TWI704211B - 有機電激發光裝置及其材料 - Google Patents
有機電激發光裝置及其材料 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI704211B TWI704211B TW108105610A TW108105610A TWI704211B TW I704211 B TWI704211 B TW I704211B TW 108105610 A TW108105610 A TW 108105610A TW 108105610 A TW108105610 A TW 108105610A TW I704211 B TWI704211 B TW I704211B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- transport layer
- item
- patent application
- scope
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 72
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene-acid Natural products C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 8
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical class [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract 4
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 claims description 32
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 92
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 33
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 33
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 101150075118 sub1 gene Proteins 0.000 description 16
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 10
- ABRHSRPOYMSBOI-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine Chemical compound C12=CC=CC=C2OC2=C1N=CN=C2Cl ABRHSRPOYMSBOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 7
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 7
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 9-[4-(4-carbazol-9-ylphenyl)phenyl]carbazole Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 238000006069 Suzuki reaction reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 5
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 5
- BPSPEKFBNILBLN-UHFFFAOYSA-N 3-(3-bromophenyl)phenanthro[9,10-b]pyrazine Chemical compound BrC1=CC=CC(C=2N=C3C4=CC=CC=C4C4=CC=CC=C4C3=NC=2)=C1 BPSPEKFBNILBLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SOWXLEXOZWHOGE-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3,4-tribromophenyl)triphenylene Chemical group BrC1=C(C(=C(C=C1)C1=CC=2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C=2C=C1)Br)Br SOWXLEXOZWHOGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FEYJCWNQZBKYKT-UHFFFAOYSA-N 3-chlorophenanthro[9,10-b]pyrazine Chemical compound C1=CC=C2C3=NC(Cl)=CN=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 FEYJCWNQZBKYKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- AFSSVCNPDKKSRR-UHFFFAOYSA-N (3-bromophenyl)boronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=CC(Br)=C1 AFSSVCNPDKKSRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- IVDFJHOHABJVEH-UHFFFAOYSA-N pinacol Chemical