專利名稱：有機(jī)金屬絡(luò)合物及包括它的有機(jī)發(fā)光二極管和顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種有機(jī)金屬絡(luò)合物，特別是關(guān)于一種用于有機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)金屬絡(luò)合物。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光組件(organic electroluminescent devices or polymerelectroluminescent devices)自1987年起，柯達(dá)開發(fā)第一個(gè)高效率有機(jī)電致發(fā)光組件后，便引起業(yè)界的注意，由于有機(jī)電致發(fā)光組件具有高亮度、輕薄、自發(fā)光、低消耗功率、不需要背光源、無視角限制、制造工藝簡(jiǎn)單及高反應(yīng)速率等優(yōu)良特性，已被視為平面顯示器的明日之星。
電致發(fā)光的原理為有機(jī)半導(dǎo)體薄膜組件，在外加電場(chǎng)作用下，電子與電穴分別由陰極與陽極注入，并在組件中進(jìn)行傳遞，當(dāng)電子、電穴在發(fā)光層相遇后，電子及電穴再結(jié)合(recombination)形成激子(exciton)，激子在電場(chǎng)作用下將能量傳遞給發(fā)光分子，發(fā)光分子便將能量以光的形式釋放出來。一般簡(jiǎn)單的組件結(jié)構(gòu)為在陽極(ITO，indium tin oxide)上蒸鍍電穴傳輸層(holetransport layer)，接著蒸鍍發(fā)光層(light emitting layer)，再蒸鍍電穴阻擋層(holeblocking layer)及電子傳輸層(electron transport layer)，最后在電子傳輸層上蒸鍍電極作為陰極。也有一些多層結(jié)構(gòu)組件，是將適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)材料蒸鍍?cè)陉枠O與電穴傳輸材料之間，當(dāng)作電穴注入層(hole injection layer)或是在陰極與電子傳輸材料之間，當(dāng)作電子注入層(electron injection layer)，以提高載流子注入效率，進(jìn)而達(dá)到降低驅(qū)動(dòng)電壓及增加載流子再結(jié)合機(jī)率。
由于合成技術(shù)不斷創(chuàng)新，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)開發(fā)出各種有機(jī)合成化合物作為有機(jī)電致發(fā)光組件的發(fā)光材料，發(fā)光材料可以分為熒光及磷光形式，而磷光的發(fā)光效率約是熒光的三倍，磷光一般以過渡金屬絡(luò)合物的形式存在，因?yàn)橹卦有?yīng)，產(chǎn)生系統(tǒng)跨越，而形成三重激發(fā)態(tài)，造成磷光機(jī)率增加，同時(shí)也減弱熒光強(qiáng)度，因此，發(fā)展具有高效率的磷光材料是提高整體組件發(fā)光效率的重要關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種有機(jī)金屬絡(luò)合物，其具有下列化學(xué)式(I) 其中M是包括銥、鋨、鉑、鈀、錸或釕的過渡金屬； 是至少含有一個(gè)氮原子的有取代基或無取代基的雜環(huán)；以及 是包括聯(lián)吡啶(bipyridyl)的任何雙齒基團(tuán)。
本發(fā)明另提供一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括陰極與陽極，以及設(shè)置于該陰極與陽極之間的發(fā)光層，其包含上述有機(jī)金屬絡(luò)合物。
本發(fā)明再提供一種顯示器，包括上述有機(jī)發(fā)光二極管，以及耦接到有機(jī)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，以驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管。


圖1是本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是本發(fā)明顯示器結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3-1及3-2是本發(fā)明組件電性注入效果的比較。
圖4-1及4-2是本發(fā)明組件發(fā)光效率的比較。
圖5-1及5-2是本發(fā)明組件CIEx及CIEy的比較。
