TWI672359B - 有機光電裝置及使用其之顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種有機光電裝置,所述有機光電裝置包括
面向彼此的陽極與陰極以及設置於陽極與陰極之間的有機層。所述有機層包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層中的一者。所述發光層包含由化學式1表示的第一主體、由化學式2與化學式3的組合表示的第二主體及由化學式4表示的磷光摻雜劑。一種包括所述有機光電裝置的顯示裝置亦被揭露。
Description
本發明揭露一種有機光電裝置及一種顯示裝置。
有機光電裝置(有機光電二極體)為將電能轉換成光能且反之亦然的裝置。
有機光電裝置可根據其驅動原理分類如下。一種為光電式裝置,其中由光能產生激子,且激子分離成電子及電洞並轉移至不同電極以產生電能。另一種為發光裝置,其中將電壓或電流供應至電極以由電能產生光能。
有機光電二極體的實例可為有機光電式裝置、有機發光二極體、有機太陽電池以及有機感光鼓(organic photoconductor drum)。
其中,有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)近來已由於對平板顯示器的需求增加而引起關注。有機發光二極體為藉由施加電流至有機發光材料而將電能轉換成光的裝置,且具有其中在陽極與陰極之間設置有機層的結構。在本文中,有機層可包括發光層及選擇性設置的輔助層,且輔助層可為例如
選自電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層、電子注入層以及電洞阻擋層的至少一個層。
有機發光二極體的效能可受有機層的特性影響,且其中可主要受有機層的有機材料的特性影響。
具體而言,需要開發一種能夠增加電洞及電子遷移率且同時增加電化學穩定性的有機材料,以使得有機發光二極體可應用於大尺寸的平板顯示器。
本發明實施例提供一種具有高效率及長壽命的有機光電裝置。
另一實施例提供一種包括所述有機光電裝置的顯示裝置。
根據實施例,一種有機光電裝置包括面向彼此的陽極與陰極以及設置於陽極與陰極之間的有機層。所述有機層包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層中的一者。所述發光層包含由化學式1表示的第一主體、由化學式2與化學式3的組合表示的第二主體及由化學式4表示的磷光摻雜劑:
在化學式1中,X1為O或S,
Z1至Z3獨立地為N或CRa,Z1至Z3中的至少兩者為N,L1及L2獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,A為經取代或未經取代的咔唑基,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且Ra及R2至R4獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基;其中,在化學式2及化學式3中,Y1及Y2獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,化學式2的相鄰兩個*與化學式3連接,化學式2的不與化學式3連接的*獨立地為C-La-Rb,La、L3及L4獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,且Rb及R5至R8獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基;其中,在化學式4中,Z4至Z11獨立地為N、C或CRc,環C藉由C-C鍵結合至環B,
銥藉由Ir-C鍵結合至環B,X2為O或S,Rc及R14至R19獨立地為氫、氘、鹵素、鍺基、氰基、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,且n為介於1至3範圍內的整數。
根據另一實施例,提供一種包括所述有機光電裝置的顯示裝置。
可達成一種具有高效率及長壽命的有機光電裝置。
100、200‧‧‧有機發光二極體
105‧‧‧有機層
110‧‧‧陰極
120‧‧‧陽極
130‧‧‧發光層
140‧‧‧電洞輔助層
圖1為示出根據實施例的有機發光二極體的剖視圖。
圖2為示出根據另一實施例的有機發光二極體的剖視圖。
以下,詳細闡述本發明的實施例。然而,該些實施例為示範性的,本發明並非僅限於此,且本發明由申請專利範圍的範圍界定。
在本說明書中,當不另外提供定義時,「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經以下者置換:氘、鹵素、羥基、胺基、經取代或未經取代的C1至C30胺基、硝基、經取代或未經
取代的C1至C40矽烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基矽烷基、C6至C30芳基矽烷基、C3至C30環烷基、C3至C30雜環烷基、C6至C30芳基、C2至C30雜芳基、C1至C20烷氧基、C1至C10三氟烷基、氰基、或其組合。
在本發明的一個實例中,「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經氘、C1至C10烷基、C6至C20芳基或C2至C20雜環基置換。另外,在本發明的具體實例中,「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經氘、C1至C4烷基、C6至C12芳基或C2至C12雜環基置換。更具體而言,「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經氘、C1至C5烷基、苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基或咔唑基置換。另外,在本發明的最具體實例中,「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經氘、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、對聯苯基、間聯苯基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基或咔唑基置換。
在本說明書中,當不另外提供定義時,「雜」是指在一個官能基中包含選自N、O、S、P及Si的1至3個雜原子且其餘為碳。
在本說明書中,當不另外提供定義時,「烷基」是指脂肪族烴基。烷基可為無任何雙鍵或三鍵的「飽和烷基」。
烷基可為C1至C30烷基。更具體而言,烷基可為C1至C20烷基或C1至C10烷基。舉例而言,C1至C4烷基可在烷
基鏈中具有1至4個碳原子,且可選自甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。
