TWI583661B - 一種化合物及其合成和應用 - Google Patents

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一種化合物及其合成和應用
本發明係關於一種化合物，更詳細的說，係關於一種用於OLED主體材料的化合物及其合成方法和應用。
目前，顯示螢幕以TFT（Thin Film Transistor，薄膜電晶體）-LCD為主，由於其為非自發光之顯示器，必須透過背光源投射光線，依序穿透TFT-LCD 面板中之偏光板、玻璃基板、液晶層、彩色濾光片、玻璃基板、偏光板等相關零組件，最後進入人的眼睛成像，達到顯示之功能。但是其顯示螢幕在實際應用過程中出現反應速率慢、耗電、視角窄等缺點，不足以成為完美的顯示螢幕。
相對而言，OLED作為一種新型的平板顯示技術，其與傳統的LCD顯示方式相比，無需背光燈，採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發光。因此，OLED具有自發光、結構簡單、輕薄、反應速度快、寬視角、低功耗及可實現柔性顯示等特性，近十幾年來取得了很大的發展和進步，被譽為“夢幻顯示器”。
OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性的銦錫氧化物（ITO），與電力的正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結構，如US4769292中公開的OLED。整個結構層中包括了：空穴傳輸層（或稱電洞傳輸層，HTL）、發光層（EL）與電子傳輸層（ETL）。當電力供應至適當電壓時，正極空穴（正極電洞）與陰極電子就會在發光層中結合，產生光亮，依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色，構成基本色彩。事實上，OLED在全色顯示等方面仍然存在不足，重要的原子之一是缺乏高性能的材料，因此，設計與合成新型有機發光材料是OLED研究工作中的重點。
為解決現有技術在實際應用過程中的缺失，並進一步優化OLED的使用性能，本發明提出一種用於OLED主體材料的化合物及其合成方法和應用。
一種化合物，該化合物之分子結構式命名為9-氰基-蒽基二苯醚（9-cyano anthryl diphenyl ether），具有結構式（I）所示之分子結構：（I）， 其中，R1、R2、R3、R4、R5單獨或共同為氫或一供電子基團；A為9-氰基-蒽基苯（9-cyano anthracene benzene）結構。
根據本發明之一較佳實施例，其中該供電子基團選自C1-C20烷烴及其烷氧基、醚類、芳香胺類、芳雜環類、芳稠環類。
根據本發明之一較佳實施例，其中該化合物的結構為下列結構式：(I-1)；                          (I-2)；                        (I-3)。
根據本發明之一較佳實施例，其合成路線為：該合成方法包含下列步驟：一化合物（1）與一化合物（2）在高沸點之一溶劑中以及一高溫下，在定量的銅的存在下進行反應，其中該高溫是指大於等於210℃；其中，R1、R2、R3、R4、R5單獨或共同為：氫或供電子基團；A為9-氰基-蒽基苯結構。
根據本發明之一較佳實施例，包含下列步驟： (a)  在氬氣保護下，混合該化合物（1）、該化合物（2）、該溶劑硝基苯及一催化劑活性銅粉； (b) 於210℃下加熱反應； (c)  分離得到一有機溶劑，濃縮該有機溶劑得到一粗產物，再結晶該粗產物得到該結構式（I）所示之化合物。
根據本發明之一較佳實施例，該化合物作為一單體透過自由基聚合得到一聚合物。
根據本發明之一較佳實施例，該化合物及該聚合物可應用於一OLED主體材料中。
根據本發明之一較佳實施例，其中結構式（I）所示化合物應用於一OLED器件的製作，包括應用於一藍色螢光材料的主體材料、一藍色磷光材料的主體材料、一熱激發延遲螢光材料的主體材料、一空穴阻擋材料料；該聚合物透過溶液法製備薄膜，可以作為該OLED的主體材料。
根據本發明之一較佳實施例，該化合物和/或該聚合物的一有機發光二極體OLED，至少含有該結構式（I）所示之化合物應用於該OLED器件的製作得到的該藍色螢光材料的主體材料、該藍色磷光材料的主體材料、該熱激發延遲螢光材料的主體材料或該空穴阻擋材料，或該聚合物透過溶液法製備薄膜得到的該OLED的主體材料。
