明的一個實施例中,該實質上共價的基質化合物可無烷氧基基團。
在一個實施例中,所計算的該實質上共價的基質化合物的HOMO能階可選在<-4.27 eV而>-4.84 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.3 eV而>-4.84 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.5 eV而>-4.84 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.5 eV而>-4.84 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.6 eV而>-4.84 eV的範圍中。
在一個實施例中,所計算的該實質上共價的基質化合物的HOMO能階可選在<-4.27 eV而>-4.8 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.3 eV而>-4.8 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.5 eV而>-4.8 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.5 eV而>-4.8 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.6 eV而>-4.8 eV的範圍中,作為另一種選擇可選在<-4.65 eV而>-4.8 eV的範圍中。
較佳地,該實質上共價的基質化合物包含至少一個芳基胺部分,作為另一種選擇一二芳基胺部分,作為另一種選擇一三芳基胺部分。
根據本發明的另一個態樣,該至少一個半導體層進一步包含式(2)化合物:
Figure 02_image077
(2), 其中: L1 至L3 為獨立地選自一單鍵、伸苯基(phenylene)及伸萘次甲基(naphthenylene),較佳地為伸苯基; Ar1 及Ar2 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 芳基或取代的或未取代的C3 至C20 伸雜芳基; C1 選自H、具有1至20個碳原子且視情況藉由一或複數R2 自由基取代的烷基基團、或Ar1 ; 其中 R2 在每一個範例中都為相同的或不同的,且選自H、D、F、C(-O)R2 、CN、Si(R3 )3 、P(-O)(R3 )2 、OR3 、S(-O)R3 、S(-O)2 R3 、具有1至20個碳原子的直鏈烷基或烷氧基基團、具有3至20個碳原子的分支或環狀烷基或烷氧基基團、具有2至20個碳原子的烯基(alkenyl)或炔基(alkynyl)基團、具有6至40個芳香環原子的芳香環系統、及具有5至40個芳香環原子的雜芳香環系統;其中二或複數R1 自由基視情況互相連結,且可形成一環;其中所提及之烷基、烷氧基、烯基及炔基基團以及所提及之芳香環系統及雜芳香環系統中之每一者都可藉由一或複數R3 自由基取代;且其中所提及之烷基、烷氧基、烯基及炔基基團中的一或複數CH2 基團視情況藉由–R3 C-CR3 -、-C=C-、Si(R3 )2 、C-O、C-NR3 、-C(-O)O-、-C(-O)NR3 -、P(-O)(R3 )、-O-、-S-、SO或SO2代替; - Ar1 及Ar2 之取代基為獨立地選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR1 、COOR1 、鹵素、F或CN;及 - R3 之取代為獨立地選自C1 至C6 烷基、C6 至C20 芳基及C5 至C20 雜芳基、鹵素、F或CN。
根據本發明的另一個態樣,該至少一個半導體層進一步包含式(2a)化合物:
Figure 02_image079
(2a), 其中 Ar7 及Ar8 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 伸芳基或取代的或未取代的C3 至C20 伸雜芳基; Ar3 及Ar4 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 芳基或取代的或未取代的C3 至C20 伸雜芳基; Ar5 及Ar6 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 芳基或C5 至C40 雜芳基; R4 為一單鍵、一未取代的或取代的C1 至C6 烷基或伸苯基; q = 0、1或2; r = 0或1; 其中 - Ar3 至Ar8 之取代基為獨立地選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR1 、COOR1 、鹵素、F或CN;及 - R4 之取代基為獨立地選自C1 至C6 烷基、C6 至C20 芳基及C5 至C20 雜芳基、鹵素、F或CN。
根據本發明的一較佳態樣,該至少一個半導體層進一步包含式(2b)化合物:
Figure 02_image081
(2b), 其中 Ar9 及Ar10 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 芳基; Ar11 及Ar12 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 伸芳基; Ar13 及Ar14 為獨立地選自取代的或未取代的C6 至C20 芳基或C5 至C40 雜芳基; R5 為單化學鍵、一未取代的或取代的C1 至C6 烷基及未取代的或取代的C1 至C5 雜烷基; q = 0、1或2; r = 0或1; 其中 - Ar9 至Ar14 之取代基為獨立地選自C1 至C20 烷基、C3 至C20 雜烷基或鹵化物(halide);及 - R5 之取代基為獨立地選自C1 至C6 烷基、C1 至C5 雜烷基、C6 至C20 芳基及C5 至C20 雜芳基。
根據一進一步較佳態樣,本發明的半導體層可進一步包含式(2a)化合物,其中Ar11 及Ar12 係為Ph;Ar9 、Ar10 、Ar13 及Ar14 為選自苯基(phenyl)、甲苯基(tolyl)、二甲苯基(xylyl)、2,4,6-三甲苯基(mesityl)、聯苯基(biphenyl)、1-萘基(1-naphthyl)、2-萘基(2-napthyl)、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl));R5 =單鍵;r = 1;及q= 1。
根據一進一步較佳態樣,本發明的半導體層可進一步包含式(2a)化合物,其中Ar11 及Ar12 係為獨立地選自苯基及聯苯基;Ar9 、Ar10 、Ar13 及Ar14 為選自苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基、聯苯基(biphenyl)、1-萘基、2-萘基、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl));R5 =單鍵;r = 1;及q= 1。
根據一進一步較佳態樣,本發明的半導體層可進一步包含式(2a)化合物,其中Ar11 及Ar12 係苯基;Ar9 、Ar10 、Ar13 及Ar14 為選自苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基、聯苯基、1-萘基、2-萘基、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl));R5 =9,9’-茐基(9,9’-fluorenyl);r = 1;及q= 1。
根據一進一步較佳態樣,本發明的半導體層可進一步包含式(2a)化合物,其中Ar11 係苯基;Ar9 、Ar10 、Ar13 及Ar14 為選自苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基、聯苯基、1-萘基、2-萘基、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl));R5 =單鍵;r = 0;及q= 1。Ar11 上之取代基為選自苯基、聯苯基、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’-芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl))。
根據一進一步較佳態樣,本發明的半導體層可進一步包含式(2a)化合物,其中N、Ar9 及Ar11 形成一咔唑環;Ar12 係為苯基或聯苯基;Ar10 、Ar13 及Ar14 為選自苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基、聯苯基、1-萘基、2-萘基、2-(9,9-二烷基-茐基)(2-(9,9-dialkyl-fluorenyl))、2-(9-烷基-9’芳基-茐基)(2-(9-alkyl-9’-aryl-fluorenyl))及2-(9,9-二芳基-茐基)(2-(9,9-diaryl-fluorenyl));R5 =單鍵;r = 1;及q= 1。
較佳地,在式(2a)中,q可為選自1或2。
式(2)、(2a)或(2b)化合物可具有適宜熱真空沉積的分子量。較佳地可用作實質上共價的基質化合物的式(2)、(2a)或(2b)化合物可具有約≥243 g/mol而約≤2000 g/mol,甚佳地為約≥ 412 g/mol而約≤1800 g/mol,亦較佳地約≥488 g/mol而約≤1500 g/mol的分子量。