烷基的具體實例可為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基等。
在本說明書中,「芳基」是指包含至少一個烴芳香族部分的基,且烴芳香族部分的所有元素具有形成共軛的p軌道,例如苯基、萘基等。
二或更多個烴芳香族部分可藉由σ鍵連接,且可為例如聯苯基、三聯苯基、四聯苯基等。
二或更多個烴芳香族部分直接或間接稠合以提供非芳香族稠環。舉例而言,其可為茀基。
芳基可包含單環、多環或稠環多環(即,共用相鄰碳原子對的環)官能基。
在本說明書中,「雜環基」為雜芳基的通用概念,且可包含選自N、O、S、P及Si的至少一個雜原子代替環狀化合物(例如芳基、環烷基、其稠環、或其組合)中的碳(C)。當雜環基為稠環時,雜環基的整個環或每個環可包含一或多個雜原子。
舉例而言,「雜芳基」可指包含選自N、O、S、P及Si的至少一個雜原子的芳基。二或更多個雜芳基藉由σ鍵直接連接,或當雜芳基包含二或更多個環時,所述二或更多個環可稠合。當雜芳基為稠環時,每個環可包含1至3個雜原子。
雜環基的具體實例可包括吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、噠嗪基、三嗪基、喹啉基、異喹啉基等。
更具體而言,經取代或未經取代的C6至C30芳基及/或經取代或未經取代的C2至C30雜環基可為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的稠四苯基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的對三聯苯基、經取代或未經取代的間三聯苯基、經取代或未經取代的鄰三聯苯基、經取代或未經取代的基、經取代或未經取代的聯三伸苯基、經取代或未經取代的苝基、經取代或未經取代的茀基、經取代或未經取代的茚基、經取代或未經取代的呋喃基、經取代或未經取代的噻吩基、經取代或未經取代的吡咯基、經取代或未經取代的吡唑基、經取代或未經取代的咪唑基、經取代或未經取代的三唑基、經取代或未經取代的噁唑基、經取代或未經取代的噻唑基、經取代或未經取代的噁二唑基、經取代或未經取代的噻二唑基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的吡嗪基、經取代或未經取代的三嗪基、經取代或未經取代的苯並呋喃基、經取代或未經取代的苯並噻吩基、經取代或未經取代的苯並咪唑基、經取代或未經取代的吲哚基、經取代或未經取代的喹啉基、經取代或未經取代的異喹啉基、經取代或未經取代的喹唑啉基、經取代或未經取代的喹噁啉基、經取代或未經取代的萘啶基、經取代或未經取代的
苯並噁嗪基、經取代或未經取代的苯並噻嗪基、經取代或未經取代的吖啶基、經取代或未經取代的啡嗪基、經取代或未經取代的啡噻嗪基、經取代或未經取代的啡噁嗪基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基、或其組合,但並非僅限於此。
在本說明書中,電洞特性是指當施加電場時施予電子以形成電洞的能力,並且由於依據於最高佔用分子軌域(highest occupied molecular orbital,HOMO)能級的傳導特性,在陽極中形成的電洞可易於注入發光層中,在發光層中形成的電洞可易於傳輸至陽極中,且電洞可易於在發光層中傳輸。
另外,電子特性是指當施加電場時接受電子的能力,並且由於依據於最低未佔用分子軌域(lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)能級的傳導特性,在陰極中形成的電子可易於注入發光層中,在發光層中形成的電子可易於傳輸至陰極中且電子可易於在發光層中傳輸。
在下文中,闡述根據實施例的有機光電裝置。
所述有機光電裝置可為將電能轉換成光能並且反之亦然的任何裝置,但並無特別限制,並且可為例如有機光電式裝置、有機發光二極體、有機太陽能電池及有機感光鼓等。
在本文中,參照圖式闡述作為有機光電裝置的一個實例的有機發光二極體。
圖1為示出根據實施例的有機發光二極體的剖視圖。
參照圖1,根據實施例的有機發光二極體100包括面向彼此的陽極120與陰極110以及夾置於陽極120與陰極110之間的有機層105。
陽極120可由具有大的功函數的導體製成以幫助電洞注入,且可為例如金屬、金屬氧化物及/或導電聚合物。陽極120可為,舉例而言,金屬,例如鎳、鉑、釩、鉻、銅、鋅、金等或其合金;金屬氧化物,例如氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)等;金屬與氧化物的組合,例如氧化鋅(ZnO)與鋁(Al)或二氧化錫(SnO2)與銻(Sb);導電聚合物,例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(伸乙基-1,2-二氧)噻吩](poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene),PEDOT)、聚吡咯及聚苯胺,但並非僅限於此。
陰極110可由具有小的功函數的導體製成以幫助電子注入,且可為例如金屬、金屬氧化物及/或導電聚合物。陰極110可為,舉例而言,金屬,例如鎂、鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫、鉛、銫、鋇等、或其合金;多層式(multi-layer)結構材料,例如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al及BaF2/Ca,但並非僅限於此。
有機層105包括發光層130。
圖2為示出根據另一實施例的有機發光二極體的剖視圖。
參照圖2,有機發光二極體200除發光層130之外更包
括電洞輔助層140。電洞輔助層140可在陽極120與發光層130之間進一步增加電洞注入及/或電洞遷移率且阻擋電子。電洞輔助層140可為例如電洞傳輸層、電洞注入層及/或電子阻擋層,且可包括至少一個層。
儘管未示出以下層,但圖1或圖2所示有機層105可更包括電子注入層、電子傳輸層、電子傳輸輔助層、電洞傳輸層、電洞傳輸輔助層、電洞注入層、或其組合。
有機發光二極體100及有機發光二極體200可藉由以下方式來製造:在基板上形成陽極或陰極;利用例如真空沈積方法(蒸發)、濺鍍(sputtering)、電漿鍍敷(plasma plating)及離子鍍敷(ion plating)等乾膜形成方法或者例如旋塗(spin coating)、浸漬(dipping)及流塗(flow coating)等濕式塗佈方法形成有機層;以及在有機層上形成陰極或陽極。
根據實施例的有機光電裝置包括:面向彼此的陽極與陰極,以及有機層,設置於所述陽極與所述陰極之間。所述有機層包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層中的至少一者。所述發光層包含由化學式1表示的第一主體、由化學式2與化學式3的組合表示的第二主體及由化學式4表示的磷光摻雜劑。