compound CC(C)(O)C(C)(C)O IVDFJHOHABJVEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFQUMMGPGWTPOT-UHFFFAOYSA-N 1-(3-bromophenyl)-2-phenylbenzimidazole Chemical compound BrC1=CC=CC(N2C3=CC=CC=C3N=C2C=2C=CC=CC=2)=C1 XFQUMMGPGWTPOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPQDSYXEIPINCS-UHFFFAOYSA-N 1-(4-bromophenyl)-2-ethylbenzimidazole Chemical compound CCC1=NC2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(Br)C=C1 KPQDSYXEIPINCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDFHRBGWDLALOB-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-3-(3-phenylphenyl)benzene Chemical compound BrC1=CC=CC(C=2C=C(C=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 YDFHRBGWDLALOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGPVPXXVBLDHPA-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-phenylbenzo[h]quinazoline Chemical compound C1(=NC(C2=CC=CC=C2)=C2C=CC3=CC=CC=C3C2=N1)Cl HGPVPXXVBLDHPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFKMVPQJJGJCMI-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-phenylquinazoline Chemical compound C=12C=CC=CC2=NC(Cl)=NC=1C1=CC=CC=C1 SFKMVPQJJGJCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001085205 Prenanthella exigua Species 0.000 description 1
- CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N acetylacetonate Chemical compound CC(=O)[CH-]C(C)=O CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K bis[(2-methylquinolin-8-yl)oxy]-(4-phenylphenoxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC([O-])=CC=C1C1=CC=CC=C1 UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphine Chemical compound C=1C=CC=CC=1PC1=CC=CC=C1 GPAYUJZHTULNBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MILUBEOXRNEUHS-UHFFFAOYSA-N iridium(3+) Chemical compound [Ir+3] MILUBEOXRNEUHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N quinazoline Chemical compound N1=CN=CC2=CC=CC=C21 JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N triethyl borate Chemical compound CCOB(OCC)OCC AJSTXXYNEIHPMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本發明係關於一種有機電激發光裝置及其材料,特別是指一種可用於有機電激發光裝置之電子傳輸層及/或電洞阻擋層的新穎材料。
有機發光二極體(organic light-emitting diodes,OLEDs)係應用有機電激發光(organic electroluminescence,OEL)原理製造的發光元件。其發光原理是指在一定電場下,使電子電洞分別經過電洞傳輸層(Hole Transport Layer, HTL)與電子傳輸層(Electron Transport Layer, ETL)後,進入一具有發光特性的有機物質(有機發光層)。當電子與電洞在此發光層內發生再結合時,會先形成一「激發光子(exciton)」,接著再將能量釋放出來而回到基態(ground state),而這些釋放出來的能量會有部份以不同顏色的光的形式釋放出來,使OLED發光。
目前在OLED元件常用之電子傳輸層材料為三(8-羥基喹啉)鋁(Alq
3)
。但Alq
3的三重態能階過低(T
1≒2.0 eV),發光層內的三重態能量容易轉移至電子傳輸層上,導致淬息(quenching)現象產生,使得磷光元件效率偏低。
為降低淬息(quenching)現象,部分磷光系統OLED元件會添加BAlq作為阻擋層使用,利用其三重態能階較高(T