根據一更佳實施例,式(2)的Ar1 及Ar2 係為獨立地選自伸苯基(phenylene)、伸聯苯基(biphenylene)、伸萘基(naphthylene)、伸蒽基(anthranylene)、伸咔唑基(carbazolylene)、或伸茐基(fluorenylene),較佳地選自伸苯基或伸聯苯基。
根據一更佳實施例,式(2a)或(2b)的Arx可為獨立地選自苯基(phenyl)、聯苯基(biphenyl)、三聯苯基(terphenyl)、四聯苯基(quartphenyl)、茐基(fluorenyl)、9,9’-二甲基茐基(9,9’-dimethylfluorenyl)、9,9’-二苯基茐基(9,9’-diphenylfluorenyl)、9,9'-螺二[茐]-基(9,9'-spirobi[fluorene]-yl)、萘基(napthyl)、蒽基(anthranyl)、菲基(phenanthryl)、苯硫基(thiophenyl)、茐基(fluorenyl)、或咔唑基(carbazolyl)。
甚佳地,式(2a)或(2b)的Arx可為獨立地選自苯基(phenyl)、聯苯基(biphenyl)、茐基(fluorenyl)、萘基(napthyl)、苯硫基(thiophenyl)、茐基(fluorenyl)、9,9’-二甲基茐基(9,9’-dimethylfluorenyl)、9,9’-二苯基茐基(9,9’-diphenylfluorenyl)、9,9'-螺二[茐]-基(9,9'-spirobi[fluorene]-yl)、或咔唑基(carbazolyl)。
式(2a)或(2b)的Arx中之至少二者可形成循環結構,舉例而言,Ar3 及Ar4 ;或Ar3 及Ar7 ;或Ar9 及Ar10 ;或Ar9 及Ar11 ;只要有可能就可為一咔唑(carbazole)、吩唑啉(phenazoline)或吩噁嗪環(phenoxazine ring)。
根據一更佳實施例,該化合物具有式(2a),其中: Ar7 及Ar7 為獨立地選自伸苯基(phenylene)、伸聯苯基(biphenylene)、伸萘基(naphthylene)、伸蒽基(anthranylene)、伸咔唑基(carbazolylene)及伸茐基(fluorenylene),較佳地選自伸苯基及伸聯苯基; Ar3 至Ar6 為獨立地選自苯基(phenyl)、聯苯基(biphenyl)、三聯苯基(terphenyl)、四聯苯基(quartphenyl)、茐基(fluorenyl)、9,9’-二甲基茐基(9,9’-dimethylfluorenyl)、9,9’-二苯基茐基(9,9’-diphenylfluorenyl)、9,9'-螺二[茐]-基(9,9'-spirobi[fluorene]-yl)、萘基(napthyl)、蒽基(anthranyl)、菲基(phenanthryl)、苯硫基(thiophenyl)、9-咔唑基(9-carbazolyl);較佳地 Ar3 至Ar6 為獨立地選自苯基(phenyl)、聯苯基(biphenyl)、茐基(fluorenyl)、9,9’-二甲基茐基(9,9’-dimethylfluorenyl)、9,9’-二苯基茐基(9,9’-diphenylfluorenyl)、9,9'-螺二[茐]-基(9,9'-spirobi[fluorene]-yl)、萘基(napthyl)、苯硫基(thiophenyl)、咔唑基(carbazolyl)。
更進一步較佳地,式(2a)的Ar3 至Ar8 中之至少一者可不被取代,甚佳地,式(2a)的Ar3 至Ar7 中之至少二者可不被取代。
根據一額外較佳實施例,具有式(2a)化合物: - Ar3 及Ar4 及/或Ar5 及Ar6 被連接,以形成一咔唑(carbazole)、吩唑啉(phenazoline)或吩噁嗪環(phenoxazine ring)。
其中不是全部Ar1 至Ar8 被取代的式(2)、(2a)或(2b)化合物格外適宜真空熱沉積。
較佳地,該至少一個半導體層進一步包含式(2a)化合物,其中Ar3 至Ar6 上之取代基為獨立地選自C1 至C12 烷基、C1 至C12 烷氧基或鹵化物,較佳地為獨立地選自C1 至C8 烷基或C1 至C8 雜烷基,甚佳地為獨立地選自C1 至C5 烷基或C1 至C5 雜烷基。
較佳地,該至少一個半導體層進一步包含式(2a)化合物,其中Ar3 至Ar6 上之取代基為獨立地選自C1 至C12 烷基或鹵化物,較佳地為獨立地選自C1 至C8 烷基或氟化物,甚佳地為獨立地選自C1 至C5 烷基或氟化物。
根據一更進一步較佳實施例,該實質上共價的基質化合物具有表1顯示的式(T-1)至(T-6)。 表1
名稱 化學式 所計算的 HOMO (eV)
N,N'-雙-(3-甲苯基)-N,N'-雙-(苯基)-聯苯胺(N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) (T-1)  
Figure 02_image083
-4.69
聯苯基-4-基(9,9-二苯基-9H-茐-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺(Biphenyl-4-yl(9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-amine) (T-2)
Figure 02_image085
-4.69
N,N'-雙(萘-1-基)-N,N'-雙(苯基)-聯苯胺(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) (T-3)
Figure 02_image087
-4.72
N4,N4,N4',N4'-四(聯苯基-4-基)聯苯基-4,4'-二胺 (N4,N4,N4',N4'-tetra(biphenyl-4-yl)biphenyl-4,4'-diamine) (T-4)  
Figure 02_image089
[0001]               -4.73
[0002]               N4,N4''-二(萘-1-基)-N4,N4''-二苯基-[1,1':4',1''-三聯苯基]-4,4'''-二胺(N4,N4''-di(naphthalen-1-yl)-N4,N4''-diphenyl-[1,1':4',1''-terphenyl]-4,4''-diamine) [0003]               (T-5) [0004]              
Figure 02_image091
-4.81
9,9-二甲基-N,N-雙(4-(萘-1-基)苯基)-9H-茐-2-胺(9,9-dimethyl-N,N-bis(4-(naphthalen-1-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine) (T-6)
Figure 02_image093
-4.84
根據另一個態樣,該至少一個半導體層進一步包含一實質上共價的基質化合物且可包含: - 至少約≥0.1 wt.-%至約≤50 wt.-%,較佳地約≥1 wt.-%至約≤25 wt.-%,且更佳地約≥2 wt.-%至約≤15 wt.-%的式(1)化合物,及 - 至少約≥50 wt.-%至約≤99 wt.-%,較佳地約≥75 wt.-%至約≤99 wt.-%,且更佳地約≥85 wt.-%至約≤98 wt.-%的式(2)、(2a)或(2b)化合物;較佳地,式(2)、(2a)或(2b)之化合物的wt.-%高於式(1)化合物的wt.-%;其中此等組成的重量-%基於該半導體層的總重量。
根據本發明的一個實施例,該至少一個半導體層可進一步包含一實質上共價的基質化合物,且可包含≥1而≤30 mol.-%的式(1)化合物及≤99而≥70 mol.-%的一實質上共價的基質化合物;作為另一種選擇,≥5而≤20 mol.-%的式(1)化合物及≤95而≥80 mol.-%的一實質上共價的基質化合物。
根據本發明的一個實施例,該電子有機元件係為一電致發光元件,較佳地為一有機發光二極體。
本發明更進一步係關於一種包含根據本發明的一有機電子元件的顯示裝置。
本發明更進一步係關於式(1a)之化合物:
Figure 02_image001
(1a) 其中 M係為一金屬離子 x係為M之價 B1 為選自取代的或未取代的C1 至C16 烷基, R1 至R5 為獨立地選自H、F、CN、鹵素、取代的或未取代的C1 至C6 烷基、取代的或未取代的C6 至C12 芳基、取代的或未取代的C3 至C12 雜芳基, 其中B1 及/或R1 至R5 上之取代基選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR6 、COOR6 、鹵素、F或CN; 且其中R1 至R5 中之至少一者為選自取代的或未取代的C1 至C6 烷基或CN,且 其中排除滿足下列全部的下列化合物: M係為Li或K; x係為1; B1 係為CF3 ; R1 、R3 、及R5 係為H; R2 及R4 係為CF3
式(1)化合物中的負電荷可部分地或完全地非定域於N(SO2 )2 基團上,且視情況,亦可部分地或完全地非定域於B1 及取代的苯基基團上。
在該有機電子元件的上下文中如上描述的對式(1)的任何說明比照適用。 另外層
依據本發明,除了上面已經提及的層,該有機電子元件還可包含另外層。下面描述各自層的示例性實施例:基材