在化學式1中,X1為O或S,Z1至Z3獨立地為N或CRa,
Z1至Z3中的至少兩者為N,L1及L2獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,A為經取代或未經取代的咔唑基,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且Ra及R2至R4獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基;其中,在化學式2及化學式3中,Y1及Y2獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,化學式2的相鄰兩個*與化學式3連接,化學式2的不與化學式3連接的*獨立地為C-La-Rb,La、L3及L4獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,且Rb及R5至R8獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基;其中,在化學式4中,Z4至Z11獨立地為N、C或CRc,環C藉由C-C鍵結合至環B,銥藉由Ir-C鍵結合至環B,
X2為O或S,Rc及R14至R19獨立地為氫、氘、鹵素、鍺基、氰基、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,且n為介於1至3範圍內的整數。
根據本發明的有機光電裝置藉由以下方式來增加材料穩定性:作為第一主體引入與二苯並呋喃(或二苯並噻吩)連接的三嗪或嘧啶部分且同時引入咔唑部分以獲得由雙極特性所帶來的額外的穩定性。可改善因咔唑部分而引起的相對於分子量的玻璃轉變溫度,且因此可確保耐熱性。
具體而言,對吲哚並咔唑進行組合以作為第二主體且因此電洞與電子得到均衡,以達成長壽命、低驅動電壓特性。
同時,另外組合包含二苯並呋喃基、二苯並噻吩基或其含N的類似基團的磷光摻雜劑,且因此可確保例如主體與摻雜劑材料的堆積、能量轉移等組合匹配。
根據二苯並呋喃(或二苯並噻吩)與含氮的六角環藉由L2的具體連接位置,由化學式1表示的第一主體可例如由化學式1-1至化學式1-4中的一者表示。
[化學式1-1]
[化學式1-4]
在化學式1-1至化學式1-4中,X1、Z1至Z3、L1、L2、A以及R1至R4與上述相同。
在本發明的示例性實施例中,第一主體可由化學式1-3或化學式1-4、較佳為化學式1-3且更佳為化學式1-3a表示,其中二苯並呋喃(或二苯並噻吩)與含氮的六角環直接連接。
在化學式1-3a中,X1、Z1至Z3、L1、A及R1至R4與上述相同。
第一主體藉由包括其中如化學式1-3a所示3-二苯並呋喃(或3-二苯並噻吩)與三嗪或嘧啶部分直接連接的結構,經由LUMO擴張及ET部分(例如三嗪、嘧啶等)的平面性擴張來提高電洞及電子注入速率,且第一主體藉由引入咔唑部分來施加雙極
特性,從而確保額外的穩定性並改善相對於分子量的玻璃轉變溫度且因此確保耐熱性。
另外,可將作為第二主體的吲哚並咔唑與第一主體材料進行組合以平衡具有快速且穩定的電子傳輸特性的第一主體材料與具有快速且穩定的電洞傳輸特性的第二主體材料,且因此確保具有相對於分子量的高玻璃轉變溫度的低驅動/長壽命主體組。
同時,可將主體組與磷光摻雜劑進行組合以確保主體與摻雜劑材料的堆積、能量傳輸等組合/匹配優點,且藉此獲得低驅動、長壽命及高效率特性。
在本發明的示例性實施例中,取代基A為經取代或未經取代的咔唑基,且根據具體取代點,可由化學式A-1至化學式A-5中的一者表示。
[化學式A-2]
在化學式A-1至化學式A-5中,R9至R13獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基,且*為L1的連接點。
在具體示例性實施例中,R9至R13可獨立地為氫或者經取代或未經取代的C6至C20芳基,且更具體而言,R9至R13可獨立地為氫或苯基。
舉例而言,當A由化學式A-1表示時,R9至R12可全部為氫,或者R9至R12中的一者或二者可為苯基。
另外,當A由化學式A-2至化學式A-5中的一者表示時,R13可為苯基,且R10至R12全部為氫或者R11及R12中的至少一者可為苯基。
具體而言,根據取代基A的具體結構,化學式1-3a可例如由化學式1-3a-I、化學式1-3a-II、化學式1-3a-III、化學式1-3a-IV及化學式1-3a-V且較佳為化學式1-3a-I、化學式1-3a-II、化學式1-3a-III及化學式1-3a-IV中的一者表示。
[化學式1-3a-V]
在化學式1-3a-I、化學式1-3a-II、化學式1-3a-III、化學式1-3a-IV及化學式1-3a-V中,X1、Z1至Z3、L1、R1至R4及R9至R13與上述相同。
另一方面,在本發明的示例性實施例中,由Z1至Z3組成的六角環可為嘧啶或三嗪,在具體示例性實施例中為其中Z1及Z2為N的嘧啶、其中Z1及Z3為N的嘧啶、其中Z2及Z3為N的嘧啶或其中Z1至Z3為N的三嗪,且較佳為其中Z1至Z3為N的三嗪。
在本發明的示例性實施例中,R1可為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且更具體而言,R1可為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且可例如選自群組I的取代基。
[群組I]
在群組I中,*為含氮的六角環的連接點。
R1較佳地可為苯基、二苯並呋喃基或二苯並噻吩基。
在本發明的示例性實施例中,Ra及R2至R4可獨立地為氫、氘、氰基或者經取代或未經取代的C6至C12芳基,更具體而言,Ra及R2至R4可獨立地為氫、氘或氰基,且較佳地,Ra及R2至R4可全部為氫。
另外,在本發明的示例性實施例中,L1及L2可獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C12伸芳基,且更具體而言,L1及L2可獨立地為單鍵、間伸苯基或對伸苯基。
另外,在本發明的示例性實施例中,R9至R11可獨立地為氫、氘、氰基或者經取代或未經取代的C6至C12芳基,更具體而言,R9至R11可獨立地為氫、氘、氰基或苯基,且較佳地R9至R11全部為氫,或者R9至R11中的至少一者可為苯基。更佳地,R9至R11可全部為氫,或者R9至R11中的一者可為苯基。
第一主體可例如選自群組1的化合物,但並非僅限於此。
[群組1][B-1] [B-2] [B-3] [B-4]
在本發明的示例性實施例中,第二主體可例如由化學式2A、化學式2B、化學式2C、化學式2D及化學式2E中的一者表示,且在具體示例性實施例中,根據化學式2與化學式3的稠合位置,第二主體可例如由化學式2A、化學式2B、化學式2C及化學式2D中的一者表示且較佳地由化學式2B表示。
[化學式2E]
在化學式2A至化學式2E中,Y1及Y2、L3及L4以及R5至R8與以上所述的相同,La1至La4相同於La,且Rb1至Rb4相同於Rb。