1≒2.3eV)之性質降低淬息現象,但仍會有少部分三重態能量轉移至電子傳輸層。此外,這樣的作法,元件製作時需增加一層結構,提高複雜性與成本。
因此,開發具有較高三重態能階的電子傳輸層材料是相關廠商努力的目標。
本發明提供一種有機電激發光裝置之材料,其化合物結構與產品特性均與先前技術不同,為新穎之發明。
一實施例中,式(I)之材料為下列化學式中任一者所示之化合物:
| ET1 | ET2 | ET3 |
| ET4 | ET5 | ET6 |
| ET7 | ET8 | ET9 |
| ET10 | ET11 | ET12 |
| ET13 | ET14 | ET15 |
| ET16 | ET17 | ET18 |
| ET19 | ET20 | ET21 |
| 及 | 。 | |
| ET22 | ET23 | ET24 |
一實施例中,上述材料係作為有機電激發光裝置之電子傳輸層。
一實施例中,上述材料係為有機電激發光裝置之電洞阻擋層。
一實施例中,上述材料係為有機電激發光裝置之磷光混合主體材料。
根據本發明另一實施例,提供一種有機電激發光裝置,其係包含依以下順序排列之層狀結構:透明基板、陽極層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及陰極層。此有機電激發光裝置之特徵在於其電子傳輸層中包含上述之材料。
一實施例中,有機電激發光裝置之陽極層和電洞傳輸層之間係進一步包含一電洞注入層。
一實施例中,有機電激發光裝置之電子傳輸層和陰極層之間係進一步包含一電子注入層。
一實施例中,有機電激發光裝置之電子傳輸層和發光層之間係進一步包含一電洞阻擋層。
一實施例中,該電洞阻擋層包含上述之材料。
一實施例中,有機電激發光裝置之陽極層和陰極層係分別與一外部電源接觸形成電通路。
詳細來說,本發明之新穎結構材料較傳統電子傳輸層材料易於製備與純化,且具有較高的三重態(triplet)能階,可減少淬息現象發生。使用此材料作為電子傳輸層的有機電激發光裝置,相較於使用習知電子傳輸層材料的有機電激發光裝置具有更高的磷光發光效率。
本文中「經取代」的苯或萘,係指苯或萘上的可鍵結位置由1個以上的甲基所取代。舉例來說,由於-L-已包括左右兩個鍵結位置,故可為1至4個甲基所取代的苯。而-R由於只包括一個鍵結位置,故可為1至5個甲基所取代的苯,或1至7個甲基所取代的萘。
Ar之結構中,以波浪線﹏標示的取代基,表示Ar與L的連結位置。而插入環中心以及橫跨多個環的取代基,表示此取代基可位於該些環上的任意可鍵結位置。舉例來說,
表示L可鍵結在
4個位置其中之一;
表示R可位於
5個位置其中之一;
表示R可位於
3個位置其中之一。
上述方案使用單步或兩步的Suzuki偶聯反應進行合成,反應時間短且製備容易,且副產物生成少,純化難度較低。
1L三頸瓶置入30.7g 4-氯苯並[4,5]呋喃並[3,2-D]嘧啶、31.6g 3-溴苯硼酸、8.7g 四(三苯基膦)鈀,與41.5g 碳酸鉀,置於氮氣系統下,加入450ml 四氫呋喃/150ml 去離子水,攪拌溶解後加熱迴流反應3小時。冷卻後萃取分離有機層,並使用300ml 乙酸乙酯萃取水層2次,合併有機層並進行濃縮。以四氫呋喃/甲醇進行混合溶劑再結晶,過濾得白色固體,烘乾得中間體Sub 1成品34g,產率71%。
實施例 2 :中間體 Sub 2-1 之合成中間體Sub 2-X可通過以下反應路徑來合成 (起始物B)
(Sub2-X)
1L 三頸瓶置入38.3g 2-(三溴苯基)三亞苯,置於氮氣系統下,加入400ml 四氫呋喃,攪拌溶解後降溫至-85℃,滴入48ml (2.5M)正丁基鋰,攪拌30分鐘,將19.0g 硼酸三乙酯滴入,使其緩慢升溫攪拌16小時。加入鹽酸(1N)水溶液300ml 室溫攪拌1小時,使用乙酸乙酯進行萃取,收集有機層並濃縮,加入500ml正己烷逼出固體,過濾收得白色固體,烘乾得Sub 2-1 31g,產率90%。
實施例 3 :中間體 Sub 2-5 之合成 Sub 2-5
依循實施例2中間體Sub 2-1中之合成程序,將2-(三溴苯基)三亞苯改換為34.9g 2-苯基-1-(3-溴苯基)苯並咪唑,過濾收得白色固體,烘乾得Sub 2-5 27g,產率88%。
實施例 4 :中間體 Sub 2-10 之合成 Sub 2-10
依循實施例2中間體Sub 2-1中之合成程序,將2-(三溴苯基)三亞苯改換為30.1g 1-(4-溴苯基)-2-乙基-1H-苯並[D]咪唑,過濾收得白色固體,烘乾得Sub 2-10 22g,產率83%。
根據以上說明,可用實施例2中,與合成Sub 2-1中相同的合成方式,更改起始物B的種類,來合成以下各種中間體Sub 2-X,整理如下表1:
表1 Sub 2-X的製備
*列出CAS No.之化合物,表示其可以在市面上購得,可節省合成時間
實施例 5 :中間體 Sub 3-1 之合成 : 起始物C 起始物D
| 起始物B | 獲得之中間體(Sub 2-X) | |
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | Sub 2-3 (可購得) | |
| 4 | Sub 2-4 (可購得) | |
| 5 | Sub 2-5 | |
| 6 | Sub 2-6 (可購得) | |
| 7 | Sub 2-7 | |
| 8 | Sub 2-8 | |
| 9 | Sub 2-9 | |
| 10 | Sub 2-10 |
1L 三頸瓶置入26.5g 2-氯二苯並喹喔啉、21.1g 3-溴苯硼酸、5.8g 四(三苯基膦)鈀,與27.7g 碳酸鉀,置於氮氣系統下,加入300ml 四氫呋喃/100ml 去離子水,攪拌溶解後加熱迴流反應3小時,冷卻後過濾取固體,使用300ml 乙酸乙酯沖洗固體,300ml 四氫呋喃沖洗固體,收得淡黃色固體,烘乾得Sub 3-1成品32g,產率81%。
實施例 6 :中間體 Sub 3-3 之合成
依循實施例5之中間體Sub 3-1之合成程序,將2-氯二苯並喹喔啉改換為29.1g 2-氯-4-苯基苯並[h]喹唑啉,可製備Sub 3-3成品34g ,產率83%。
實施例 8 :中間體 Sub4-1 之合成
