TWI694987B - 腈化合物、其製造方法及作為發光材料的用途、以及有機發光二極體元件 - Google Patents

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本發明提供一種腈化合物、其製造方法及作為發光材料的用途、以及有機發光二極體元件。腈化合物構型主架構為苯甲晴對位為苯並咪唑以氰基為強拉電子基，間位兩邊連接咔唑為供電子基，形成供電子基與拉電子基結構(donor–acceptor structure)。

Description

腈化合物、其製造方法及作為發光材料的用途、以及有機發光二極體元件
本發明係關於腈化合物、其製造方法及作為發光材料的用途、以及有機發光二極體元件。
近年來液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display)已成為各類顯示裝置之主流。例如家用的電視、個人電腦、膝上型電腦、監視器、行動電話及數位相機等，均為大量使用液晶顯示裝置之產品。其中應用於液晶顯示裝置之背光模組(Backlight Module)係用於供應液晶有著足夠亮度及分佈均勻的光源，以使液晶顯示裝置能正常顯示影像。
基於視角廣、反應時間快、亮度高、低耗能及操作溫度範圍大等優點，有機發光二極體元件已逐漸成為常見的背光模組發光元件。現今有機發光二極體元件多採用主客發光二體系統，選用適當的磷光客發光體，理論上可以使得內部量子效率達100%，因此磷光發光材料近來已成為有機電激發光材料極重要的發展方向。
在藍光主體材料的發展上，主體材料的三重態能階必須高於或等於客體材料的三重態能階，以避免能量回傳而造成能量的損失，進而導致發光效率（又稱為電流效率；current efficiency）低與壽命短等問題，因此具有較大的三重態能階是必要條件。另外，有機發光層材料的選擇，除了能階匹配之外，還需具有高玻璃轉移溫度（Glass Transition Temperature，T g），以具有較佳的熱穩定性。
本發明之主要目的在於提供一種腈化合物，具有藍光發光範圍、高玻璃轉移溫度及良好發光效率的特性。
本發明之另一目的在於提供一種腈化合物作為發光材料的用途。
本發明之另一目的在於提供一種腈化合物的製造方法。
本發明之另一目的在於提供一種有機發光二極體元件，具有較佳的效率以及較長的使用壽命。
本發明之腈化合物，具有以下式（1）的結構：
Figure 02_image003
式（1）； 其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
Figure 02_image004
咔唑基（carbazole group）；
Figure 02_image006
9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
在本發明的一實施例中，腈化合物的製造方法，藉由以下反應式製成3,5-二氟-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）芐腈（3,5-difluoro-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35F4BzCN），
Figure 02_image008
。
在本發明的一實施例中，腈化合物的製造方法，藉由以下反應式製成3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35Cbz4BzCN），
Figure 02_image010
。
在本發明的一實施例中，有機發光二極體元件包含基板、第一導電層、電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子輸送層、電子注入層、第二導電層。第一導電層設置在基板上。電洞注入層設置在第一導電層上。電洞輸送層設置在電洞注入層上。發光層設置在電洞輸送層上，包含一種腈化合物，具有以下式（1）的結構：
Figure 02_image003
式（1）； 電子輸送層設置於發光層上。電子注入層設置在電子輸送層上。第二導電層設置於電子注入層上。其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
Figure 02_image011
咔唑基（carbazole group）；
Figure 02_image013
9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
在本發明的一實施例中，電洞注入層為4,4'-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]（4,4′-Cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]，TAPC），厚度為50 nm。
在本發明的一實施例中，發光層之厚度為30nm。