另一方面,在本發明的示例性實施例中,Y1及Y2可獨立地為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基。在具體示例性實施例中,Y1及Y2可獨立地為經取代或未經取代的苯基或者經取代或未經取代的聯苯基,且較佳地Y1及Y2可獨立地為苯基或對聯苯基。
另外,在本發明的示例性實施例中,Rb1至Rb4及R5至R8可獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,在具體示例性實施例中,Rb1至Rb4可獨立地為氫、氘、氫基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或
未經取代的二苯並噻吩基,且R5至R8可獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的苯基或者經取代或未經取代的聯苯基,並且在更具體示例性實施例中,Rb1至Rb4及R5至R8可全部為氫。
Y1、Y2、Rb1至Rb4以及R5至R8可例如選自群組II的取代基。
在群組II中,*為連接點。
另外,在本發明的示例性實施例中,La1至La4以及L3及L4可獨立地為單鍵、經取代或未經取代的對伸苯基、經取代或未經取代的間伸苯基或者經取代或未經取代的伸聯苯基,且在具體示例性實施例中,La1至La4以及L3及L4可獨立地為單鍵、經取代或未經取代的對伸苯基或者經取代或未經取代的間伸苯基,並且較佳地La1至La4以及L3及L4可獨立地為單鍵或對伸苯基。
第二主體可例如選自群組2的化合物,但並非僅限於此。
第一主體與第二主體可以組成物的形式施加。
在本發明的示例性實施例中,應用於此組成物的第一主體可由化學式1-3a表示,且第二主體可由化學式2B表示。
化學式1-3a的Z1至Z3可全部為N,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且L1可為單鍵或間伸苯基。
化學式2B的Y1及Y2可獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基,且L3及L4可獨立地為經取代或未經取代的C6至C20伸芳基。
本發明中的第一主體及第二主體可為作為包含Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd中的一者、或其組合的有機金屬化合物的已知磷光摻雜劑,或者可與由化學式401表示的有機金屬化合物混合。然而,該些磷光摻雜劑是用於舉例說明,且藉由對根據本發明的第一主體與第二主體的組成物進行組合而表現出優異效果的摻雜劑是由化學式4表示的磷光摻雜劑。
<化學式401>
在化學式401中,M選自Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb及Tm;X401至X404獨立地為氮或碳;A401環及A402環獨立地選自經取代或未經取代的苯、經取代或未經取代的萘、經取代或未經取代的茀、經取代或未經取代的螺環茀、經取代或未經取代的茚、經取代或未經取代的吡咯、經取代或未經取代的噻吩、經取代或未經取代的呋喃、經取代或未經取代的咪唑、經取代或未經取代的吡唑、經取代或未經取代的噻唑、經取代或未經取代的異噻唑、經取代或未經取代的噁唑、經取代或未經取代的異噁唑、經取代或未經取代的吡啶、經取代或未經取代的吡嗪、經取代或未經取代的嘧啶、經取代或未經取代的噠嗪、經取代或未經取代的喹啉、經取代或未經取代的異喹啉、經取代或未經取代的苯並喹啉、經取代或未經取代的喹噁啉、經取代或未經取代的喹唑啉、經取代或未經取代的咔唑、經取代或未經取代的苯並咪唑、經取代或未經取代的苯並呋喃、經取代或未經取代的苯並噻吩、經取代或未經取代的異苯並噻吩、經取代或未經取代的苯並噁唑、經
取代或未經取代的異苯並噁唑、經取代或未經取代的三唑、經取代或未經取代的噁二唑、經取代或未經取代的三嗪、經取代或未經取代的二苯並呋喃及經取代或未經取代的二苯並噻吩;其中「經取代」是指取代基或化合物的至少一個氫經氘、鹵素、羥基、氰基、胺基、經取代或未經取代的C1至C30胺基、硝基、經取代或未經取代的C1至C40矽烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基矽烷基、C6至C30芳基矽烷基、C3至C30環烷基、C3至C30雜環烷基、C6至C30芳基、C2至C30雜環基、C1至C20烷氧基、C1至C10三氟烷基、或其組合置換;L401為有機配位體;xc1為1、2或3;且xc2為0、1、2或3。
L401可為任何單價、二價或三價有機配位體。舉例而言,L401可選自鹵素配位體(例如,Cl、F)、二酮配位體(例如,乙醯丙酮酸鹽、1,3-二苯基-1,3-丙二酮酸鹽、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸鹽或六氟丙酮酸鹽)、羧酸配位體(例如,吡啶甲酸鹽(picolinate)、二甲基-3-吡唑羧酸鹽、苯甲酸鹽)、一氧化碳配位體、異腈配位體、氰基位配體及磷配位體(例如,膦、亞磷酸鹽),但並非僅限於此。
Q401至Q407、Q411至Q417以及Q421至Q427可獨立地選自氫、C1至C60烷基、C2至C60烯基、C6至C60芳基及C2至C60雜芳基。
當化學式401的A401具有二或更多個取代基時,其可與A401的二或更多個取代基組合以形成飽和或不飽和環。
當化學式401的A402具有二或更多個取代基時,其可與A402的二或更多個取代基組合以形成飽和或不飽和環。
當化學式401的xc1為二或更多個時,化學式401的多個配位體可相同或不同。當化學式401的xc1為二或更多個時,A401及A402可獨立地與相鄰的其他配位體的A401及A402直接或藉由連接基(例如,C1至C5伸烷基、-N(R')-(其中,R'為C1至C10烷基或C6至C20芳基)或-C(=O)-)連接。
舉例而言,已知的磷光摻雜劑可選自化合物PD70至化合物PD75,但並非僅限於此:
亦即,在本發明的示例性實施例中,使用由化學式4表示的有機金屬化合物。
在化學式4中,Z4至Z11獨立地為N、C或CRc,環C藉由C-C鍵結合至環B,銥藉由Ir-C鍵結合至環B,X2為O或S,Rc及R14至R19獨立地為氫、氘、鹵素、鍺基、氰基、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,且n為介於1至3範圍內的整數。
包含第一主體及第二主體的組成物可與包含二苯並呋
喃基、二苯並噻吩基或其含有至少一個N的衍生基團的磷光摻雜劑進行組合,以確保對主體材料及摻雜劑材料進行堆積、能力傳輸等的組合/匹配優點,且因此獲得低驅動、長壽命及高效率的特性。
在本發明的示例性實施例中,在化學式4中,Z4至Z11中的一者可較佳為N,且兩者、三者或四者可為N。
磷光摻雜劑可例如由化學式4-1至化學式4-6中的一者表示。
[化學式4-3]
在化學式4-1至化學式4-6中,X2、R14至R19及n與以上所述的相同,且Rc1、Rc2及Rc3相同於Rc。