0.5L 三頸瓶置入19.3g 2-(3-溴苯基)二苯並喹喔啉、15.2g 聯硼酸頻那醇酯、1.8g [1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵]二氯化鈀,與12.2g 醋酸鉀,置於氮氣系統下,加入250ml 四氫呋喃,攪拌溶解後加熱迴流反應9小時,冷卻後加入200ml 去離子水攪拌,進行萃取分離有機層,並使用100ml乙酸乙酯萃取水層1次,合併有機層並進行濃縮。之後以300ml 正己烷沖洗固體,過濾得褐色固體,烘乾得Sub 4-1成品17g ,產率78%。
實施例 9 :中間體 Sub 4-3 之合成
依循實施例8之中間體Sub 4-1的合成程序,將2-(3-溴苯基)二苯並喹喔啉改換為18.1g 2-(3-溴苯基)二苯並喹喔啉,可製備Sub 4-3成品15g,產率74%。
實施例 10 :中間體 Sub 4-5 之合成
依循實施例8之中間體Sub 4-1之合成程序,將2-(3-溴苯基)二苯並喹喔啉改換為20.5g 2-(3-溴苯基) -4-苯基苯並[h]喹唑啉,可製備Sub 4-5成品16g,產率71%。
根據以上說明,可用實施例5及實施例8中,與合成Sub 3-1及Sub 4-1相同的合成方式,更改起始物C及D的種類,來合成以下各種中間體Sub 4-X,整理如下表2:
250ml 三頸瓶置入6.5g Sub 1、7.7g Sub 2-1,與5.5g 碳酸鉀,置於氮氣系統下,加入90ml 甲苯/ 30ml 去離子水/3ml 乙醇,攪拌溶解後再加入1.1g 四(三苯基膦)鈀,加熱迴流反應4小時。冷卻後加入甲醇,固體析出收集固體,進行甲苯再結晶3次,過濾得亮白色固體,烘乾得ET1成品8g,純度99%,產率75%。在10
-3Torr 的壓力下,在300°C的溫度加熱ET1進行昇華,收集通過昇華之固體,得純度99.5%之ET1,重7g,產率88%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.29(s, 1H), δ8.94(d, 2H), 8.77-8.60(m, 6H), δ8.30(d, 1H), δ8.14(s, 1H), δ7.98(d, 1H), δ7.93(d, 1H) , δ7.89-7.59(m, 10H) , δ7.52(t, 1H)
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 1改換為4.1g 起始物A,純化後可製備ET3成品7.5g,產率80%。昇華後收得純度99.5%之ET3,重6.1g,產率81%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.31(s, 1H), δ9.03(s, 1H), 8.97(d, 1H), δ8.83-8.60(m, 6H), δ8.30(d, 1H), δ8.01(t, 2H), δ7.81-7.63(m, 7H) , δ7.52(t, 1H)
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 2-1改換為6.9g Sub 2-4,純化後可製備ET5成品7.1g,產率70%。昇華後收得純度99.5%之ET5,重5.8g,產率81%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.26(s, 1H), δ8.81(s, 1H), 8.59(d, 1H), δ8.29(d, 1H), δ7.91(d, 1H), δ7.79(d, 1H), δ7.77-7.25(m, 16H).
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 2-1改換為5.9g sub 2-10,純化後可製備ET14成品6.8g,產率73%。昇華後收得純度99.5%之ET14,重5.3g,產率78%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.27(s, 1H), δ8.79(s, 1H), 8.54(d, 1H), δ8.22(d, 1H), δ7.91-7.81(m, 2H), δ7.77-7.25(m, 11H) , δ2.91(m, 2H) , δ1.36(t, 3H).
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 2-1改換為9.5g sub 4-1,反應16小時。ET16材料對於溶劑溶解度極差,將反應物過濾固體,使用200ml 四氫呋喃迴流1小時3次,再次過濾後可獲得ET16成品8g,產率72%。昇華後收得純度99.5%之ET16,重6g,產率75%。
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 2-1改換為8.9g sub 4-3,反應16小時,純化後可製備ET19成品7g,產率70%。昇華後收得純度99.5%之ET19,重5.5g,產率78%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.27(s, 1H), δ9.05(s, 1H), 8.95(s, 1H), δ8.72(d, 1H), δ8.58(d, 1H), δ8.28(d, 1H), δ8.18(d, 1H) , δ8.11(d, 1H) , δ7.97-7.81(m, 5H) , δ7.73-7.44(m, 9H).
依循實施例11中ET1之合成程序,將Sub 2-1改換為10.1g sub 4-5,反應16小時,純化後可製備ET22成品8.5g,產率74%。昇華後收得純度99.5%之ET22,重6.6g,產率78%。
1H NMR (400MHz, CDCl
3):δ9.28(s, 1H), δ9.07(s, 1H), 8.93(s, 1H), δ8.82-8.76(m, 2H), δ8.60(d, 1H), δ8.31-8.12(m, 4H), δ8.01-7.91(m, 5H) , δ7.76-7.52(m, 9H).