該基材可以係在製造諸如發光二極體的電子元件中通常使用的任何基材。如果光係透過該基材發出的,則該基材應係透明的或半透明的材料,舉例而言,玻璃基材或透明塑膠基材。如果光係透過頂表面發出的,則該基材既可係為一透明材料,亦可係為一不透明材料,舉例而言,一玻璃基材、一塑膠基材、一金屬基材或一矽基材。陽極電極
該陽極電極可藉由沉積或濺鍍形成該陽極電極所使用的一材料來形成。形成該陽極電極所使用的材料可係為一高功函數材料,以便促進電洞注入。該陽極電極材料亦可選自一低功函數材料(亦即,鋁)。該陽極電極可係為一透明或反射電極。可使用透明導電氧化物,諸如:銦錫氧化物(indium tin oxide)(ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide)(IZO)、二氧化錫(tin-dioxide)(SnO2)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide)(AlZO)、以及氧化鋅(zinc oxide)(ZnO)來形成該陽極電極。亦可使用金屬(典型地,銀(Ag)、金(Au))或金屬合金來形成該陽極電極。電洞注入層
一電洞注入層(HIL)可藉由真空沉積(vacuum deposition)、旋轉塗佈(spin-coating)、印刷(printing)、澆鑄(casting)、槽模塗佈(slot-die coating)、朗繆爾-布洛傑特沉積(Langmuir-Blodgett(LB)deposition)或類似方法形成於該陽極電極上。當該HIL係使用真空沉積形成時,沉積條件可根據形成該HIL所使用的化合物以及該HIL所欲的結構及熱性能而有所不同。然而,一般而言,用於真空沉積的條件可包括:100℃至500℃的沉積溫度、10-8 至10-3 Torr的壓力(1 Torr等於133.322 Pa)、以及0.1至10 nm/sec的沉積速率。
當該HIL系使用旋轉塗佈或印刷形成時,塗佈條件可根據形成該HIL所使用的化合物以及該HIL所欲的結構及熱性能而有所不同。舉例而言,該塗佈條件可包括:約2000 rpm至約5000 rpm的塗佈速度以及約80 ℃至約200 ℃的熱處理溫度。執行塗佈後,熱處理移除溶劑。
該HIL可由形成一HIL通常使用的任何化合物形成。形成該HIL可使用的化合物的實例包括:一酞菁化合物(phthalocyanine compound) (諸如,銅酞菁(copper phthalocyanine)(CuPc))、4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基胺基)三苯基胺(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)(m-MTDATA)、TDATA、2T-NATA、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(polyaniline/dodecylbenzenesulfonic acid)(Pani/DBSA)、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate))(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟腦磺酸(polyaniline/camphor sulfonic acid)(Pani/CSA)以及聚苯胺/聚4-苯乙烯磺酸(polyaniline/poly(4-styrenesulfonate))(PANI/PSS)。
該HIL可包含p型摻雜物或可由p型摻雜物組成,且該p型摻雜物可選自:四氟四氰基醌二甲烷(tetrafluoro-tetracyanoquinonedimethane)(F4TCNQ)、2,2’(全氟萘-2,6-二亞基)二丙二腈(2,2'-(perfluoronaphthalene-2,6-diylidene)dimalononitrile)或2,2',2"-(環丙烷-1,2,3-三亞基)參(2-(對氰基四氟苯基)乙腈)(2,2',2"-(cyclopropane-1,2,3-triylidene)tris(2-(p-cyanotetrafluorophenyl)acetonitrile)),但並不侷限於此。該HIL可選自用p型摻雜物摻雜的電洞傳輸基質化合物(hole-transporting matrix compound)。已知摻雜電洞傳輸材料的典型實例係為:銅酞菁(copper phthalocyanine)(CuPc),該HOMO能階(HOMO level)近似為-5.2eV,用四氟四氰基醌二甲烷(tetrafluoro-tetracyanoquinonedimethane)(F4TCNQ)摻雜,該LUMO能階(LUMO level)為約-5.2eV;鋅酞菁(zinc phthalocyanine)(ZnPc)(HOMO=-5.2eV),用F4TCNQ摻雜;α-NPD(N,N'-雙(萘-1-基)-N,N'-雙(苯基)-聯苯胺(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine)),用F4TCNQ摻雜。使用2,2’(全氟萘-2,6-二亞基)二丙二腈(2,2'-(perfluoronaphthalene-2,6-diylidene)dimalononitrile)摻雜α-NPD。p型摻雜物的濃度可選自1至20 wt.-%,更佳地為選自3 wt.-%至10 wt.-%。
該HIL的厚度可在約1 nm至約100 nm的範圍中,且舉例而言,在約1 nm至約25 nm的範圍中。當該HIL的厚度在此一範圍內時,該HIL可具有優異的電洞注入特性,而驅動電壓無需實質上的損失(substantial penalty)。電洞傳輸層
該電洞傳輸層(HTL)可藉由真空沉積、旋轉塗佈、槽模塗佈、印刷、澆鑄、朗繆爾-布洛傑特(LB)沉積或類似方法形成於該HIL上。當該HTL係藉由真空沉積或旋轉塗佈形成時,沉積及塗佈的條件可與該HIL的形成條件相似。然而,該用於真空或溶液沉積的條件可根據形成該HTL所使用的化合物而有所不同。
在本發明的一個實施例中,該有機電子元件進一步包含一電洞傳輸層,其中該電洞傳輸層安置於該半導體層與該至少一個光活性層之間。
在一個實施例中,該電洞傳輸層包含一實質上共價的基質化合物。
在本發明的一個實施例中,該至少一個半導體層及該電洞傳輸層包含一實質上共價的基質化合物,其中該實質上共價的基質化合物於二層中被選擇得相同。
在一個實施例中,該電洞傳輸層包含式(2)、(2a)或(2b)化合物。
在本發明的一個實施例中,該至少一個半導體層及該電洞傳輸層包含式(2)、(2a)或(2b)之化合物。
在本發明的一個實施例中,該至少一個半導體層包含式(1)化合物及式(2)、(2a)或(2b)之化合物,而該電洞傳輸層包含式(2)、(2a)或(2b)之化合物,其中式(2)、(2a)或(2b)之化合物被選擇得相同。
該HTL的厚度可在約5 nm至約250 nm的範圍中,較佳地,在約10 nm至約200 nm的範圍中,進一步在約20 nm至約190 nm的範圍中,進一步在約40 nm至約180 nm的範圍中,進一步在約60 nm至約170 nm的範圍中,進一步在約80 nm至約160 nm的範圍中,進一步在約100 nm至約160 nm的範圍中,進一步在約120 nm至約140 nm的範圍中。
當該HTL的厚度係在此一範圍內時,該HTL可具有優異的電洞傳輸特性,而驅動電壓無需實質上的損失。電子阻擋層
一電子阻擋層(EBL)的功能係防止電子自一發射層傳輸至該電洞傳輸層,且藉此將電子限定於該發射層內。藉此,效率、工作電壓及/或使用壽命可被改良。典型地,該電子阻擋層包含一三芳胺化合物(triarylamine compound)。相較於該電洞傳輸層的LUMO能階,該三芳胺化合物可具有更接近真空能階的LUMO能階。與該電洞傳輸層的HOMO能階相比,該電子阻擋層可具有遠偏離真空能階的一HOMO能階。該電子阻擋層的厚度可選自2與20 nm之間。
如果該電子阻擋層具有高三重態能階(triplet level),則其亦可被描述為三重態控制層。
如果使用綠色或藍色磷光發射層,則該三重態控制層的功能係減少三重態的猝滅(quenching)。藉此,可達成自一磷光發射層的較高光發射效率。該三重態控制層選自三重態能階高於相鄰發射層中的磷光發射體的三重態能階的三芳胺化合物。用於三重態控制層的適宜化合物,特別是三芳胺化合物描述於EP 2 722 908 A1中。光活性層( PAL
該光活性層將一電流轉換為光子,或將光子轉換為一電流。
該PAL可藉由真空沉積、旋轉塗佈、槽模塗佈、印刷、澆鑄、LB沉積或類似方法形成於該HTL上。當該PAL係使用真空沉積或旋轉塗佈形成時,該沉積及塗佈的條件可與該HIL的形成條件相似。然而,該沉積及塗佈的條件可根據形成該PAL所使用的化合物而有所不同。
可設想該光活性層不包含式(1)化合物。
該光活性層可係為一發光層或一吸光層。發射層( EML
該EML可藉由真空沉積、旋轉塗佈、槽模塗佈、印刷、澆鑄、LB沉積或類似方法形成於該HTL上。當該EML係使用真空沉積或旋轉塗佈形成時,該沉積及塗佈的條件可與該HIL的形成條件相似。然而,該沉積及塗佈的條件可根據形成該EML所使用的化合物而有所不同。
可設想該發射層不包含式(1)化合物。