在本發明的具體示例性實施例中,Rc、Rc1、Rc2、Rc3以及R14至R19可獨立地為氫、氘、鹵素、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基,舉例而言,Rc、Rc1、Rc2、Rc3以及R14至R19可獨立地為氫、氘、鹵素、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基或者經取代或未經取代的C6至C12芳基,且較佳地,Rc、Rc1、Rc2、Rc3以及R14至R19可獨立地為氫、氘、鹵素、經取代或未經氘或鹵素取代的矽烷基、經取代或未經氘或鹵素取代的甲基、經取代或未經氘或鹵素取代的異丙基、經取代或未經氘或鹵素取代的第三丁基或者經取代或未經C1至C4烷基取代的矽烷基。
磷光摻雜劑可例如選自群組3的化合物,但並非僅限於此。
在本發明的更佳示例性實施例中,包含由化學式1-3a表示的第一主體、由化學式2B表示的第二主體及由化學式4-1表示的磷光摻雜劑的組成物可應用於發光層。
化學式1-3a的Z1至Z3可全部為N,R1可為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,L1可為單鍵或間伸苯基。
化學式2B的Y1及Y2可獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基,且L3及L4可獨立地為經取代或未經取代的C6至C20伸芳基。
化學式4-1的Rc1、Rc2、Rc3以及R14至R19可獨立地為氫、氘、鹵素、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基或者經取代或未經取代的C6至C12芳基。
更具體而言,可包含重量比為1:9至6:4、2:8至6:4、3:7至6:4的第一主體與第二主體,更佳地,可包含重量比為1:9至5:5、2:8至5:5、3:7至5:5的第一主體與第二主體,且最佳地,可包含重量比為4:6至5:5的第一主體與第二主體。
以第一主體與第二主體的組成物的100重量%計,可包
含約0.1重量%至15重量%、較佳為1重量%至15重量%且更佳為5重量%至15重量%的量的磷光摻雜劑。舉例而言,可包含重量比為3:7的第一主體與第二主體,且以第一主體與第二主體的組成物的100重量%計,可包含5重量%至15重量%的量的磷光摻雜劑。
有機發光二極體可應用於有機發光二極體(OLED)顯示器。
在下文中參照實例更詳細地說明實施例。然而,該些實例在任何情況下均不應被解釋為限制本發明的範圍。
以下,在實例及合成例中使用的起始材料及反應物只要不存在特別註釋,則購自西格瑪-奧德里奇有限公司(Sigma-Aldrich Co.Ltd.)或梯希愛有限公司(TCI Inc.),或者是藉由已知方法而合成。
藉由以下步驟合成了作為本發明一個具體實例的化合物。
(製備第一主體)
合成例1:化合物B-1的合成
[反應流程1]
a)中間物B-1-1的合成
將30.0克(64.2毫莫耳)2,4-雙(3-溴苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪添加至500毫升圓底燒瓶中的100毫升四氫呋喃、100毫升甲苯及100毫升蒸餾水中,且向其中添加了1.0當量的二苯並呋喃-4-硼酸、0.03當量的四-三苯基膦鈀(tetrakistriphenylphosphine palladium)及2當量的碳酸鉀,並且在氮氣氣氛下對所述混合物進行了加熱及回流。在6小時後,冷卻了反應溶液,移除了水層,且在減壓下對有機層進行了乾燥。利用水及己烷對所獲得的固體進行了洗滌,利用300毫升甲苯對此固體進行了再結晶以獲得21.4克(產率為60%)中間物B-1-1。
b)中間物B-1-2的合成
將15克(46.55毫莫耳)4-溴-9-苯基咔唑(化學文摘社(chemical abstracts service,cas):1097884-37-1)添加至500毫升圓底燒瓶中的200毫升甲苯中,向其中添加了0.05當量的二氯二苯基膦基二茂鐵鈀(dichlorodiphenylphosphinoferrocene palladium)、1.2當量的雙(頻哪醇根基)二硼及2當量的乙酸鉀,且在氮氣氣氛下將此混合物加熱並回流了18小時。將反應溶液冷卻
並滴加至1升水中。將自其獲得的固體溶解於沸騰的甲苯中以對活性碳進行處理並接著利用矽凝膠進行了過濾,且對自其獲得的濾液進行了濃縮。將濃縮的固體與少量己烷攪拌於一起並進行了過濾,以獲得產率為80%的中間物B-1-2。
c)化合物B-1的合成
將20克(36.1毫莫耳)中間物B-1-1添加至500毫升圓底燒瓶中的100毫升四氫呋喃及50毫升蒸餾水中,向其中添加了1.1當量的中間物B-1-2、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在18小時之後,對反應溶液進行了冷卻,且對其中沈澱的固體進行了過濾並利用500毫升水進行了洗滌。利用500毫升單氯苯(monochlorobenzene)對此固體進行了再結晶以獲得24克化合物B-1。
液相層析(liquid chromatography,LC)/質譜分析(mass spectrum,MS)計算得到:C51H32N4O精確質量:716.2576,實驗值:717.26[M+H]。
合成例2:化合物B-13的合成
[反應流程2]
將1當量的中間物B-1-1、1當量的咔唑、2當量的第三丁醇鈉及0.05當量的Pd2(dba)3在二甲苯中懸浮為0.2M,向其中添加了0.15當量的三-第三丁基膦,且將此混合物回流並攪拌了18小時。向其中添加了為溶劑的1.5倍的甲醇,對此混合物進行了攪拌,且對自其獲得的固體進行了過濾並利用300毫升水進行了洗滌。使用單氯苯對此固體進行了再結晶以獲得產率為85%的化合物B-13。
LC/MS計算得到:C45H28N4O精確質量:640.2263,實驗值:641.23[M+H]。
合成例3:化合物B-17的合成
a)中間物B-17-1的合成
將15克(46.4毫莫耳)4-(3-溴苯基)-二苯並呋喃(cas:887944-90-3)添加至500毫升圓底燒瓶中的200毫升甲苯中,向其中添加了0.05當量的二氯二苯基膦基二茂鐵鈀、1.2當量的雙(頻哪醇根基)二硼及2當量的乙酸鉀,且在氮氣氣氛下將此混合物加熱並回流了18小時。利用水藉由萃取對溶液進行了洗滌,利用活性碳對自其獲得的有機層進行了處理並利用矽凝膠進行了過濾,且對濾液進行了濃縮。將濃縮的固體與一定量的己烷攪拌於一起並進行了過濾,以獲得產率為85%的中間物B-17-1。
b)中間物B-17-2的合成