MS (m/z):[M
+] calcd. C
40H
24N
4O for, 576;found,576
實施例 18 :三重態能階之測量
上述實施例11-17中合成之電子傳輸層材料,經由低溫磷光放射光譜(phosphorescence)計算測得三重態能階(T
1),結果列於下表3:
表3 實施例與比較例材料的三重態能階
| 三重態能階(T 1) | |
| ET1 | 2.70 eV |
| ET3 | 2.76 eV |
| ET5 | 2.72 eV |
| ET14 | 2.75 eV |
| ET16 | 2.50 eV |
| ET19 | 2.57 eV |
| ET22 | 2.52 eV |
| Alq 3(比較例) | 2.0 eV |
由表3可知,本發明之材料三重態能階(T
1)皆高於目前常用之電子傳輸層材料Alq
3,具有更高的三重態能階,適合應用於磷光元件之電子傳輸層及/或電洞阻擋層。
特別說明的是,雖然上述實施例11-17中介紹了不同的電子傳輸層材料及其合成方法,然本發明之材料並不限制於此。根據上述實施例11之合成方法,使用不同起始物,再經由Suzuki偶聯反應可合成出多種不同的成品材料(代號ET1-ET24)。其組合可如下表4所示:
表4 Suzuki偶聯反應之反應物與產物對照表
實施例 19 元件測試資料 1
| # | 反應物1 | 反應物2 | 產物 |
| 1 | Sub1 | Sub2-1 | ET1 |
| 2 | Sub1 | Sub2-2 | ET2 |
| 3 | 39876-88-5 | Sub2-1 | ET3 |
| 4 | Sub1 | Sub2-3 | ET4 |
| 5 | Sub1 | Sub2-4 | ET5 |
| 6 | 39876-88-5 | Sub2-3 | ET6 |
| 7 | Sub1 | Sub2-5 | ET7 |
| 8 | Sub1 | Sub2-6 | ET8 |
| 9 | 39876-88-5 | Sub2-5 | ET9 |
| 10 | Sub1 | Sub2-7 | ET10 |
| 11 | Sub1 | Sub2-8 | ET11 |
| 12 | 39876-88-5 | Sub2-7 | ET12 |
| 13 | Sub1 | Sub2-9 | ET13 |
| 14 | Sub1 | Sub2-10 | ET14 |
| 15 | 39876-88-5 | Sub2-9 | ET15 |
| 16 | Sub1 | Sub4-1 | ET16 |
| 17 | Sub1 | Sub4-2 | ET17 |
| 18 | 39876-88-5 | Sub4-1 | ET18 |
| 19 | Sub1 | Sub4-3 | ET19 |
| 20 | Sub1 | Sub4-4 | ET20 |
| 21 | 39876-88-5 | Sub4-3 | ET21 |
| 22 | Sub1 | Sub4-5 | ET22 |
| 23 | Sub1 | Sub4-6 | ET23 |
| 24 | 39876-88-5 | Sub4-5 | ET24 |
請參考第1圖,其繪示本實施例使用之有機電激發光裝置10的結構。本實施例之有機電激發光裝置10主要是以真空蒸鍍方式製備,包含玻璃基板1、ITO 2(陽極層)、電洞注入層3(hole injection layer, HIL)、電洞傳輸層4(hole transport layer, HTL)、發光層5(主體發光材料與客體發光材料)、電子傳輸層6(electron transport layer, ETL)以及陰極層7。陽極層2和陰極層7係分別與一外部電源接觸形成電通路。本實施例係利用此裝置測試本發明之有機電激發光裝置的特性。
特別說明的是,實際應用時本發明的有機電激發光裝置並不限於上述態樣,而可以依據需求調整結構。舉例來說,可在電子傳輸層6與陰極層7之間設計一電子注入層(electron injection layer, EIL),在電子傳輸層和發光層之間設計一電洞阻擋層,或者可以省略電洞注入層3,本發明並不對有機電激發光裝置的結構限制。
本發明之有機電激發光裝置的特徵在於其電子傳輸層材料為本案式(I)化合物ET-X,另外採用習知電子傳輸材料Alq
3當作比較例。除此之外,實施例與比較例之有機電激發光裝置的其他層體所用材料係完全相同,詳列如下表5: 表5 有機激發光裝置之各層材料
| 結構 | 材料 |
| 基板1 | 玻璃 |
| 陽極層2 | 銦錫氧化物ITO |
| 電洞注入層(HIL)3 | CuPc 70nm |
| 電洞傳輸層(HTL)4 | NPB 10nm |
| 發光層5 | 磷光主體材料:CBP (4,4’-Bis(N-carbazolyl)-1,1’-biphenyl) 磷光客體材料:Ir(mphq) 2(acac) [(Bis(2-(3,5-dimethylphenyl)quinoline-C2,N')(acetylacetonato)iridium(III) ] |
| 電子傳輸層(ETL)6 | ET-X & Alq 325nm |
| 陰極層7 | LiF 1nm, Al 150nm |
使用本發明實施例之各種材料,以及傳統材料Alq
3作為電子傳輸層材料的有機電激發光裝置之測試結果如下表6所示: 表6 實施例與比較例之有機電激發光裝置的特性
*在電流密度50mA/cm
2下的測量值
| 實施例 | ETL | Voltage (V) | ELmax (nm) | Current Efficiency* (cd/A) |
