TWI448534B - 有機電致發光元件 - Google Patents

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Description

有機電致發光元件
本發明係關於一種有機電致發光元件，特別是關於使用芳香族胺衍生物之有機電致發光元件。
電致發光(Electroluminescence；EL)是指電流通過物質時或物質處於強電場下發光的現象，在消費品生產中有時被稱為冷光。電致發光物料的例子包括摻雜了銅和銀的硫化鋅和藍色鑽石。目前電致發光的研究方向主要為有機材料的應用。
例如利用電致發光特性之有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode；OLED)，是指有機半導體材料和發光材料在電流驅動下而達到發光並實現顯示的技術。OLED相比LCD有許多優勢：超輕、超薄(厚度可低於1mm)、亮度高、可視角度大(可達170度)、不需要背光源，功耗低、回應速度快、清晰度高、發熱量低、抗震性能優異、製造成本低、可彎曲等。
然而，電致發光元件因無背光源輔助而需靠自身光源，故其發光效率益顯重要，而為目前技術發展亟欲改進及突破之重點。
日本JP3929337專利(特開2003-272863)揭露綠色到黃色之芳香族胺衍生物之螢光化合物，其發光效率最高為6.5Cd/A(燭光/安培)。美國US 6,815,090專利揭露黃綠色到紅色之芳香族胺衍生物之螢光化合物，其發光效率最 高為6.7Cd/A。
就美國US 6,815,090專利而言，所揭露之芳香族胺衍生物，其發光效率仍有所不足。當應用於被動矩陣式OLED(PMOLED)產品，在高亮度時的發光效率顯得更為重要，對於產品的最大亮度以及耗電表現，具有決定性的影響。
為了解決前項問題，本發明係提供一種關於製作發光效率優越的平面顯示器時，所應用的有機電致發光元件。藉由修改芳香族胺衍生物的主要骨架後，可得到發光效率大幅提升的發光材料。
根據本發明一實施例之有機電致發光元件，其包含至少一對電極及設於該對電極之間之有機層。有機層包含下述通式(1)或(2)中至少一種螢光性化合物：
其中X1 -X16 各自獨立是氫原子、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷氧基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳氧基、經取代或未取 代之碳原子數6-30之芳胺基、經取代或未取代之碳原子數1-30之烷胺基、經取代或未取代之碳原子數7-30之芳烷胺基或者經取代或未取代之碳原子數8-30之鏈烯基，X1 之取代基及X2 可結合而形成環狀構造，X3 -X16 之取代基及鄰接之X3 -X16 亦可結合而形成環狀構造，鄰接之取代基為芳基時取代基亦可相同，但是各式中之取代基X3 -X14 或X16 中至少一個係含有胺基者。
相較於習知技術有發光效率上不足的缺點，本發明可提供色標相近，但發光效率更好的有機電致發光元件。
以下詳細討論本發明目前較佳實施例的製作和使用。不過，應當理解，本發明提供許多可應用的裝置，其可在各種各樣的具體情況下實施。該討論的具體實施例僅說明了製作和使用該發明的具體方式，並沒有限制本發明的範圍。
為了解決發光效率不佳的問題，在修改螢光化合物之芳香族胺衍生物的主要骨架後，可得到發光效率大幅提升的發光材料，以應用於有機電致發光元件。其詳述如下。
圖1顯示本發明一實施例之有機電致發光元件10，其包含至少一對電極12以及一有機層14。該對電極12包含第一電極16及第二電極18。該有機層14係設於該對電極12之間，亦即第一電極16及第二電極18之間。
有機層14包含下述通式(1)或(2)中至少一種螢光性化合物：
其中X1 -X16 各自獨立是氫原子、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷氧基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳氧基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基、經取代或未取代之碳原子數1-30之烷胺基、經取代或未取代之碳原子數7-30之芳烷胺基或者經取代或未取代之碳原子數8-30之鏈烯基，X1 之取代基及X2 亦可結合而形成環狀構造，X3 -X16 之取代基及鄰接之X3 -X16 亦可結合而形成環狀構造，鄰接之取代基為芳基時取代基亦可相同，但是各式中之取代基X3 -X14 或X16 中至少一個係含有胺基者。
申言之，通式(1)係關於含有於螢蒽(Fluoranthene)骨架中經胺基取代之化合物。
一實施例中，通式(1)中之取代基X4 、X10 、X11 中，至少一個係含有胺基者。
另一實施例中，通式(2)中之取代基X4 、X9 、X10 、X13 、X14 中，至少一個係含有胺基者。
又一實施例中，通式(1)、(2)中，X1 、X2 各自獨立是直 鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基，X1 之取代基及X2 可結合而形成環狀構造。
本發明之較佳實施例可應用但不限於於黃光或白光發光元件。
以下例舉本發明之螢光性化合物之實驗測試結果，以分析其發光效率之增進效果。
實施例一：
Y1顯示本發明第一實施例之螢光性化合物：
該有機電激發光元件之製作方式如下：首先提供一玻璃基板；在一100mm x 100mm大小之玻璃基板上鍍上150nm厚的銦錫氧化物(ITO)；經由黃光蝕刻做成10mm x 10mm發光區域的圖樣後，在真空度10-5 Pa進行真空蒸鍍；鍍上65nm厚的電洞傳輸材料NPB(N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-聯苯-4,4'-二胺(N,N’-bis-(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-(1,1’-biphenyl)-4,4’-diamine))，蒸鍍速率維持在0.2nm/sec；接著再同時鍍上ADN(9,10-二(2-萘基)蒽(9,10-Di(naphth-2-yl)anthracene))與Y1當作一有 機電激發光層，厚度為40nm，化合物Y1的比例是ADN的4%，蒸鍍速率維持在0.2nm/sec，接著鍍上AlQ3(8-羥基喹啉鋁(tris(8-quinolino)aluminum))當作電子傳輸層，厚度是15nm，蒸鍍速率是0.2nm/sec；最後鍍上1.2nm厚之氟化鋰(LiF)及150nm厚之鋁(Al)作為陰極。
實施例二：
Y2顯示本發明第二實施例之螢光性化合物：
該有機電激發光元件之製作方式如實施例一所述，並用Y2取代Y1。
實施例三：
Y3顯示本發明第三實施例之螢光性化合物：
該有機電激發光元件之製作方式如實施例一所述，並用Y3取代Y1。
比較例：
以下則為傳統之螢光性化合物Y0
該有機電激發光元件之製作方式如實施例一所述，並用Y0取代Y1，化合物Y0的比例是ADN的2%。
將上述Y0、Y1、Y2及Y3製作成有機電致發光元件後，在10000nits的亮度下，進行測試比對，其比對結果如表1所示。
其中，Cd/A代表每安培之燭光值，CIEx及CIEy分別代表色度x及y座標。由表1可知，本發明之螢光化化合物Y1、Y2及Y3之色座標與Y0相近，但Y1、Y2及Y3之Cd/A值較Y0有顯著增加，亦即可有效提升發光效率。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧有機電致發光元件
12‧‧‧電極
14‧‧‧有機層
16‧‧‧第一電極
18‧‧‧第二電極
本發明將依照後附圖式來說明，其中：圖1係本發明一實施例之有機電致發光元件之示意圖。
10‧‧‧有機電致發光元件
12‧‧‧電極
14‧‧‧有機層
16‧‧‧第一電極
18‧‧‧第二電極