該發射層(EML)可由一主物(host)及一發射體摻雜物(dopant)之組合所形成。該主物之實例係為Alq3、4,4'-N,N'-二咔唑-聯苯基(4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl)(CBP)、聚(n-乙烯基咔唑)(poly(n-vinylcarbazole))(PVK)、9,10-二(萘-2-基)蒽(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracenee)(AND)、4,4',4''-三(咔唑-9-基)-三苯胺(4,4',4''-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine)(TCTA)、1,3,5-三(N-苯基苯並咪唑-2-基)苯(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)(TPBI)、3-叔丁基-9,10-二-2-萘基蒽(3-tert-butyl-9,10-di-2-naphthylanthracenee)(TBADN)、聯苯乙烯(distyrylarylene)(DSA)及雙(2-(2-羥基苯基)苯並噻唑酸)鋅(bis(2-(2-hydroxyphenyl)benzo-thiazolate)zinc)(Zn(BTZ)2)。
該發射體摻雜物可係為一磷光或螢光發射體。磷光發射體及經由熱活化延遲螢光(thermally activated delayed fluorescence)(TADF)機制發射光的發射體可為較佳的,因於其較高的效率。該發射體可係為一小分子或一聚合物。
紅光發射體摻雜物的實例係為PtOEP、Ir(piq)3及Btp2lr(acac),但不限於此。此等化合物係為磷光發射體,然而,紅色螢光發射體摻雜物亦可被使用。
綠光磷光發射體摻雜物的實例係為Ir(ppy)3(ppy=苯基吡啶(phenylpyridine))、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mpyp)3。
藍光磷光發射體摻雜物的實例係為F2Irpic、(F2ppy)2Ir(tmd)及Ir(dfppz)3及叔芴(ter-fluorene)。4,4'-雙(4-二苯基氨基苯乙烯基)聯苯基(4,4'-bis(4-diphenyl amiostyryl)biphenyl)(DPAVBi)、2,5,8,11-四-叔丁基苝(2,5,8,11-tetra-tert-butyl perylene)(TBPe)係為藍光螢光發射體摻雜物的實例。
基於100重量份的該主物,該發射體摻雜物的量可在約0.01至約50重量份的範圍中。作為另一種選擇,該發射層可由一發光聚合物組成。該EML可具有約10 nm至約100 nm的厚度,舉例而言,約20 nm至約60 nm的厚度。當該EML的厚度係在此一範圍內時,該EML可具有優異的光發射性,而驅動電壓無需實質上的損失。電洞阻擋層( HBL
一電洞阻擋層(HBL)可藉由使用真空沉積、旋轉塗佈、槽模塗佈、印刷、澆鑄、LB沉積或類似方法形成於該EML上,以防止電洞擴散入該ETL內。當該EML包含磷光摻雜物時,該HBL亦可具有三重態激子阻擋功能。
亦可將該HBL稱為輔助ETL或a-ETL。
當該HBL係使用真空沉積或旋轉塗佈形成時,該沉積及塗佈的條件可與該HIL的形成條件相似。然而,該沉積及塗佈的條件可根據形成該HBL所使用的化合物而有所不同。可使用形成一HBL通常使用的任何化合物。用於形成該HBL之化合物的實例包括:噁二唑衍生物(oxadiazole derivative)、三唑衍生物(triazole derivative)、菲咯啉衍生物(phenanthroline derivative) 及三嗪衍生物(triazine derivative)。
該HBL可具有在約5 nm至約100 nm的範圍中的厚度,舉例而言,在約10 nm至約30 nm範圍中的厚度。當該HBL的厚度係介於此一範圍內時,該HBL可具有優異的電洞阻擋性能,而驅動電壓無需實質上的損失。電子傳輸層( ETL
根據本發明的有機電子元件可進一步包含一電子傳輸層(ETL)。
依據本發明的另一個實施例,該電子傳輸層可進一步包含一吖嗪(azine)化合物,較佳地三嗪(triazine)化合物。
在一個實施例中,該電子傳輸層可進一步包含選自鹼有機錯合物,較佳地選自LiQ的摻雜物。
該ETL的厚度可係為在約15 nm至約50 nm的範圍中,舉例而言,在約20 nm至約40 nm的範圍中。當該EIL的厚度在此一範圍中時,該ETL可具有令人滿意的電子注入性能,而驅動電壓無需實質上的損失。
根據本發明的另一個實施例,該有機電子元件可進一步包含一電洞阻擋層及一電子傳輸層,其中該電洞阻擋層及該電子傳輸層包含一吖嗪化合物。較佳地,該吖嗪化合物係三嗪化合物。電子注入層( EIL
一視情況選擇的EIL可形成於該ETL上,較佳地直接形成於該電子傳輸層上,其可促進自該陰極注入電子。用於形成該EIL的材料的實例包括本領域中已知的8-羥基喹啉-鋰(LiQ)、LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Ca、Ba、Yb、Mg。用於形成該EIL的沉積及塗佈的條件與該HIL的形成條件相似,雖然該沉積及塗佈的條件可根據形成該EIL所使用的材料而有所不同。
該EIL的厚度可在約0.1 nm至約10 nm的範圍中,舉例而言,在約0.5 nm至約9 nm的範圍中。當該EIL的厚度在此一範圍內時,該EIL可具有令人滿意的電子注入性能,而驅動電壓無需實質上的損失。陰極電極
該陰極電極係形成於該ETL之上,或視情況選擇的EIL之上。該陰極電極可由一金屬、一合金、一導電化合物或其混合物所形成。該陰極電極可具有一低功函數。舉例而言,該陰極電極可由鋰(Li)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋁-鋰(Al-Li)、鈣(Ca)、鋇(Ba)、鐿(Yb)、鎂-銦(Mg-In)、鎂-銀(Mg-Ag)或類似物所形成。作為另一種選擇,該陰極電極可由諸如ITO或IZO的一透明導電氧化物所形成。
該陰極電極的厚度可在約5 nm至約1000 nm的範圍中,舉例而言,在約10 nm至約100 nm的範圍中。當該陰極電極的厚度係在約5 nm至約50 nm的範圍中時,該陰極電極可係為透明的或半透明的,即使由一金屬或金屬合金所形成。
應當理解,該陰極電極不是一電子注入層或該電子傳輸層的一部分。有機發光二極體( OLED
根據本發明的有機電子元件可為有機發光元件。
根據本發明的一個態樣,提供了一種有機發光二極體(OLED),包含:一基材;一陽極電極,形成於該基材上;一半導體層,包含式(1)化合物;一電洞傳輸層;一發射層;一電子傳輸層;及一陰極電極。
根據本發明的另一個態樣,提供了一種OLED,包含:一基材;一陽極電極,形成於該基材上;一半導體層,包含式(1)化合物;一電洞傳輸層;一電子阻擋層;一發射層;一電洞阻擋層;一電子傳輸層及一陰極電極。
根據本發明的另一個態樣,提供了一種OLED,包含:一基材;一陽極電極,形成於該基材上;一半導體層,包含式(1)化合物;一電洞傳輸層;一電子阻擋層;一發射層;一電洞阻擋層;一電子傳輸層;一電子注入層及一陰極電極。
根據本發明的各種實施例,可提供安置於上面提及之層之間、該基材之上或該頂部電極之上的OLED層。
根據一個態樣,該OLED可包含與一陽極電極相鄰安置的一基材的一層結構,該陽極電極與第一電洞注入層相鄰安置,該第一電洞注入層與一第一電洞傳輸層相鄰安置,該第一電洞傳輸層與一第一電子阻擋層相鄰安置,該第一電子阻擋層與一第一發射層相鄰安置,該第一發射層與一第一電子傳輸層相鄰安置,該第一電子傳輸層與一n型電荷產生層相鄰安置,該n型電荷產生層與一電洞產生層相鄰安置,該電洞產生層與一第二電洞傳輸層相鄰安置,該第二電洞傳輸層與一第二電子阻擋層相鄰安置,該第二電子阻擋層與一第二發射層相鄰安置,於該第二發射層與該陰極電極之間,安置一視情況選擇的電子傳輸層及/或一視情況選擇的注入層。
根據本發明的半導體層可係為第一電洞注入層及p型電荷產生層。
舉例而言,根據圖2的OLED可由一製程形成,其中在一基材(110)上,一陽極(120)、一電洞注入層(130)、一電洞傳輸層(140)、一電子阻擋層(145)、一發射層(150)、一電洞阻擋層(155)、一電子傳輸層(160)、一電子注入層(180)及該陰極電極(190)以此順序順序地形成。 有機電子元件
根據本發明的有機電子元件可係為一發光元件或一光伏電池,且較佳地係為一發光元件。
根據本發明的另一個態樣,提供一種製造一有機電子元件的方法,該方法使用: - 至少一個沉積源,較佳地二個沉積源且更佳地至少三個沉積源。
適宜的沉積方法包含: - 經由真空熱蒸鍍沉積; - 經由溶液處理沉積,較佳地該處理選自旋轉塗佈、印刷、澆鑄;及/或 - 槽模塗佈。
根據本發明的各種實施例,提供一種方法,使用: - 一第一沉積源來釋放根據本發明的式(1)化合物,及 - 一第二沉積源來釋放該實質上共價的基質化合物; 該方法包含形成該半導體層的步驟;藉此對於一有機發光二極體(OLED): - 藉由自該第一沉積源釋放根據本發明的式(1)化合物,及自該第二沉積源釋放該實質上共價的基質化合物,形成該半導體層。
根據本發明的各種實施例,該方法可進一步包括:於該陽極電極上形成至少一層,於該陽極電極上形成至少一層為選由在該陽極電極與該第一電子傳輸層之間,形成一電洞傳輸層或形成一電洞阻擋層及一發射層所組成的群組。