將9.04克(40毫莫耳)2,4-二氯-6-苯基三嗪添加至500毫升圓底燒瓶中的60毫升四氫呋喃、60毫升甲苯及60毫升蒸餾水中,且向其中添加了0.9當量的中間物B-17-1、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,並且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在6小時後,冷卻了反應溶液,且在自其移除水層之後,在減壓下對其中的有機層進行了乾燥。利用水及己烷對自其獲得的固體進行了洗滌,並接著利用300毫升甲苯進行了再結晶以獲得產率為40%的中間物B-17-2。
c)化合物B-17的合成
將1當量的中間物B-17-2、1.1當量的咔唑、2當量的第三丁醇鈉及0.05當量的Pd2(dba)3在二甲苯中懸浮為0.2M,向其中添加了0.15當量的三-第三丁基膦,且將此混合物回流並攪拌了18小時。向其中添加了為溶劑的1.5倍的甲醇,且對其中的固
體進行了過濾並利用300毫升水進行了洗滌。使用單氯苯對此固體進行了再結晶以獲得產率為80%的化合物B-17。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.21[M+H]。
合成例4:化合物C-1的合成
a)中間物C-1-1的合成
將22.6克(100毫莫耳)2,4-二氯-6-苯基三嗪添加至500毫升圓底燒瓶中的100毫升四氫呋喃、100毫升甲苯及100毫升蒸餾水中,且向其中添加了0.9當量的二苯並呋喃-3-硼酸、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,並且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在6小時後,冷卻了反應溶液,且在自其移除水層之後,在減壓下對其中的有機層進行了乾燥。利用水及己烷對所獲得的固體進行了洗滌,並利用200毫升甲苯進行了再結晶以獲得21.4克產率為60%的中間物C-1-1。
b)中間物C-1-2的合成
將15克(46.55毫莫耳)4-溴-9-苯基咔唑(cas:1097884-37-1)添加至500毫升圓底燒瓶中的140毫升四氫呋喃及70毫升蒸餾水中,向其中添加了1.1當量的3-氯苯基硼酸、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在12小時後,對反應溶液進行了冷卻,在減壓下對對有機層進行了萃取以移除溶劑。藉由二氧化矽管柱層析法對自其濃縮的化合物進行了處理以獲得產率為85%的中間物C-1-2。
c)中間物C-1-3的合成
將12克(33.9毫莫耳)中間物C-1-2添加至500毫升圓底燒瓶中的150毫升二甲苯中,向其中添加了0.05當量的二氯二苯基膦基二茂鐵鈀、1.2當量的雙(頻哪醇根基)二硼及2當量的乙酸鉀,且在氮氣氣氛下將此混合物加熱並回流了18小時。對反應溶液進行了冷卻並接著利用水藉由萃取進行了洗滌,利用活性碳對自其獲得的有機層進行了處理並利用矽凝膠進行了過濾,且對自其獲得的濾液進行了濃縮。將自其濃縮的固體與少量己烷攪拌於一起並進行了過濾,以獲得產率為75%的中間物C-1-3。
d)化合物C-1的合成
將8克(22.4毫莫耳)中間物C-1-1添加至500毫升圓底燒瓶中的80毫升四氫呋喃及40毫升蒸餾水中,向其中添加了1.0當量的中間物C-1-3、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳
酸鉀,且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在18小時之後,對反應溶液進行了冷卻,且對其中沈澱的固體進行了過濾並利用500毫升水進行了洗滌。利用500毫升單氯苯對此固體進行了再結晶以獲得12克化合物C-1。
LC/MS計算得到:C45H28N4O精確質量:640.2263,實驗值:641.24。
合成例5:化合物C-2的合成
a)中間物C-2-1的合成
將15克(46.4毫莫耳)3-(3-溴苯基)-9-苯基咔唑(cas:854952-59-3)添加至500毫升圓底燒瓶中的200毫升甲苯中,向其中添加了0.05當量的二氯二苯基膦基二茂鐵鈀、1.2當量的雙(頻哪醇根基)二硼及2當量的乙酸鉀,且在氮氣氣氛下將此混合物加熱並回流了18小時。將反應溶液冷卻並滴加至1升水中以收集固體。將此固體溶解於沸騰的甲苯中以對活性碳進行處理並利用矽
凝膠進行了過濾,且對自其獲得的濾液進行了濃縮。將濃縮的固體與少量己烷攪拌於一起並進行了過濾,以獲得產率為85%的中間物C-2-1。
b)化合物C-2的合成
將8克(22.4毫莫耳)根據合成例4的中間物C-1-1添加至500毫升圓底燒瓶中的80毫升四氫呋喃及40毫升蒸餾水中,向其中添加了1.0當量的中間物C-2-1、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在18小時之後,對反應溶液進行了冷卻,且利用500毫升水對其中沈澱的固體進行了洗滌。利用500毫升單氯苯對此固體進行了再結晶以獲得13克化合物C-2。
LC/MS計算得到:C45H28N4O精確質量:640.2263,實驗值:641.24。
合成例6:化合物C-12的合成
將8克(22.4毫莫耳)根據合成例4的中間物C-1-1添
加至500毫升圓底燒瓶中的80毫升四氫呋喃及40毫升蒸餾水中,向其中添加了1.0當量的9-苯基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環烷硼烷-2-基)-咔唑(cas:1246669-45-3)、0.03當量的四-三苯基膦鈀及2當量的碳酸鉀,且在氮氣氣氛下對此混合物進行了加熱及回流。在18小時之後,對反應溶液進行了冷卻,且對其中沈澱的固體進行了過濾並利用500毫升水進行了洗滌。利用500毫升單氯苯對此固體進行了再結晶以獲得11克化合物C-12。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
合成例7:化合物C-16的合成
a)中間物C-16-1的合成
在氮氣環境中將鎂(7.86克,323毫莫耳)及碘(1.64克,6.46毫莫耳)添加至0.1升四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)中,將此混合物攪拌了30分鐘,且在0℃下歷時30分鐘向其中緩慢滴加了溶解於0.3升THF中的3-溴二苯並呋喃(80克,323毫
莫耳)。在0℃下歷時30分鐘將此混合溶液緩慢滴加至溶解於0.5升THF中的29.5克(160毫莫耳)三聚氯化氰中。在將反應加熱至室溫之後,將此混合物攪拌了1小時並在回流條件下又攪拌了12小時。在將反應冷卻之後,向其中緩慢添加了水以完成反應,且在減壓下對自其獲得的有機溶劑進行了濃縮以獲得固體。將此固體與200毫升丙酮攪拌於一起並進行了過濾,以獲得產率為40%的中間物C-16-1。
b)化合物C-16的合成
根據與合成例2相同的方法使用中間物C-16-1合成了化合物C-16。
LC/MS計算得到:C39H22N4O2精確質量:578.1743,實驗值為579.20。
合成例8:化合物C-17的合成
根據與合成例2相同的方法使用分別為1當量的中間物