在本發明的一實施例中，電子輸送層為二苯基雙（4-（吡啶-3-基）苯基）矽烷（Diphenylbis(4-(pyridin-3-yl)phenyl)silane，DPPS），厚度為55 nm。
在本發明的一實施例中，電子注入層為LiF，厚度為0.8 nm。
在本發明的一實施例中，第二導電層為鋁，厚度為100 nm。
本發明之腈化合物，具有以下式（1）的結構：
Figure 02_image003
式（1）； 其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
Figure 02_image015
Figure 02_image006
咔唑基（carbazole group）；       9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
在本發明的一實施例中，腈化合物的製造方法，藉由以下反應式製成3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35Cbz4BzCN），
Figure 02_image020
Figure 02_image019
。
更具體而言，在一實施例中，使用100毫升雙頸瓶裡面加入攪拌子與45毫升二甲基甲醯胺（Dimethylformamide，DMF）和5毫升水，之後加入3,5-二氟-4-甲酰基芐腈(1.67克,10毫莫爾)和氨基二苯胺(2.02克,11毫莫爾)，與外界相通下加熱旋轉至80 ℃ 2.5 小時。反應後使用減壓蒸餾除去溶劑，並將蒸餾後混和物溶於二氯甲烷和水萃取取有機層，將有機層經由硫酸鎂乾燥後過濾，並將濾液減壓濃縮得粗產物。之後將粗產物透過管柱層析極性比為正己烷:乙酸乙酯=3:1，製成製成3,5-二氟-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）芐腈（3,5-difluoro-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35F4BzCN）白色固體0.90克，產率54wt%。以核磁共振光譜儀（VARIAN 400MHz，VARIAN公司，美國）和質譜儀（LCT Premier XE (ESI-TOF/MS)，Waters公司，美國）做為鑑定，其結果為：M.p. 206~206.5 ℃; 1H NMR (400 MHz, Acetone-d 6): δ 7.78-7.84 (m, 1 H), δ 7.71-7.66 (m, 2 H), δ 7.57-7.49 (m, 3 H),  δ 7.42-7.42(m, 5 H); 13C NMR (100 MHz, Acetone-d 6): 162.95 (d, JCF = 7 Hz) , 160.4 (d, JCF = 7 Hz) , 144.48, 144.41, 137.12, 136.30, 130.70, 130.04, 130.04, 127.28, 125.33, 124.129, 121.25, 117.38, 117.10; HRMS calcd for C20H11F2N3 (M +) 332.0999, obsd 332.0998。
再者，於25毫升雙頸瓶加入咔唑(0.70克, 4.2毫莫爾) 和碳酸銫 (1.42克, 4.2豪莫爾)抽乾，在氮氣系統下加入除水DMF混和均勻。 在配一除水DMF溶液混和前述35F4BzCN (0.66 克, 2.0毫莫爾) 慢慢加入，之後加熱至 80 ℃ 反應8 小時。反應後使用減壓蒸餾除去溶劑，並將蒸餾後混和物溶於二氯甲烷和水萃取取有機層，將有機層經由硫酸鎂乾燥後過濾，並將濾液減壓濃縮得粗產物。之後將粗產物透過管柱層析極性比為為正己烷:二氯甲烷=3:1，製成3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35Cbz4BzCN）的黃色固體1.1克，產率80 % 。以核磁共振光譜儀和質譜儀（autoflex speed MALDI-TOF(/TOF)，Bruker Daltonics公司，美國）做為鑑定，其結果為： m.p. 308-308.5 ℃; 1H NMR (400 MHz, CD 2Cl 2) δ 8.02 (d, J = 8 Hz, 4 H), δ 7.92 (s, 2 H), δ 7.58 (d, J = 8 Hz, 2 H), δ 7.38(t, J = 8 Hz, 2 H), δ 7.26-7.19(m, 7 H), δ 7.03 (t, J = 6.4 Hz, 1 H), δ 6.97-6.86 (m, 6 H), δ 6.65 (d, J = 8 Hz, 1 H), δ 6.43 (d, J = 8 Hz, 2 H); 13C NMR (100 MHz, CD 2Cl 2): δ 144.47, 143.06, 142.23, 142.17, 141.788, 135.79, 135.67, 134.93, 133.82, 129 .69, 128.91, 126.56, 126.32, 124.16, 124.08, 122.91, 121.21, 120.72, 120.27, 120.20, 117.05, 116.62, 112.338, 110.703, 110.00; MALDI calcd for C44H27N5 (M +) 626.2339, obsd 626.2364。