根據本發明的各種實施例,該方法可進一步包括用於形成一有機發光二極體(OLED)的步驟,其中 - 於一基材上,形成一陽極電極, - 於該陽極電極上,形成一包含式(1)化合物的半導體層, - 於該包含式(1)化合物的半導體層上,形成一電洞傳輸層, - 於該電洞傳輸層上,形成一發射層, - 於該發射層上,形成一電子傳輸層,視情況,於該發射層上,形成一電洞阻擋層, - 且最後,形成一陰極電極, - 視情況選擇的一電洞阻擋層以此順序形成於該第一陽極電極與該發射層之間, - 視情況選擇的一電子注入層形成於該電子傳輸層與該陰極電極之間。
根據各種實施例,該OLED可具有下面的層結構,其中此等層具有下面的順序: 陽極、包含根據本發明的式(1)化合物的半導體層、第一電洞傳輸層、第二電洞傳輸層、發射層、視情況選擇的電洞阻擋層、電子傳輸層、視情況選擇的電子注入層、及陰極。
根據本發明的另一個態樣,提供一種包含根據貫穿此申請案描述的任何實施例的至少一個有機發光元件的電子元件,較佳地,在貫穿此申請案描述的實施例中的一者中,該電子元件包含有機發光二極體。更佳地,該電子元件係為一顯示裝置。
在下文中,參考實例更詳細說明實施例。然而,本揭露並不侷限於下面的實例。現在,將對示例性態樣做詳細闡釋。
藉由後面僅具說明性而非約束性的實例再進一步說明本發明。 本發明的化合物可藉由本領域具有一般技術者已知的方法製成,下面描述採用例示性浸提物(educt)的一些通用程序: 合成磺醯胺(sulfonamide)配位子的通用程序
將3,5-雙(三氟甲基)磺醯氯(3,5-bis(trifluoromethyl)sulfonylchloride)溶解於乾燥丙酮中(約10 ml/g)且添加3 eq的K2 CO3 。以冰浴冷卻該混合物。以逆流方式添加1 eq的所欲的B1 磺醯胺。在室溫下,攪拌該混合物,直至19 F-NMR顯示完全轉化。固體被濾出,且被以丙酮清洗。在減壓下,移除該溶劑。殘餘物被以冰冷半濃縮硫酸處理,且以二乙醚被提取。所組合的有機層被以少量的水被清洗,被以硫酸鈉乾燥,且在減壓下,移除該溶劑。於高度真空中,該殘餘物自一球部(bulb)至下一個球部被蒸餾。 式(I)化合物的通用程序,其中M係為Cu(II)
該磺醯胺配位子溶解於水中(約10 ml/g)且添加0.5 eq的Cu(OAc)2 。攪拌該混合物,直至獲得清澈藍色溶液。在減壓下,移除該溶劑。藉由在減壓下,重複添加甲苯且移除溶劑,移除殘餘醋酸。該粗製材料藉由昇華被純化。 合成式(I)化合物的通用程序,其中M係為Mn(II)
該磺醯胺配位子溶解於MeOH中(約10 ml/g),且透過有力攪拌溶液,藉由以氮氣起泡被仔細防護(securated)。添加0.5 eq的金屬Mn粉末,且在室溫下,隔夜攪拌該混合物。在減壓下,移除該溶劑,且在脫氣的水中攪拌殘留油,以獲得固體。該粗製材料藉由昇華被純化。 合成式(I)化合物的通用程序,其中M係為Mg(II)
將該磺醯胺配位子在惰性氣體條件下懸浮於乾燥的甲苯中(約5 ml/g),且在50o C下溶解。於庚烷中滴加0.5 eq.MgBu2 溶液。在50o C,將該反應混合物攪拌2小時。冷卻之後,用乾燥己烷使該產物沉澱(約10ml/g)。該沉澱物在惰性氣體條件下被濾出,被用乾燥己烷清洗,且在高度真空中被乾燥。該粗製產物藉由昇華被純化。
作為比較例,使用下面的化合物:
比較例 序號 結構
1 Cu (TFSI)2
2 Ag (TFSI)
3 Li (TFSI)
昇華溫度
在氮氣下,在手套箱中,將0.5至5 g的化合物裝入一昇華設備的蒸發源內。該昇華設備由一內玻璃管組成,該內玻璃管由直徑為3 cm的球部(bulb)組成,該球泡被放置於直徑為3.5 cm的玻璃管內。該昇華設備被放置於一管爐(Creaphys DSU 05/2.1)內。經由一薄膜泵(Pfeiffer Vacuum MVP 055- 3C)及一渦輪泵(Pfeiffer Vacuum THM071 YP),抽空該昇華設備。使用壓力計(Pfeiffer Vacuum PKR 251),在該昇華設備與該渦輪泵之間測量壓力。當該壓力減低至10-5 mbar時,該溫度以10至30 K的增量升高,直到該化合物起始沉積於該昇華設備的收穫區中。該溫度以10至30 K的增量進一步升高,直到達成一昇華速率,其中,該源中的化合物在30分鐘至1小時的期間內可見地耗盡,且大量的化合物已積累於該收穫區中。
該昇華溫度亦被稱為Tsubl ,其係為該化合物以可見的速率沉積於收穫區中的昇華設備內的溫度,且被以攝氏度為單位測量。
在本發明的上下文中,術語“昇華”可以指自固態至氣相或自液態至氣相的轉換。 分解溫度
分解溫度亦被稱為Tdec ,其以攝氏度為單位被確定。
藉由在Mettler Toledo TGA-DSC 1機器中,在氮氣下,藉由將9至11 mg的樣品載入不帶蓋的Mettler Toledo 100 µL的鋁鍋內,測量該分解溫度。使用下面的加熱程序:25°C等溫3 min;以10 K/min,自25°C至600°C。
基於TGA中的分解的開始,確定該分解溫度。 速率開始溫度(Rate onset temperature)
藉由將100 mg的化合物裝入VTE源內來確定該速率開始溫度(TRO )。作為VTE源,可使用如Kurt J. Lesker Company(www.lesker.com)或CreaPhys GmbH(http://www.creaphys.com)供應的有機材料的點源。在低於10-5 mbar的壓力下以15 K/min的固定速率來加熱VTE源,並以熱耦測量該源內的溫度。以QCM檢測器檢測化合物的蒸發,該QCM檢測器檢測該檢測器的石英晶體上的化合物沉積。該石英晶體上的沉積速率是以埃(Ǻngstrom)/秒為單位來測量的。為確定該速率開始溫度,對比該VTE源溫度來標繪該沉積速率。該速率開始是在QCM檢測器上有顯著沉積發生的溫度。為準確的結果,將該VTE源加熱並冷卻三次,且只有來自第二輪次及第三輪次的結果用以確定該速率開始溫度。
為對有機化合物的蒸發速率達到好的控制,該速率開始溫度可在200至255˚C的範圍中。如果該速率開始溫度低於200˚C,則該蒸發可能會太快速,且因此難以控制。如果該速率開始溫度在255˚C之上,則該蒸發速率可能會太低,其可導致低節拍時間(tact time),且由於延長曝露在提升的溫度中,可能會發生VTE源中有機化合物的分解。
該速率開始溫度是化合物揮發性的間接測量。該速率開始溫度越高,則該化合物的揮發性越低。 還原電位
利用恆電位裝置Metrohm PGSTAT30及軟體Metrohm Autolab GPES,在室溫下,藉由循環伏安法來確定該還原電位。以掃瞄速率100 mV/s,在鉑工作電極之間,並利用由氯化銀覆蓋的銀電線組成且直接浸泡在測量溶液中的Ag/AgCl偽標準電極(Metrohm銀杆式電極 (Metrohm Silver rod electrode)),利用0.1M四丁基六氟磷酸銨(tetrabutylammonium hexafluorophosphate)支援電解質,於氬氣氛中,在測試物質的經氬氣除氣的乾燥0.1M THF溶液中,測量在特別化合物給定的氧化還原電位。第一輪次測量係在最廣範圍的電位設定中在工作電極上完成的,且在隨後輪次測量中適當地調整該範圍。最後三個輪次測量係以加入二茂鐵(0.1M濃度)作為標準來完成的。在減去對於標準Fc+ /Fc氧化還原電對所觀察到的陰極及陽極電位的平均之後,相對應於所研究化合物的陰極及陽極峰的電位的平均最後提供了上面報告的值。所有研究的化合物以及所報告的比較化合物都顯示充分定義的可逆電化學性能。 所計算的HOMO及LUMO
利用程式套裝TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH,Litzenhardtstrasse 19,76135 Karlsruhe,德國)計算HOMO及LUMO。藉由應用在氣相中具6-31G*基組的混合功能包B3LYP,確定該分子結構的最佳化幾何及HOMO和LUMO能階。如果多於一個構形是可行的,則選擇具最低總能量的構形。以電子伏特(eV)為單位記錄該HOMO及LUMO能階。 製造OLED的通用程序
關於OLED,參見表3中的實例7至11、實例14至15及比較例4及5,將具90 nm的ITO的15Ω /cm2 的玻璃基材(Corning Co.市售的)切割為50 mm x 50 mm x 0.7 mm的尺寸,用異丙醇以超音波清洗5分鐘,及然後用純水清洗5分鐘,及再用UV臭氧(UV ozone)清洗30分鐘,以製備該陽極。
然後,92 mol.-%的聯苯基-4-基(9,9-二苯基-9H-茐-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺(Biphenyl-4-yl(9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-amine)(CAS 1242056-42-3)連同8 mol.-%的式(1)化合物係被真空沉積於該陽極上,以形成具有10 nm厚度的HIL。在比較例4及5中,使用表3所顯示的化合物代替式(1)化合物。
然後,聯苯基-4-基(9,9-二苯基-9H-茐-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺(Biphenyl-4-yl(9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl]-amine)係被真空沉積於該HIL上,以形成具有128 nm厚度的一第一HTL。
然後,N,N-雙(4-(二苯並[b,d]呋喃-4-基)苯基)-[1,1':4',1''-三聯苯]-4-胺(N,N-bis(4-(dibenzo[b,d]furan-4-yl)phenyl)-[1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine)(CAS 1198399-61-9)係被真空沉澱於該HTL上,以形成具有5 nm厚度的電子阻擋層(EBL)。