根據本發明之一較佳實施例，其中該有機發光二極體OLED，包括一陽極、一空穴注入層、一空穴傳輸層、一發光層、一電子傳輸層、一電子注入層、一陰極，該有機發光二極體OLED包含有該結構式（I）所示化合物和/或該聚合物。
下面將透過具體實施例對本發明進行詳細和具體的解釋，以更好的理解本發明，但不能以下述實施例限制本發明之範圍。
製備例1
（1）合成路線。
（2）合成步驟：在Ar氣保護下將0.1mol化合物（1-1）與0.1mol化合物（2-1）加入到500ml圓底燒瓶中，以硝基苯為溶劑，並加入活性銅粉作為催化劑，在210℃下加熱反應，分離後得到有機溶劑，濃縮溶劑得到粗產物，粗產物利用重結晶的方法提純，得到化合物（l-1）。
（3）分子式為C42H24N2O，分子量M = 572.19，檢測量 = 573.3。
製備例2
（1）合成路線。
（2）合成步驟：在氬氣（Ar）保護下將0.1莫耳的化合物（1-2）與0.1莫耳的化合物（2-2）加入到500ml圓底燒瓶中，以硝基苯為溶劑，並加入活性銅粉為催化劑，在210℃下加熱反應，分離得到有機溶劑，溶劑濃縮得到粗產物，粗產物利用重結晶的方法提純，得到化合物（l-2）。
（3）分子式為C27H17NO，分子量M = 371.13，檢測量 = 372.2。
製備例3
（1）合成路線。
（2）合成步驟：在氬氣（Ar）保護下將0.1莫耳的化合物（1-3）與0.1莫耳的化合物（2-3）加入到500ml圓底燒瓶中，以硝基苯為溶劑，並加入活性銅粉為催化劑，在210℃下加熱反應，分離得到有機溶劑，溶劑濃縮得到粗產物，粗產物利用重結晶的方法提純，得到化合物（l-3）。
（3）分子式為C27H17NO   ，分子量M = 371.13，檢測量 = 372.3。
製備例之化合物可作為一單體透過自由基聚合得到一聚合物，並應用於一OLED器件的製作，包括應用於一藍色螢光材料的主體材料、一藍色磷光材料的主體材料、一熱激發延遲螢光材料的主體材料、一空穴阻擋材料料（電洞阻擋材料），但不限於此。而該聚合物透過溶液法製備薄膜，可以作為該OLED的主體材料。
此外，以該化合物和/或該聚合物為材料所製成的一有機發光二極體OLED，至少含有該結構式（I）所示之化合物應用於該OLED器件的製作得到的該藍色螢光材料的主體材料、該藍色磷光材料的主體材料、該熱激發延遲螢光材料的主體材料或該空穴阻擋材料，或該聚合物透過溶液法製備薄膜得到的該OLED的主體材料。
請參閱圖1，該有機發光二極體OLED，包括一陽極1、一空穴注入層2、一空穴傳輸層3、一發光層4、一電子傳輸層5、一電子注入層6、一陰極7，且該有機發光二極體OLED包含有該結構式（I）所示化合物和/或該聚合物。
對照例1
將透明陽極電極ITO基板在異丙醇中超音波清洗5-10分鐘，並曝露在紫外光下20-30分鐘，隨後用電漿（plasma）處理5-10分鐘。隨後將處理後的ITO基板放入蒸鍍設備，此部分為公知技術，不在此贅述。首先蒸鍍一層30-50nm的NPB（(4,4’-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl），然後混合蒸鍍主發光材料CBP（4,4´-N,N´-dicarbazolebiphenyl），以及5-10%的綠色磷光金屬錯合物Ir(ppy)3（fac-tris(2-phenylpyridine) iridium(III)），隨後蒸鍍20-40nm的Alq3（tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum），隨後再蒸鍍0.5-2nm的LiF（lithium fluoride），隨後蒸鍍100-200nm的金屬鋁（Al）。
實施例1
方法步驟同對照例1，只是用化合物（l-1）替換CBP。 （以上資料經PR-670光譜光度/色度/輻射度計測試得到）
結果顯示相對於對照例，使用化合物（l-1）具有更好的效率、及更低的驅動電壓，並且能夠維持元件的發光光譜相對穩定。
對照例2
將透明陽極電極ITO基板在異丙醇中以超音波清洗5-10分鐘，並曝露在紫外光下20-30分鐘，隨後用電漿（plasma）處理5-10分鐘，此部分為公知技術，不在此贅述。隨後將處理後的ITO基板放入蒸鍍設備。首先蒸鍍一層30-50nm的NPB，然後混合蒸鍍CBP，以及5--10%的Ir(ppy)3，隨後蒸鍍20-40nm的Alq3，隨後再蒸鍍0.5-2nm LiF，隨後蒸鍍100-200nm的金屬Al。