以下對3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35Cbz4BzCN）進一步進行測試。
在一實施例中，對3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35Cbz4BzCN）與下列9,9' - （2-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）-1,3-亞苯基）雙（9H-咔唑） (9,9'-(2-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-1,3-phenylene)bis(9H-carbazole)，o-DiCbzBz )化合物進行光物理性質（Photophysical Properties）測試。
Figure 02_image022
更具體而言，是使用紫外光-可見光吸收光譜儀（UV-1601PC，Shimadzu公司，日本）測量低溫磷光放射光譜(PH)，以及使用螢光光譜儀（F-4500，Hitachi公司，日本）測量低溫螢光放射光譜(LTFL)。測試結果如圖1A、1B及下表1所示。
表1
  λ onset Abs E g (a) λ Max FL/λ Max LTFL/λ (onset) LTFL/λ (onset) LTPH (b) E S (c) E T (c) Q.Y. (d)
35Cbz4BzCN 405 nm 3.06 eV 442 nm/439 nm/405 nm/440 nm 3.06 eV 2.82eV 0.015
o-DiCbzBz 342 nm 3.63 eV 417 nm/359 nm/329 nm/400 nm 3.77 eV 3.1 eV 0.024
其中， (a)E g=1240.8/λ (onset) Abs； (b)35Cbz4BzCN吸收光譜於10 -5MTHF測得，放光性質皆在固態下進行偵測。o-DiCbzBz吸收以及放光光譜在10 -5MTHF測得，10 -5M 2-Me-THF測得低溫螢光低溫磷光低溫圖譜皆在77K下偵測； (c)E S=1240.8/λ (onset) LTFL ,E T=1240.8/λ (onset) LTPH (d)參考物（reference） 7-氮雜吲哚（7-azaindole） (7AI, Φ = 0.22, 環己烷（cyclohexane）下偵測。
Figure 02_image024
，其中Q R為參考物之量子產率，I和I R分別為代測物及參考物同一激發波長下之螢光放射峰面積，OD和OD R分別為代測物及參考物同一波長之吸收度，n及n R分別為代測物及參考物之溶劑折射率。
從光譜放光性質來看，相較於o-DiCbzBz化合物9,9' - （2-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）-1,3-亞苯基）雙（9H-咔唑）) （9,9'-(2-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-1,3-phenylene)bis(9H-carbazole) ），具有（接上）氰基之35Cbz4BzCN化合物，由於拉電子基的影響使其LUMO能皆降低而使能皆差所小，因此放光光譜明顯紅移，常溫螢光放光調整到正藍光範圍。低溫光譜明顯比較出35Cbz4BzCN化合物有良好的隙間跨越的能力（intersystem crossing，ISC），單重態螢光大部分轉移到三重態磷光放光。再經由光譜性質經由公式計算單重態與雙重態能階差ΔEST只有0.24，因此從數據和低溫光譜可知低溫下單重態能量ISC至三重態能階的數度很快，可推論溫度回升三重態能階能量回傳至單重態能階再回覆到基態放出螢光，更容易形成。
在一實施例中，對35Cbz4BzCN化合物與o-DiCbzBz化合物進行電化學性質（Electrochemical Properties）測試。更具體而言，是使用（CHI 1405，CH Instruments公司，美國）進行量測，利用循環伏安法（cyclic voltammetry，CV）與差式脈波伏安法（differential-pulse voltammetry，DPV）去測量化合物的最高填滿分子能階（E HOMO）與最低為填滿分子能階（E LUMO）。其中，測量氧化條件為： 溶劑：二氯甲烷； 工作電極：白金電極； 參考電極：銀/氯化銀； 輔助電極：白金絲； 電解質：四丁基過氯酸銨，濃度為10 -1M； 掃描速率：50mV/sec。 