C-1-1及3-苯基-9H-咔唑合成了化合物C-17。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
合成例9:化合物C-21的合成
根據與合成例6相同的方法使用分別為1.0當量的中間物C-1-1及9-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-苯基)-咔唑(cas:785051-54-9)合成了化合物C-21。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
合成例10:化合物C-22的合成
[反應流程10]
根據與合成例6相同的方法使用分別為1.0當量的中間物C-1-1及9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-苯基)-咔唑(cas:870119-58-7)合成了化合物C-22。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
合成例11:化合物C-25的合成
a)中間物C-25-1的合成
根據與合成例2相同的方法使用1當量的3-苯基-9H-咔唑及1.2當量的3-氯-1-溴苯合成了中間物C-25-1。
b)中間物C-25-2的合成
根據與合成例5的a)相同的方法使用中間物C-25-1合成了中間物C-25-2。
c)化合物C-25的合成
根據與合成例6的a)相同的方法使用分別為1.0當量的中間物C-25-2及中間物C-1-1合成了化合物C-25。
LC/MS計算得到:C45H28N4O精確質量:640.2263,實驗值:641.23。
合成例12:化合物B-14的合成
a)中間物B-14-1的合成
根據與合成例4的a)相同的方法使用1當量的2,4-二氯-6-苯基三嗪及0.9當量的二苯並呋喃-4-硼酸合成了中間物B-14-1。
b)化合物B-14的合成
根據與合成例6相同的方法使用分別為1.0當量的中間物B-14-1及9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-苯基)-咔唑(cas:870119-58-7)合成了化合物B-14。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
合成例13:化合物B-22的合成
a)中間物B-22-1的合成
根據與合成例4的a)相同的方法使用1當量的2,4-二氯-6-苯基三嗪及0.9當量的二苯並呋喃-2-硼酸合成了中間物B-22-1。
b)化合物B-22的合成
根據與合成例6相同的方法使用分別為1.0當量的中間物B-22-1及9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-苯基)-咔唑(cas:870119-58-7)合成了化合物B-22。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.21。
合成例14:化合物B-25的合成
[反應流程14]
a)中間物B-25-1的合成
根據與合成例4的a)相同的方法使用1當量的2,4-二氯-6-苯基三嗪及0.9當量的二苯並呋喃-1-硼酸合成了中間物B-25-1。
b)化合物B-25的合成
根據與合成例6相同的方法使用分別為1.0當量的中間物B-25-1及9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-苯基)-咔唑(cas:870119-58-7)合成了化合物B-25。
LC/MS計算得到:C39H24N4O精確質量:564.1950,實驗值:565.20。
(製備第二主體)
第二主體可例如選自化合物D-1、化合物D-21、化合物D-41及化合物D-72,但並非僅限於此。
合成例15:化合物D-1的合成
根據與合成例2相同的方法使用1當量的合成中間物5,7-二氫-吲哚並[2,3-b]咔唑(cas:111296-90-3)及2.5當量的4-溴-1,1'-聯苯基(cas:92-66-0)合成了化合物D-1。
LC/MS計算得到:C42H28N2精確質量:560.2252,實驗值:561.24。
合成例16至合成例18:化合物D-21、化合物D-41及化合物D-72的合成
根據與合成例15的化合物D-1的合成方法相同的方法分別藉由中間物11,12-二氫-吲哚並[2,3-a]咔唑(cas:60511-85-5)、5,8-二氫-吲哚並[2,3-c]咔唑(cas:200339-30-6)、5,12-二氫-吲哚並[3,2-a]咔唑(cas:111296-91-4)合成了化合物D-21、化合物D-41及化合物D-72。
(製備磷光摻雜劑)
合成例19:化合物E-24的合成
除了使用在US2014-0131676的製造化合物II-1的方法中作為起始材料的在[反應流程16]中所述的銦錯合物以外,藉由與以上相同的反應製備了摻雜劑化合物E-24。
(製造有機發光二極體)
實例1:
利用蒸餾水對塗佈有成為1500埃厚的薄膜的氧化銦錫(ITO)的玻璃基板進行了洗滌。在利用蒸餾水洗滌之後,利用例如異丙醇、丙酮、甲醇等溶劑對玻璃基板進行了超音波洗滌並進行了乾燥,然後移至電漿清潔器,使用氧電漿清潔了10分鐘,並移至真空沈積器。使用所獲得的此種ITO透明電極作為陽極,將化合物A真空沈積於ITO基板上以形成700埃厚的電洞注入層,將化合物B在所述注入層上沈積至50埃厚,且將化合物C沈積至1020埃厚以形成電洞傳輸層。在所述電洞傳輸層上,藉由真空沈積作為第一主體的化合物C-1及作為第二主體的化合物D-1以及
10重量%的作為磷光摻雜劑的E-24而形成了400埃厚的發光層。在本文中,化合物C-1及化合物D-1是以4:6的重量比使用,但在以下實例中單獨提供其比率。隨後,在所述發光層上,藉由以1:1的比率同時真空沈積化合物D及8-羥基喹啉-鋰(Liq)而形成了300埃厚的電子傳輸層,且在所述電子傳輸層上,依序真空沈積Liq及A1至15埃厚及1200埃厚,從而製造有機發光二極體。
有機發光二極體具有五層式有機薄層,且具體而言為以下結構:ITO/化合物A(700埃)/化合物B(50埃)/化合物C(1020埃)/EML[化合物C-1:化合物D-1:化合物E-24(10重量%)](400埃)/化合物D:Liq(300埃)/Liq(15埃)/Al(1200埃)。
化合物A:N4,N4'-二苯基-N4,N4'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)聯苯基-4,4'-二胺。
化合物B:1,4,5,8,9,11-六氮雜三伸苯基-六甲腈(HAT-CN)。
化合物C:N-(聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀-2-胺。
化合物D:8-(4-(4,6-二(萘-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)喹啉。