Claims (4)

  1. 一種有機電致發光元件，包含：至少一對電極；以及一有機層，設於該對電極之間，包含下述通式(1)或(2)中至少一種螢光性化合物： 其中X1-3 ,X5 -X16 各自獨立是氫原子、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基，通式(1)或(2)中之取代基X4 為經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基。
  2. 根據請求項1之有機電致發光元件，其中通式(1)、(2)中，X1 、X2 各自獨立是直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基，X1 之取代基及X2 可結合而形成環狀構造。
  3. 一種有機電致發光元件，包含：至少一對電極；以及一有機層，設於該對電極之間，包含下述通式(1)或(2)中至少一種螢光性化合物： 其中X1-3 ,X5 -X16 各自獨立是氫原子、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基，通式(1)或(2)中之取代基X4 為經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基，通式(1)中之取代基X4 、X10 、X11 中，至少一個係含有芳胺基者。
  4. 一種有機電致發光元件，包含：至少一對電極；以及一有機層，設於該對電極之間，包含下述通式(1)或(2)中至少一種螢光性化合物： 其中X1-3 ,X5 -X16 各自獨立是氫原子、直鏈或分支或環狀之碳原子數1-20之烷基、經取代或未取代之碳原子數6-30之芳基、經取代或未取代之碳原子數6-30 之芳胺基，通式(1)或(2)中之取代基X4 為經取代或未取代之碳原子數6-30之芳胺基，通式(2)中之取代基X4 、X9 、X10 、X13 、X14 中，至少一個係含有芳胺基者。
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