測量還原電位條件為： 溶劑:無水二甲基甲醯胺 ( N, N-dimethylformamide, DMF)； 工作電極：玻璃碳電極； 待測溶液為濃度10 -3M； 標準物：二茂鐵 (ferrocene)，濃度為10 -3M。 由於循環伏安法測量到的電位並非材料本身的絕對電位，因此必須選用已知物進行標定，一般使用二茂鐵為標定物，測量到的材料的電位再利用與標定物電位的差值進行計算，即可估算出材料的E LUMO、E HOMO，計算公式 38如以下所示： E HOMO= -1.2 × ( E DPV ox– E Fc +/Fc) + ( -4.8 ) eV E LUMO= -0.92 × ( E DPV re– E Fc +/Fc) + ( -4.8 ) eV 其中E DPV ox是DPV圖中的第一個氧化峰值，E DPV re是DPV圖中的第一個還原峰值，而E Fc +/Fc則是由CV圖中二茂鐵的 (E pa+ E pc) / 2計算而得。由本實驗可以得知材料溶液態能階，使我們能夠初步判定材料在元件中的能階是否匹配，而可以進一步測量薄膜態能階來確認。測試結果如圖2A、2B及下表2所示。
表2
  E DPV ox / E DPV re E HOMO ox/  E LUMO re AC-II E HOMO ox/  E LUMO re
35Cbz4BzCN 1.41 eV/ -1.48 eV 5.85 eV/ 2.87 eV 5.84 eV /2.46 eV
o-DiCbzBz 0.83 eV/ -2.60 eV 5.76 eV/2.26 eV 5.82 eV/ 2.31 eV
其中， E HOMO= -1.2 × (E DPV ox– E ferrocene) + (-4.8eV) E LUMO= -0.92 × (E DPV re– E ferrocene) + (-4.8eV) E LUMO=E HOMO− E g
從表2中比較35Cbz4BzCN和o-DiCbzBz的E HOMO ox/  E LUMO re可以得知，相較於o-DiCbzBz化合物，具有（接上）氰基之35Cbz4BzCN化合物在HOMO沒有太大影響，LUMO明顯降低，進而影響單重態以及三重態能階的間距。
在一實施例中，對35Cbz4BzCN化合物與o-DiCbzBz化合物進行物理性質測試。更具體而言，是以示差掃描卡計儀(Differential Scanning Calorimeter，DSC)（Q20型示差掃描卡計儀，TA Instruments公司，美國）來測量化合物的熔點(T m)、玻璃轉換溫度(T g)。測量條件如下：在氮氣流速20 mL/min下，加熱速率10 ℃/min，由30 ℃升溫至350-400 ℃，並維持最高溫一分鐘，再以相同降溫速率10 ℃/min降溫至30 ℃，相同過程重複兩次，並由第二次的測量結果作為化合物的玻璃轉換溫度；以熱重分析儀（Thermogravimetric Analyzer，TGA）（PerkinElmer TGA 7，PerkinElmer公司，美國）測量化合物的熱烈解溫度(T d)。測量條件如下：於氮氣氣流之下，加熱速率10 ℃/min，由室溫升溫至800 ℃，當受測化合物的損失比例達5 wt%時，此時的溫度為化合物之熱裂解溫度。測試結果如圖3A、3B及下表3所示。
表3
  M.W. T m(℃) T g(℃) T d(℃)
35Cbz4BzCN 625 308 135 -
o-DiCbzBz 600 295 117 381
由表3可以看出，相較於o-DiCbzBz化合物，具有（接上）氰基之35Cbz4BzCN化合物的熱性質提升，熱穩定性提高。
在一實施例中，對35Cbz4BzCN 化合物進行薄膜態能階測試。更具體而言，將35Cbz4BzCN 熱蒸鍍至石英片30 nm,並以紫外-可見光光譜Shimadzu  UV-1601PC 型儀器測定。測試結果如圖4及下表4所示。
表4
  HOMO/LUMO(eV) Eg(eV)
35Cbz4BzCN 5.84/2.46 3.38
由圖4之波腳（onset）可得35Cbz4BzCN之最高填滿軌域能階（highest occupied molecular orbital，E HOMO）, 之波腳可利用公式 Eg = 1240.8/ λ onset Abs(nm) 推得，而最低未填滿軌域能階（lowest unoccupied molecular orbital，E LUMO）再由公式 E g= E HOMO– E LUMO推得。
進一步而言，35Cbz4BzCN化合物之構型主架構為苯甲晴對位為苯並咪唑以氰基為強拉電子基，間位兩邊連接咔唑為供電子基，形成供電子基與拉電子基結構(donor–acceptor structure)。使其三重激發態能階與單重激發態能階更為接近，當能階相差一定範圍內，三重態的激子可以經由隙間跨越至單重態並回到基態放出螢光。
如圖5A所示的實施例，本發明有機發光二極體元件900包含基板100、第一導電層200、電洞注入層300、電洞輸送層400、發光層500、電子輸送層600、電子注入層700、第二導電層800。第一導電層200設置在基板100上。電洞注入層300設置在第一導電層200上。電洞輸送層400設置在電洞注入層300上。發光層500設置在電洞輸送層400上，包含一種腈化合物，具有以下式（1）的結構：