實例2至實例24以及比較例1至比較例6
除了將第一主體、第二主體及磷光摻雜劑的組成物變為表1所示各組成物以外,根據與實例1相同的方法製造了各有機發光二極體。
評價1:發光效率及壽命增加效果
對根據實例1至實例24及比較例1至比較例6的有機發光二極體的發光效率及壽命特性進行了評價。量測具體按以下方法進行,且結果示於表1中。
(1)量測隨著電壓變化而變化的電流密度變化
關於流入單位裝置的電流值,使用電流-電壓計(吉時利(Keithley)2400)在電壓自0伏特增加至10伏特時對所獲得的有機發光二極體進行了量測,且所量測的電流值除以面積而得到結果。
(2)量測隨著電壓變化而變化的亮度變化
使用亮度計(美能達(Minolta)Cs-1000A)在有機發光二極體的電壓自0伏特增加至10伏特時對亮度進行了量測。
(3)量測發光效率
藉由使用來自項目(1)及項目(2)的亮度、電流密度以及電壓(伏特)計算相同電流密度(10毫安培/平方公分)下的電流效率(坎德拉/安)。
(4)量測壽命
將根據實例1至實例24以及比較例1至比較例6的有機發光二極體的T90壽命量測為在以5000坎德拉/平方米作為初始亮度(坎德拉/平方米)發出光且使用博蘭諾克(Polanonix)壽命量測系統量測其亮度隨著時間而降低之後,當其亮度相對於初始亮度(坎德拉/平方米)降低至90%時的時間。
(5)量測驅動電壓
在15毫安培/平方公分下使用電流-電壓計(吉時利2400)對各二極體的驅動電壓進行了量測。
參照表1,相較於僅使用第一主體的情況或使用CBP作為第二主體的情況而言,當使用包含DBX及咔唑的材料作為第一主體且使用吲哚並咔唑作為第二主體時,在驅動及壽命方面獲得了優勢。另外,相較於使用不包含DBX骨的作為磷光摻雜劑的Ir(ppy)3的情況而言,當使用包含DBX骨的作為磷光摻雜劑的化合物E-24時,大大增加了壽命及效率。具體而言,當使用將二苯並呋喃的第3號位置與三嗪直接連接的結構作為第一主體時,獲得了額外降低驅動電壓但另外增加壽命的效果。
儘管本發明已結合目前視為實用的示例性實施例加以闡述,然而應理解本發明並非僅限於所揭露的實施例,而是相反地旨在涵蓋包含在隨附申請專利範圍的精神及範圍內的各種潤飾及等效配置。因此,應理解上述實施例為示範性的,而不以任何方式限制本發明。
Claims (13)
- 一種有機光電裝置,包括:面向彼此的陽極與陰極;以及有機層,設置於所述陽極與所述陰極之間,其中所述有機層包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層中的一者,且所述發光層包括由化學式1表示的第一主體、由化學式2與化學式3的組合表示的第二主體及由化學式4表示的磷光摻雜劑: [化學式3] 其中,在化學式1中,X1為O或S,Z1至Z3獨立地為N或CRa,Z1至Z3中的至少兩者為N,L1及L2獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,A為經取代或未經取代的咔唑基,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且Ra及R2至R4獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基;其中,在化學式2及化學式3中,Y1及Y2獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,化學式2的相鄰兩個*與化學式3連接,化學式2的不與化學式3連接的*獨立地為C-La-Rb,La、L3及L4獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,且Rb及R5至R8獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基;且其中,在化學式4中,Z4至Z11獨立地為N、C或CRc,環C藉由C-C鍵結合至環B,銥藉由Ir-C鍵結合至所述環B,且X2為O或S,Rc及R14至R19獨立地為氫、氘、鹵素、鍺基、氰基、經取代或未經取代的矽烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C1至C10烷基矽烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基,且n為介於1至3範圍內的整數。
- 如申請專利範圍第3項所述的有機光電裝置,其中所述第一主體由化學式1-3a-I、化學式1-3a-II、化學式1-3a-III、化學式1-3a-IV及化學式1-3a-V中的一者表示: [化學式1-3a-IV] 其中,在化學式1-3a-I、化學式1-3a-II、化學式1-3a-III、化學式1-3a-IV及化學式1-3a-V中,X1為O或S,Z1至Z3獨立地為N或CRa,Z1至Z3中的至少兩者為N,L1為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且Ra、R2至R4及R9至R13獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基。
- 如申請專利範圍第1項所述的有機光電裝置,其中化學式1的Z1至Z3為N。
- 如申請專利範圍第7項所述的有機光電裝置,其中Y1及Y2獨立地為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,且Rb1至Rb4以及R5至R8獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的吡啶基、經取代或未經取代的咔唑基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基。
- 如申請專利範圍第1項所述的有機光電裝置,其中所述第一主體由化學式1-3表示,且所述第二主體由化學式2B表示:[化學式2B]其中,在化學式1-3及化學式2B中,X1為O或S,Z1至Z3獨立地為N或CRa,Z1至Z3中的至少兩者為N,A為經取代或未經取代的咔唑基,R1為經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基或者經取代或未經取代的二苯並噻吩基,La1、La4以及L1至L4獨立地為單鍵或者經取代或未經取代的C6至C20伸芳基,Ra、Rb1、Rb4及R2至R8獨立地為氫、氘、氰基、經取代或未經取代的C1至C10烷基或者經取代或未經取代的C6至C20芳基,且Y1及Y2獨立地為經取代或未經取代的C6至C20芳基或者經取代或未經取代的C2至C30雜環基。
- 一種顯示裝置,包括如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機光電裝置。
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