然後,97 vol.-%的H09(南韓Sun Fine化學公司(Sun Fine Chemicals, Korea))作為EML主物及3 vol.-%的BD200(南韓Sun Fine化學公司)作為藍色螢光摻雜物係被沉積於該EBL上,以形成具20 nm厚度的第一發藍光發射層(EML)。
然後,藉由於發射層上沉積2 -(3'-(9,9-二甲基-9H-茐-2-基)-[1,1'-聯苯基]-3-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(2-(3'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine),形成具5 nm厚度的一電洞阻擋層。
然後,藉由以50:50 vol.-%的比例沉積4'-(4-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基) 萘-1-基)-[1,1'-聯苯基]-4-甲腈(4'-(4-(4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)naphthalen-1-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-carbonitrile)及LiQ,於該電洞阻擋層上形成具有31 nm厚度的電子傳輸層。
Al在10-7 mbar下以0.01至1 Å/s的速率蒸發,以形成具100 nm厚度的一陰極。
聯苯基-4-基(9,9-二苯基-9H-茐-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺(Biphenyl-4-yl(9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-amine)的一帽層以75 nm的厚度形成於該陰極上。
藉由利用玻璃載片(glass slide)對該元件的封裝,保護OLED堆疊免受環境條件的影響。從而,形成包括用於進一步保護的集氣劑材料的空腔。
為相較於先前技術評估本發明實例的效能,在20o C,測量電流效率。使用Keithley 2635電源測量單元(Keithley 2635 source measure unit),藉由以V為單位取得電壓且以mA為單位測量流過在測試的元件的電流,確定電流-電壓特性。對該元件施加的電壓在0 V與10 V之間的範圍中以0.1 V的步階變化。同樣地,使用儀器系統公司(Instrument Systems)的CAS-140CT陣列式光譜儀(藉由Deutsche Akkreditierungs-stelle (DAkkS)校正),藉由對每一個電壓值以cd/m²為單位測量亮度來確定亮度-電壓特性及CIE坐標。藉由分別內插亮度-電壓特性及電流-電壓特性,確定10 mA/cm2 的cd/A效率。
在環境條件(20o C)及30 mA/cm²下,使用Keithley 2400 sourcemeter測量該元件的使用壽命LT,且以小時為單位做記錄。
使用經校正的光電二極體(photo diode),測量該元件的明度。使用壽命LT被定義為直到該元件的明度降低至其初始值的97%的時間。
為確定時間U(100h)-(1h)及U(100h-50h)期間內的電壓穩定性,對該元件施加30 mA/cm2 的電流密度。對1小時至100小時的時間段及對50小時至100小時的時間段計算電壓穩定性後,在1小時後,在50小時後及在100小時後,測量工作電壓。 本發明的技術效果
為調查本發明的化合物的有用性,針對它們的熱性能,測試較佳材料。
由於用於有機電子器件(organic electronics)的材料典型地藉由昇華純化,所以非常期望分解與昇華溫度之間具有大偏差Tdec -Tsubl 。藉此,可達成高昇華速率。 表2:式(1)化合物的及比較例1及2的性能
  名稱 Tdec [°C] Tdec -Tsubl [°C]
比較例 1 Cu (TFSI)2 180 10
比較例 2 Ag (TFSI) 320 5-10°C
實例 1 A1 > 350 > 41
實例 2 A2 ≥ 265 ≥ 30
實例 3 A3 > 350 > 41
實例 4 A5 > 350 ≥ 30
實例 7 A6 > 350 ≥ 30
實例 8 A7 > 310 ≥ 108
實例 9 A8 > 340 > 20
在表2中顯示觀察到熱分解時的溫度(Tdec )、分解溫度與昇華溫度之差及透過昇華純化後的產率。
Cu (TFSI)2 的分解溫度係為180o C,參見表2中的比較例1。分解溫度與昇華溫度之差係為10o C。不能達成適宜量產的昇華速率,因為大量的化合物在其昇華之前分解。
Ag (TFSI) 的分解溫度係為320o C,參見表2中的比較例2。比較例2與比較例1的不同之處在於金屬離子(Ag+ 代替Cu2+ )。分解溫度自比較例1中的180o C升高至>320o C。分解溫度與昇華溫度之差係為5至10o C。因此,在不分解的情況下,不容易達成高昇華速率。
令人驚訝的是,對於式(1)化合物,分解溫度與昇華溫度之差係為至少30o C,參見表2中的實例1至4及實例7至9。
由於用於有機電子器件的材料典型地藉由昇華、高分解溫度純化,所以非常期望分解與昇華溫度之間具有大偏差。藉此,可達成高昇華速率。
在表3中顯示包含式(1)及比較例3的化合物的有機電子元件的性能。 表3:包含式(1)及比較例4及5的化合物的有機電子元件的性能
  元件中含有的化合物的化學結構 U(100h)-(1h) @ 30mA/cm² [V] U(100h)-(50h) @ 30mA/cm² [V]
比較例 3 Li (TFSI) 1.11 0.33
實例 5 A2 0.04 0.02
實例 6 A5 0.06 0.04
實例 10 A6 0.03 0.02
實例 11 A7 0.04 0.01
實例 12 A8 0.04 0.02
對元件施加30 mA/cm2的電流密度1小時,以達成穩定效能。然後,確定工作電壓於100小時期間的變化。
在比較例3中,使用Li (TFSI)。工作電壓在100小時期間升高1.11 V。
令人驚訝地發現,在包括化合物(1)的元件中,相較於比較例,工作電在時間上少升高很多。
當測量電壓於50小時與100小時之間的變化時,有益效果更甚明顯。在比較例3中,工作電壓升高0.33 V。
在包含式(1)化合物的實例中,工作電壓僅分別升高0.02 V及0.04 V。在包含式(1)化合物的實例10至12中,工作電壓僅升高0.01至0.02 V。
非常期待工作電壓在時間上少量升高甚或降低,因為功率消耗在時間上不升高。對於特別是行動裝置中的電池的長使用期限,少量功率消耗非常重要。
藉此,即使對於較強氧化金屬錯合物,仍達成效能的改良。在不受理論約束的情況下,可以相信,較強氧化金屬錯合物可使電洞能更有效注入有機電子元件內。因此,非常期待以適宜量產有機電子元件的方式提供較強氧化金屬錯合物。
上面的詳細實施例中之元件及特徵的特定組合僅係為示例性的;亦明確地構思在此專利/申請案中之及藉由引用而併入之專利/申請案中之此等教示與其他教示之交換及取代。如熟習此項技術者將認識到的,該領域中之通常知識者可想到在不脫離所主張之本發明之精神及範疇的情況下對本文描述之內容之變更、修改及其他實施。依此,前面的描述僅作為實例,且並非意在限制。在申請專利範圍中,詞“包含”不排除其他元件或步驟,且不定冠詞“一(a)”或“一個(an)”不排除複數個。僅就某些措施敘述在相互不同的依屬請求項中之事實而言並非指示此等措施之組合不能有利地使用。本發明之範疇界定於下列申請專利範圍及其等效物中。此外,描述及申請專利範圍中所使用的參考符號並不限制所主張之本發明的範疇。
100:有機發光二極體(OLED) 110:基材 120:陽極 130:半導體層 140:電洞傳輸層(HTL) 150:發射層(EML) 155:電洞阻擋層(HBL) 161:電子傳輸層(ETL) 180:電子注入層(EIL) 190:陰極電極