Figure 02_image025
式（1）； 電子輸送層600設置於發光層500上。電子注入層700設置在電子輸送層600上。第二導電層800設置於電子注入層700上。其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
Figure 02_image027
咔唑基（carbazole group）；
Figure 02_image028
9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
在一實施例中，基板100可以是玻璃基板或塑膠基板等。其中，基板100可具有透光性，進一步為透明。第一導電層200為陽極，較佳的是具有4.5eV以上的工作函數。第一導電層200之材料可以是銦錫氧化物(ITO)、氧化錫、金、銀、白金或銅等。
在一實施例中，電洞注入層300為4,4'-環己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]（4,4′-Cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]，TAPC），厚度為50 nm。然而在其他實施例中，電洞注入層可為聚（3,4-亞乙二氧基噻吩）聚苯乙烯磺酸鹽（poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate，PEDOT:PSS），且厚度不限為50 nm。
在一實施例中，電洞輸送層400為1,3-雙（N-咔唑基）苯（(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene，mCP），厚度為10 nm。然而在其他實施例中，電洞輸送層可為N，N'-雙（3-甲基苯基）（N,N′-Bis(3-methylphenyl)，TPD）、 N，N'-二苯基聯苯胺（N,N′-diphenylbenzidine）、或α萘二胺（α-naphylhenyldiamine，NPB），且厚度不限為10 nm。
在一實施例中，電子輸送層600為（二苯基雙（4-（吡啶-3-基）苯基）矽烷（Diphenylbis(4-(pyridin-3-yl)phenyl)silane，DPPS），厚度為55 nm。然而在其他實施例中，電子輸送層600可為、AlQ 3、雙（10-羥基苯並[h]喹啉）鈹（Bebq 2(Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium)、3-（聯苯-4-基）-5-（4-叔丁基苯基）-4-苯基-4H-1,2,4-三唑（3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole，TAZ）或2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉（2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline，BCP），且厚度不限為55 nm。
在一實施例中，電子注入層700為LiF，厚度為0.8 nm。然而在其他實施例中，電子注入700層可為常見的氧化鋰 (LiO 2)、氧化鋰硼 (LiBO 2)、矽氧化鉀 (K 2SIO 3) 和碳酸銫 (CsCO 3) 等，且厚度不限為0.8 nm。
在一實施例中，第二導電層800為鋁，厚度為100 nm。然而在其他實施例中，第二導電層800可為銦、鎂銦合金、鎂鋁合金、鋁鋰合金或鎂銀合金，且厚度不限為100 nm。其中第二導電層800較佳為陰極。
更具體而言，在一實施例中，有機發光二極體元件的製作方法是採熱蒸鍍法。其架構為：第一導電層ITO/ 電洞注入層TAPC (50 nm)/ 電洞輸送層mCP (10 nm)/ 發光層(主體材料：發光體) (30 nm)/ 電子輸送層DPPS (55 nm)/ 電子注入層LiF (0.8 nm)/ 第二導電層Al (100 nm)。其中，發光層是以35Cbz4BzCN作為發光體材料或母體材料參混不同比例雙[2-（4,6-二氟苯基）吡啶C2，N]（picolinato）銥（III）（Bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-C2,N](picolinato)iridium(III)，FIrpic）如下表5。圖5B為元件架構及能階圖。表5為參混不同比例FIrpic之元件條件，以此條件對以下表6及表7與圖6至圖12為35Cbz4BzCN不同參混比例下各性質的表現，由此探討作為發光材料的用途，以konica minolta 型號cs1000進行性質量測。
表5
35Cbz4BzCN:Firpic (x%) ETL TAPC EBL mCP EML 35Cbz4BzCN/Firpic ETL DPPS