| 1 | ET1 | 6.7 | 617 nm | 10.7 |
| 2 | ET3 | 7.6 | 618 nm | 10.2 |
| 4 | ET5 | 6.8 | 617 nm | 11.2 |
| 5 | ET16 | 7.5 | 617 nm | 10.3 |
| 6 | ET19 | 7.5 | 618 nm | 10.8 |
| 7 | ET22 | 7.6 | 616 nm | 11.0 |
| 比較例 | Alq3 | 8.4 | 616 nm | 8.8 |
上述裝置發光範圍皆為617 nm左右(橘红光波長範圍),為橘紅光OLED。由表3可知,使用本發明之電子傳輸層材料的有機電激發光裝置,較使用傳統電子傳輸層材料Alq
3的有機電激發光裝置具有較高的發光效率,提高達25%之多。此外,上述材料的製備方式簡單,易於合成及純化,具有商業化應用之潛力。
實施例 20 元件測試資料 2
本發明之電子傳輸層材料可與電動傳輸層HTL材料依照比例混合,形成磷光混合主體材料(co-host)取代現有主體材料(CBP)。以下測量使用本發明之磷光混合主體材料的有機電激發光裝置的性質。有機電激發光裝置的材料及結構如下表7所示,未列出的膜層結構與實施例19之元件測試資料1相同。
表7 實施例與比較例之有機電激發光裝置的特性
*在電流密度50mA/cm
2下的測量值
| 實施例 | HOST | ETL | Turn-on Voltage (V) | ELmax (nm) | Current Efficiency* (cd/A) |
| 4 | CBP | ET5 | 6.8 | 617 nm | 11.2 |
| 6 | CBP | ET19 | 7.5 | 617 nm | 10.8 |
| 7 | CBP | ET22 | 7.6 | 616 nm | 11.0 |
| 9 | NPB:ET5 (1:1) | ET5 | 5.9 | 618 nm | 14.2 |
| 10 | NPB:ET19 (1:1) | ET19 | 6.1 | 617 nm | 13.7 |
| 11 | NPB:ET22 (1:1) | ET22 | 6.3 | 617 nm | 13.5 |
由上述元件測試資料可得知,此電子傳輸層材料可提高元件效率,且當與電洞傳輸材料(HTL)以適當比例混摻時,作為磷光混合主體材料(co-Host)使用,能有效提高元件效率(高達31%之多),並減少元件製作的複雜性。
雖然本發明以實施例說明如上,惟此些實施例並非用以限制本發明。本領域之通常知識者在不脫離本發明技藝精神的範疇內,當可對此些實施例進行等效實施或變更,故本發明的保護範圍應以其後所附之申請專利範圍為準。
1:玻璃基板 10:有機電激發光裝置 2:ITO(陽極層) 3:電洞注入層 4:電洞傳輸層 5:發光層 6:電子傳輸層 7:陰極層
第1圖為本發明之有機電激發光裝置的示意圖。
1:玻璃基板 10:有機電激發光裝置 2:ITO(陽極層) 3:電洞注入層 4:電洞傳輸層 5:發光層 6:電子傳輸層 7:陰極層
Claims (11)
- 如申請專利範圍第1或2項所述之材料,其係作為有機電激發光裝置之電子傳輸層。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之材料,其係作為有機電激發光裝置之電洞阻擋層。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之材料,其係作為有機電激發光裝置之磷光混合主體材料。
- 一種有機電激發光裝置,其係包含依以下順序排列之層狀結構:透明基板、陽極層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及陰極層; 該有機電激發光裝置之特徵在於:該電子傳輸層中包含申請專利範圍第1或2項所述之材料。
- 如申請專利範圍第6項所述之裝置,其中該陽極層和該電洞傳輸層之間係進一步包含一電洞注入層。
- 如申請專利範圍第6項所述之裝置,其中該電子傳輸層和該陰極層之間係進一步包含一電子注入層。
- 如申請專利範圍第6項所述之裝置,其中該電子傳輸層和該發光層之間係進一步包含一電洞阻擋層。
- 如申請專利範圍第9項所述之裝置,其中該電洞阻擋層包含申請專利範圍第1或2項所述之材料。
- 如申請專利範圍第6項所述之裝置,其中該陽極層和該陰極層係分別與一外部電源接觸形成電通路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108105610A TWI704211B (zh) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 有機電激發光裝置及其材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108105610A TWI704211B (zh) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 有機電激發光裝置及其材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202031864A TW202031864A (zh) | 2020-09-01 |
| TWI704211B true TWI704211B (zh) | 2020-09-11 |
Family