前述組件以及所主張之組件及所描述的實施例中依據本發明使用的組件就其尺寸、形狀、材料選擇和技術概念而言沒有特殊例外,藉以使得可無限制地應用相關領域中已知的選擇準則。 本發明的目的的額外細節、特徵和優點揭露於附屬請求項及後面對以示例性方式顯示根據本發明的較佳實施例的分別圖式的描述中。然而,任一實施例不一定代表本發明的完整範圍,並且因此,對在本文中用於解釋本發明的範圍的請求項做闡釋。應當理解,前面的一般描述及後面的詳細描述都僅係為示例性的和解釋性的,且旨在對所主張之本發明提供進一步解釋。 圖1係根據本發明的示例性實施例的一有機發光二極體(OLED)的示意截面圖; 圖2係根據本發明的示例性實施例的一有機發光二極體(OLED)的示意截面圖; 圖3係根據本發明的示例性實施例的一有機發光二極體(OLED)的示意截面圖。 圖1係根據本發明的示例性實施例的有機發光二極體(OLED)100的示意截面圖。該OLED 100包括一基材110。於該基材110上,佈置一陽極120。於該陽極120上,佈置包含式(1)化合物的一半導體層,且在其上佈置一電洞傳輸層140。於該電洞傳輸層140上,確切地將發射層150及陰極電極190以此順序佈置。 圖2係根據本發明的示例性實施例的一有機發光二極體(OLED)100的示意截面圖。該OLED 100包括:一基材110、一第一陽極120、一含有式(1)化合物的半導體層130、一電洞傳輸層(HTL)140、一發射層(EML)150、一電子傳輸層(ETL)161。該電子傳輸層(ETL)160直接形成於該EML 150上。於該電子傳輸層(ETL)161之上,直接佈置一陰極電極190。 可使用視情況選擇的一電子傳輸層堆疊(ETL)代替單一電子傳輸層161。 圖3係根據本發明的另一個示例性實施例的一OLED 100的一示意截面圖。圖3與圖2的不同之處在於,圖3的OLED 100包含一電洞阻擋層(HBL)155及一電子注入層(EIL)180。 參考圖3,該OLED 100包括:一基材110、一陽極120、一含有式(1)化合物的半導體層130、一電洞傳輸層(HTL)140、一發射層(EML)150、一電洞阻擋層(HBL)155、一電子傳輸層(ETL)161、一電子注入層(EIL)180及一陰極電極190。確切地以前面提及的順序佈置此等層。 於上面之描述中,本發明的OLED的製造方法以一基材110起始,於該基材110上,形成一陽極電極120,於該陽極電極120上,一電洞注入層130、電洞傳輸層140、一發射層150、視情況選擇的一電洞阻擋層155、視情況選擇的至少一個電子傳輸層161、視情況選擇的至少一個電子注入層180、及一陰極電極190確切地以此順序或確切地以相反的順序形成。 儘管圖1、圖2及圖3中未示出,但可在該陰極電極190上進一步形成一密封層,以便密封該OLED 100。除此之外,可對其施加各種其他修飾。 在下文中,將參閱下面的實例更詳細描述本發明的一或複數示例性實施例。然而,此等實例無意限制本發明的一或複數示例性實施例的用途和範疇。
Figure 109145041-A0101-11-0002-1
100:有機發光二極體(OLED)
110:基材
120:陽極
130:半導體層
140:電洞傳輸層(HTL)
150:發射層(EML)
190:陰極電極

Claims (15)

  1. 一種有機電子元件,包含:一陽極、一陰極、至少一個光活性層及至少一個半導體層,其中該至少一個半導體層安置於該陽極與該至少一個光活性層之間;且其中該至少一個半導體層包含式(1)之一化合物:
    Figure 03_image001
    (1) 其中 M係為一金屬離子 x係為M之該價 B1 為選自取代的或未取代的C1 至C16 烷基, R1 至R5 為獨立地選自H、F、CN、鹵素、取代的或未取代的C1 至C6 烷基、取代的或未取代的C6 至C12 芳基、取代的或未取代的C3 至C12 雜芳基, 其中B1 及/或R1 至R5 上之取代基選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR6 、COOR6 、鹵素、F或CN; 且其中R1 至R5 中之至少一者為選自取代的或未取代的C1 至C6 烷基或CN。
  2. 如請求項1所述的有機電子元件,藉此B1 或R1 至R5 上之取代基為選自鹵素(以F尤其較佳)、C1 至C3 全鹵化的(尤其全氟化的)烷基或烷氧基、或–(O)l -Cm H2m -Cn Haln2n+1 ,其中l=0或1,尤其是0,m=1或2,尤其是1,且n=1至3,尤其是1或2,且Hal=鹵素,尤其是F。
  3. 如請求項1或請求項2所述的有機電子元件,藉此B1 或R1 至R5 中之至少一者係為取代的烷基,且該烷基部分之該取代基係為氟,其中該數量nF (氟取代基的)及nH (氫的)遵循該等式:nF >nH + 2。
  4. 如請求項1或請求項3所述的有機電子元件,藉此B1 或R1 至R5 中之至少一者為全氟化的烷基。
  5. 如請求項1或請求項4所述的有機電子元件,藉此R1 至R5 中之至少一者係為三氟甲基。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的有機電子元件,藉此M具有≥22Da的一原子質量。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的有機電子元件,藉此M為選自一金屬離子,其中該相應金屬具有小於2.4的根據艾倫的一陰電性值。
  8. 如請求項1至請求項7中任一項所述的有機電子元件,藉此式(1)之該化合物無烷氧基、COR1 及/或COOR1 基團。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的有機電子元件,藉此式化合物(1)的該負離子為選自A-1至A-29:
    Figure 03_image003
    Figure 03_image005
    Figure 03_image007
    A-1 A-2 A-3
    Figure 03_image009
    Figure 03_image011
    Figure 03_image013
    A-4 A-5 A-6
    Figure 03_image015
    Figure 03_image017
    Figure 03_image019
    A-7 A-8 A-9
    Figure 03_image021
    Figure 03_image023
    Figure 03_image025
    A-10 A-11 A-12
    Figure 03_image027
    Figure 03_image029
    Figure 03_image031
    A-13 A-14 A-15
    Figure 03_image033
    Figure 03_image035
    Figure 03_image037
    A-16 A-17 A-18
    Figure 03_image039
    Figure 03_image041
    Figure 03_image043
    A-19 A-20 A-21
    Figure 03_image045
    Figure 03_image047
    Figure 03_image049
    A-22 A-23 A-24
    Figure 03_image051
    Figure 03_image053
    Figure 03_image055
    A-25 A-26 A-27
    Figure 03_image057
    Figure 03_image059
     
    A-28 A-29
  10. 如請求項1至請求項9中任一項所述的有機電子元件,藉此該至少一個半導體層係為不發射性的。
  11. 如請求項1至請求項10中任一項所述的有機電子元件,藉此該半導體層中之至少一者係為一電洞注入層,該電洞注入層基本上由式(1)之該化合物組成。
  12. 如請求項1至請求項11中任一項所述的有機電子元件,藉此該至少一個半導體層中之至少一者進一步包含一實質上共價的基質化合物。
  13. 如請求項1至請求項12中任一項所述的有機電子元件,藉此該電子有機元件係為一電致發光元件,較佳地一有機發光二極體。
  14. 一種包含如請求項1至請求項13中任一項所述的一有機電子元件的顯示裝置。
  15. 一種式(1a)之化合物:
    Figure 03_image001
    (1a) 其中 M係為一金屬離子 x係為M之該價 B1 為選自取代的或未取代的C1 至C16 烷基, R1 至R5 為獨立地選自H、F、CN、鹵素、取代的或未取代的C1 至C6 烷基、取代的或未取代的C6 至C12 芳基、取代的或未取代的C3 至C12 雜芳基, 其中B1 及/或R1 至R5 上之取代基選自D、C6 芳基、C3 至C9 雜芳基、C1 至C6 烷基、C1 至C6 烷氧基、C3 至C6 分支烷基、C3 至C6 環狀烷基、C3 至C6 分支烷氧基、C3 至C6 環狀烷氧基、部分或全氟化的C1 至C16 烷基、部分或全氟化的C1 至C16 烷氧基、部分或全氘化的C1 至C6 烷基、部分或全氘化的C1 至C6 烷氧基、COR6 、COOR6 、鹵素、F或CN; 且其中R1 至R5 中之至少一者為選自取代的或未取代的C1 至C6 烷基或CN且 其中排除滿足下列全部的下列化合物: M係為Li或K; x係為1; B1 係為CF3 ; R1 、R3 、及R5 係為H; R2 及R4 係為CF3
TW109145041A 2019-12-20 2020-12-18 包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物 TW202132266A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19219160.9A EP3840076A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Organic electronic device comprising a compound of formula (1), display device comprising the organic electronic device as well as compounds of formula (1) for use in organic electronic devices
EP19219160.9 2019-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202132266A true TW202132266A (zh) 2021-09-01

Family