0% 50nm 10nm 30nm 55nm
10% 50nm 10nm 30nm 55nm
15% 50nm 10nm 30nm 55nm
20% 50nm 10nm 30nm 55nm
表6
35Cbz4BzCN:Firpic (x%) 驅動電壓 (V) @20mA 最大亮度（cd/m 2）
0% 7.81 469.9
10% 7.53 4723
15% 7.73 4355
20% 7.74 5615
表7
35Cbz4BzCN:Firpic (x%) 元件最高效率 (cd/A) 元件最大功率 (lm/W) EQE (%)
0% 5.42@3.5V 4.886@3.5V 2.18
10% 37.54@4V 32.11@3.5V 15.30
15% 44.34@4V 39.07@3.5V 18.10
20% 43.67@4V 35.36@3.5V 17.83
從表6與表7觀察初步元件架構0%混參，以自身作為主發光材料亮度有469 cd/m 2,效率5.42 cd/A。當自身作為發光體材料或母體材料參混不同比例FIrpic時，15%元件最高效率44.34 cd/A 最大功率39.07 lm/W EQE 18.10% ，接近商業上發光元件標準，未來進行條件優化有商業化可能。20%參混的性質雖略低15%參混，但亮度有值5615 cd/m 2，此條件也具有優化潛力。
從不同伏特下可觀測到，做為主發光材料從低伏至高伏時顯現顏色會偏藍，另外做為母體材料時顏色會較為偏綠。
如圖9A～12C的實施例，其中J為電流密度再不同電流密度下施加不同偏壓值至電子電洞等載子平衡，觀察載子結合後回至基態放光的時間。單純以35Cbz4BzCN為發光層，經由量測其延遲螢光放光長達600 μs左右明顯有延遲現象。從10%和15%FirPic參混元件量測結果，明顯連帶影響使元件螢光放光延遲，直至20%混參達到平衡。
雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。
100:基板 200:第一導電層 300:電洞注入層 400:電洞輸送層 500:發光層 600:電子輸送層 700:電子注入層 800:第二導電層 900:有機發光二極體元件
圖1A及1B為顯示35Cbz4BzCN化合物及o-DiCbzBz化合物的光物理性質測試結果圖。
圖2A及2B為顯示35Cbz4BzCN化合物及o-DiCbzBz化合物的電化學性質測試結果圖。
圖3A及3B為顯示35Cbz4BzCN化合物及o-DiCbzBz化合物的物理性質測試結果圖。
圖4為顯示35Cbz4BzCN化合物的薄膜態能階測試結果圖。
圖5A為本發明有機發光二極體元件的實施例示意圖。
圖5B為本發明有機發光二極體元件的為元件架構及能階示意圖。
圖6A及6B為本發明有機發光二極體元件的電壓對電流密度測試結果圖。
圖6C為本發明有機發光二極體元件的電壓對亮度測試結果圖。
圖6D為本發明有機發光二極體元件的CIE色譜圖測試結果圖。
圖7A為本發明有機發光二極體元件的電流密度對電流效率測試結果圖。
圖7B為本發明有機發光二極體元件的電流密度對能量效率測試結果圖。
圖7C為本發明有機發光二極體元件的電流密度對EQE測試結果圖。
圖8A為本發明有機發光二極體元件在電壓為4V時偵測下放光譜圖。
圖8B為本發明有機發光二極體元件在電壓為12V時偵測下放光譜圖。
圖9A至9C為本發明有機發光二極體元件單純以35Cbz4BzCN為發光層的元件進行暫態螢光（transient electroluminescence，TrEL）測試結果圖。
圖10A至10C為本發明有機發光二極體元件中FirPic化合物以10％的比例參混在35Cbz4BzCN中作為為發光層的元件進行暫態螢光（transient electroluminescence，TrEL）測試結果圖。
圖11A至11C為本發明有機發光二極體元件中FirPic化合物以15％的比例參混在35Cbz4BzCN中作為為發光層的元件進行暫態螢光（transient electroluminescence，TrEL）測試結果圖。
圖12A至12C為本發明有機發光二極體元件中FirPic化合物以20％的比例參混在35Cbz4BzCN中作為為發光層的元件進行暫態螢光（transient electroluminescence，TrEL）測試結果圖。
（無）
Figure 01_image001
100:基板
200:第一導電層
300:電洞注入層
400:電洞輸送層
500:發光層
600:電子輸送層
700:電子注入層
800:第二導電層
900:有機發光二極體元件

Claims (10)

  1. 一種腈化合物，具有以下式（1）的結構：
    Figure 03_image029
    式（1）； 其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
    Figure 03_image026
    咔唑基（carbazole group）；