ID=73643743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108105610A TWI704211B (zh) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 有機電激發光裝置及其材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI704211B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105899517A (zh) * | 2014-01-10 | 2016-08-24 | 三星Sdi株式会社 | 稠环化合物以及含有其的有机发光装置 |
-
2019
- 2019-02-20 TW TW108105610A patent/TWI704211B/zh active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105899517A (zh) * | 2014-01-10 | 2016-08-24 | 三星Sdi株式会社 | 稠环化合物以及含有其的有机发光装置 |
| CN105934436A (zh) * | 2014-01-10 | 2016-09-07 | 三星Sdi株式会社 | 稠环化合物以及含有其的有机发光元件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202031864A (zh) | 2020-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5583349B2 (ja) | 新規なアントラセン誘導体およびこれを用いた有機電子素子 | |
| KR100948700B1 (ko) | 유기 전기 발광 소자용 재료 및 이를 이용한 유기 전기발광 소자 | |
| JP5432147B2 (ja) | 有機金属錯体誘導体およびこれを用いた有機発光素子 | |
| KR101356941B1 (ko) | 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 | |
| TWI290582B (en) | Anthracene compound and organic electroluminescent device including the anthracene compound | |
| KR102140006B1 (ko) | 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 | |
| JP5636368B2 (ja) | 置換されたアントラセン環構造とピリドインドール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| TW201204808A (en) | Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same | |
| KR20100007143A (ko) | 신규한 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기전자소자 | |
| KR101408514B1 (ko) | 신규한 디아민 유도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전자 소자 | |
| TWI845811B (zh) | 有機電致發光元件及有機電致發光元件的製造方法 | |
| KR101937932B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 | |
| TWI651318B (zh) | 含有螺[芴-9,2’-咪唑]基團的雙極主體材料的有機電致發光器件 | |
| JP6058531B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP2009051764A (ja) | 置換されたフェナントレン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| TWI653218B (zh) | 化合物及其有機電子裝置 | |
| TWI704211B (zh) | 有機電激發光裝置及其材料 | |
| TWI702745B (zh) | 有機電激發光裝置及其材料 | |
| KR20140012920A (ko) | 신규한 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기전자소자 | |
| KR20140015226A (ko) | 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 | |
| TWI657081B (zh) | 含有1,2,4-三嗪基團的雙極性主體材料的有機電致發光器件 | |
| CN107698531B (zh) | 化合物及其有机电子装置 | |
| TWI727889B (zh) | 有機電激發光裝置及其材料 | |
| TWI831331B (zh) | 有機電激發光裝置及其材料 | |
| KR101597334B1 (ko) | 축합헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자 |