ID=69005487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109145041A TW202132266A (zh) 2019-12-20 2020-12-18 包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230097962A1 (zh)
EP (2) EP3840076A1 (zh)
KR (1) KR20220116197A (zh)
CN (1) CN114930566A (zh)
TW (1) TW202132266A (zh)
WO (1) WO2021123069A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4106024A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-21 Novaled GmbH Method for preparation of a p-type semiconducting layer, p-type semiconducting layer obtained by said method, organic electronic device comprising the p-type semiconducting layer, display device comprising the organic electronic device, metal compound and use of said metal compound for the p-type semiconducting layer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2722908A1 (en) 2012-10-17 2014-04-23 Novaled AG Phosphorescent OLED and hole transporting materials for phosphorescent OLEDs
EP3133664A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-22 Novaled GmbH Triaryl amine thick layer doped with metal amides for use as hole injection layer for an organic light-emitting diode (oled)
EP4084108A1 (en) * 2015-08-18 2022-11-02 Novaled GmbH Metal amides for use as hil for an organic light-emitting diode (oled)
DE102015121844A1 (de) * 2015-12-15 2017-06-22 Osram Oled Gmbh Organisches elektronisches Bauelement und Verwendung eines fluorierten Sulfonimid-Metallsalzes
EP3503234B1 (en) * 2017-12-20 2020-11-04 Novaled GmbH Organic electronic device comprising an inverse coordination complex and a method for preparing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20230097962A1 (en) 2023-03-30
EP3840076A1 (en) 2021-06-23
KR20220116197A (ko) 2022-08-22
WO2021123069A1 (en) 2021-06-24
EP4078695A1 (en) 2022-10-26
CN114930566A (zh) 2022-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3582280B1 (en) Organic material for an electronic optoelectronic device and electronic device comprising the organic material
EP3598515A1 (en) Compound and organic semiconducting layer, organic electronic device, display device and lighting device comprising the same
KR20210108976A (ko) 화합물 및 유기 반도전층, 유기 전자 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US20220407017A1 (en) Organic Electronic Device and Display Device Comprising the Organic Electronic Device as well as Organic Compounds for Use in Organic Electronic Devices
EP4036080A1 (en) Organic compound of formula (i) for use in organic electronic devices, an organic electronic device comprising a compound of formula (i) and a display device comprising the organic electronic device
WO2019201621A1 (en) Compound, method for preparing the same, organic semiconducting layer, organic electronic device, display device and lighting device comprising the same
US20230056322A1 (en) Organic Electronic Device Comprising a Compound of Formula (I), Display Device Comprising the Organic Electronic Device as Well as Compounds of Formula (I) for Use in Organic Electronic Devices
JP2023531956A (ja) 有機電子デバイスおよび該有機電子デバイスを含む表示デバイス、ならびに有機電子デバイスにおける使用のための組成物
EP3567039B1 (en) N-heteroarylene compounds with low lumo energies
TW202132266A (zh) 包含式(1)化合物之有機電子元件、包含該有機電子元件之顯示裝置以及用於有機電子元件之式(1)化合物
WO2022200114A1 (en) Organic electronic device, display device comprising the organic electronic device as well as compounds for use in organic electronic devices
EP3556753B1 (en) Compound and organic semiconducting layer, organic electronic device, display device and lighting device comprising the same
EP3527557A1 (en) N-heteroarylene compounds
US20230056395A1 (en) Organic Electronic Device Comprising a Compound of Formula (I), Display Device Comprising the Organic Electronic Device as Well as Compounds of Formula (I) for Use in Organic Electronic Devices
US20230006155A1 (en) Organic Electronic Device Comprising a Compound of Formula (I), Display Device Comprising the Organic Electronic Device as Well as Compounds of Formula (I) for Use in Organic Electronic Devices
TW202349759A (zh) 包括基板、陽極層及陰極層、至少一發光層及至少一半導體層(包括至少一種金屬之金屬化合物以及至少一配位基)之有機電致發光元件
KR20240056767A (ko) 화학식 (i)의 적어도 하나의 금속 착화합물을 포함하는 유기 전자 장치