    Figure 03_image006
    9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
  2. 一種如請求項1所述腈化合物作為發光材料的用途。
  3. 一種腈化合物的製造方法，藉由以下反應式製成3,5-二氟-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）芐腈（3,5-difluoro-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile，35F4BzCN），
    Figure 03_image032
    。
  4. Figure 03_image034
    一種腈化合物的製造方法，藉由以下反應式製成3,5-二（9H-咔唑-9-基）-4-（1-苯基-1H-苯並[d]咪唑-2-基）苯甲腈（3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-4-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzonitrile， 35Cbz4BzCN），           。
  5. 一種有機發光二極體元件，包含： 一基板； 一第一導電層，設置在該基板上； 一電洞注入層，設置在該第一導電層上； 一電洞輸送層，設置在該電洞注入層上； 一發光層，設置在該電洞輸送層上，包含一種腈化合物，具有以下式（1）的結構：
    Figure 03_image029
    式（1）； 一電子輸送層，設置於該發光層上； 一電子注入層，設置於該電子輸送層上； 一第二導電層，設置於該電子注入層上； 其中，R 1及R 2選自由下列基團構成的群組：
    Figure 03_image011
    咔唑基（carbazole group）；
    Figure 03_image006
    9‘H-9,3’： 6'，9’‘ – 三咔唑基（9'H-9,3':6',9''-tercarbazole group）。
  6. 如請求項5所述的有機發光二極體元件，其中該電洞注入層為4,4'-環亞己基雙[N，N-雙（4-甲基苯基）苯胺]（4,4′-Cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]，TAPC），厚度為50 nm。
  7. 如請求項5所述的有機發光二極體元件，其中該發光層之厚度為30nm。
  8. 如請求項5所述的有機發光二極體元件，其中該電子輸送層為二苯基雙（4-（吡啶-3-基）苯基）矽烷（Diphenylbis(4-(pyridin-3-yl)phenyl)silane，DPPS），厚度為55 nm。
  9. 如請求項5所述的有機發光二極體元件，其中該電子注入層為LiF，厚度為0.8 nm。
  10. 如請求項5所述的有機發光二極體元件，其中該第二導電層為鋁，厚度為100 nm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201736346A (zh) * 2015-12-28 2017-10-16 九州有機光材股份有限公司 化合物、發光材料及有機發光元件
WO2018041933A1 (de) * 2016-09-01 2018-03-08 Cynora Gmbh Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in organischen optoelektronischen vorrichtungen
WO2018237389A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Kyulux Inc. MATERIAL COMPOSITION FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201736346A (zh) * 2015-12-28 2017-10-16 九州有機光材股份有限公司 化合物、發光材料及有機發光元件
WO2018041933A1 (de) * 2016-09-01 2018-03-08 Cynora Gmbh Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in organischen optoelektronischen vorrichtungen
WO2018237389A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Kyulux Inc. MATERIAL COMPOSITION FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODE

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