實施例2
方法步驟同對照例2，只是用化合物（l-2）替換CBP。 （以上資料經PR-670光譜光度/色度/輻射度計測試得到）
結果顯示相對對比例，使用化合物（l-2）具有更好的效率、及更低的驅動電壓，並且能夠維持元件的發光光譜相對穩定。
對照例3
將透明陽極電極ITO基板在異丙醇中超音波清洗5-10分鐘，並曝露在紫外光下20-30分鐘，隨後用電漿（plasma）處理5-10分鐘，此部分為公知技術，不在此贅述。隨後將處理後的ITO基板放入蒸鍍設備。首先蒸鍍一層30-50nm的NPB，然後混合蒸鍍CBP，以及5--10%的Ir(ppy)3，隨後蒸鍍20-40nm的Alq3，隨後再蒸鍍0.5-2nmLiF，隨後蒸鍍100-200nm的金屬Al。
實施例3
方法步驟同對比實施例，只是用化合物（l-3）替換CBP。 （以上資料經PR-670光譜光度/色度/輻射度計測試得到）
結果顯示相對比例，使用化合物（l-3）具有更好的效率、及更低的驅動電壓，並且能夠維持元件的發光光譜相對穩定。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，但不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效改變與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧陰極
2‧‧‧電子注入層
3‧‧‧電子傳輸層
4‧‧‧發光層
5‧‧‧空穴傳輸層
6‧‧‧空穴注入層
7‧‧‧陽極
圖1為本發明提供的有機發光二極管OLED的結構示意圖。
1‧‧‧陰極
2‧‧‧電子注入層
3‧‧‧電子傳輸層
4‧‧‧發光層
5‧‧‧空穴傳輸層
6‧‧‧空穴注入層
7‧‧‧陽極

Claims (8)

  1. 一種化合物，該化合物之分子結構式命名為9-氰基-蒽基二苯醚(9-cyano anthryl diphenyl ether)，具有結構式(I)所示之分子結構： 其中，R1、R2、R3、R4、R5單獨或共同為氫或一供電子基團，該供電子基團選自C1-C20烷烴、其烷氧基、醚類、芳香胺類、芳雜環類、或芳稠環類；A為9-氰基-蒽基苯(9-cyano anthracene benzene)結構。
  2. 如申請專利範圍第1項之化合物，其中該化合物的結構為下列結構式之一：
  3. 一種如申請專利範圍第1項之化合物的合成方法，其合成路線為： 該合成方法包含下列步驟：一化合物(1)與一化合物(2)在高沸點之一 溶劑中以及一高溫下，在定量的銅的存在下進行反應，其中該高溫是指大於或等於210℃；其中，R1、R2、R3、R4、R5單獨或共同為：氫或一供電子基團，該供電子基團選自C1-C20烷烴、其烷氧基、醚類、芳香胺類、芳雜環類、或芳稠環類；A為9-氰基-蒽基苯結構。
  4. 如申請專利範圍第3項之合成方法，包含下列步驟：(a)在氬氣保護下，混合該化合物(1)、該化合物(2)、該溶劑硝基苯及一催化劑活性銅粉；(b)於210℃下加熱反應；(c)分離得到一有機溶劑，濃縮該有機溶劑得到一粗產物，再結晶該粗產物得到該結構式(I)所示之化合物。
  5. 一種如申請專利範圍第1項之化合物在OLED主體材料中的應用。
  6. 一種如申請專利範圍第5項之應用，其中該結構式(I)所示化合物應用於一OLED器件的製作，包括應用於一藍色螢光材料的主體材料、一藍色磷光材料的主體材料、一熱激發延遲螢光材料的主體材料、或一空穴阻擋材料料。
  7. 一種含有如申請專利範圍第1項之化合物的有機發光二極體OLED，至少含有該結構式(I)所示之化合物應用於該OLED器件的製作得到的一藍色螢光材料的主體材料、一藍色磷光材料的主體材料、一熱激發延遲螢光材料的主體材料、或一空穴阻擋材料。
  8. 如申請專利範圍第7項之有機發光二極體OLED，其中該有機發光二極體OLED，包括一陽極、一空穴注入層、一空穴傳輸層、一發光層、一電子傳輸層、一電子注入層、以及一陰極，該有機發光二極體OLED包含有該結構式(I)所示化合物。
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