附圖標(biāo)記說明10-有機(jī)發(fā)光二極管；12-陽極；14-電穴注入層；16-電穴傳輸層；18-發(fā)光層；20-電子傳輸層；22-電子注入層；24-陰極；100-顯示器；120-有機(jī)發(fā)光二極管；140-驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種有機(jī)金屬絡(luò)合物，具有化學(xué)式(I)
在化學(xué)式(I)中，M為原子序數(shù)大于40的過渡金屬，例如Ir、Os、Pt、Pd、Re或Ru等。 可以為有取代或無取代且至少包含一個(gè)氮原子的雜環(huán)，例如吡唑(pyrazole)、吡咯(pyrrole)、咪唑(imidazole)、或三唑(triazole)等雜環(huán)，其中環(huán)上取代基可以包括芳香基、酯基、烷基、鹵烷基或鹵素。 可以為聯(lián)吡啶(bipyridyl)的任何雙齒基團(tuán)，例如或 式中R為烷基。
以下列舉出本發(fā)明有機(jī)金屬絡(luò)合物的特定實(shí)例，包括
或 本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物可以是一種磷光摻雜物。
化學(xué)式(I)可以由下述方式合成，首先，依照一般有機(jī)合成技術(shù)先合成出含離去基的鉑金屬絡(luò)合物的前體，例如二氯二(二甲基亞砜)鉑(Pt(DMSO)2Cl2)，其中二甲基亞砜為離去基。接著，混合該鉑金屬絡(luò)合物前體、聯(lián)吡啶(bipyridyl)化合物及溶劑，加熱回流反應(yīng)大概進(jìn)行2～4小時(shí)，其中該聯(lián)吡啶(bipyridyl)化合物例如為或 上述結(jié)構(gòu)式中的R為烷基，溶劑例如為乙腈(acetonitrile)。之后，抽濾收集固體，并用少量例如正己烷的溶劑清洗，溶劑抽干后，得到含聯(lián)吡啶(bipyridyl)結(jié)構(gòu)的鉑金屬絡(luò)合物前體。接著，混合聯(lián)吡啶(bipyridyl)鉑金屬絡(luò)合物前體、配位化合物鹽類及例如乙腈(acetonitrile)的溶劑置于反應(yīng)瓶中，加熱回流反應(yīng)大概進(jìn)行5～8小時(shí)，其中配位化合物鹽類例如為有取代或無取代且至少包含一個(gè)氮原子的雜環(huán)鹽類，例如吡唑(pyrazole)、吡咯(pyrrole)、咪唑(imidazole)、或三唑(triazole)等雜環(huán)的鹽類，其中環(huán)上取代基可以包括芳香基、酯基、烷基、鹵烷基或鹵素。之后，抽濾收集固體，并用少量例如正己烷的溶劑清洗，溶劑抽干后，再利用例如二氯甲烷的溶劑再結(jié)晶，即可以獲得由兩個(gè)配位化合物與一個(gè)聯(lián)吡啶(bipyridyl)結(jié)構(gòu)所形成的鉑金屬絡(luò)合物。
本發(fā)明以鉑金屬離子作為絡(luò)合物的金屬中心，即因?yàn)殂K金屬離子擁有獨(dú)特引人注意的特性，例如鉑金屬離子與配位化合物之間擁有較強(qiáng)鍵結(jié)，可以長(zhǎng)時(shí)間維持激發(fā)狀態(tài)以及有較高的發(fā)光效率等。而且不同的聯(lián)吡啶(bipyridyl)鉑金屬絡(luò)合物前體與不同的唑鹽配位基的合成，并未出現(xiàn)在其它專利文獻(xiàn)中，因此，本發(fā)明提供了一種新穎的有機(jī)磷光發(fā)光材料。
本發(fā)明提供的鉑金屬絡(luò)合物具有空氣穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、高產(chǎn)率及反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，而且改變配位基上不同拉、推電子基的位置，可以使鉑金屬絡(luò)合物產(chǎn)生不同發(fā)光范圍。
本發(fā)明另提供一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括，陰極與陽極，以及設(shè)置于陰極與陽極之間的發(fā)光層，其中發(fā)光層包括如上述化學(xué)式(1)所述的有機(jī)金屬絡(luò)合物。
上述陰極與陽極中至少一個(gè)必須為透明電極，另一個(gè)可以為金屬及其合金或透明金屬氧化物，這就表示兩電極的材質(zhì)可以相同或不同，其中金屬可以為鋁、鈣、銀、鎳、鉻、鈦、或鎂，合金可以為鎂銀合金，透明金屬氧化物可以為氧化銦錫(ITO)、偶氮(AZO)、氧化鋅(ZnO)、氮化銦(InN)或氧化錫
(SnO2)。
本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管除上述結(jié)構(gòu)外，還包括設(shè)置于陰極與發(fā)光層之間的電子傳輸層或電子注入層，以及設(shè)置于陽極與發(fā)光層之間的電穴傳輸層或電穴注入層，其中電子傳輸層的材料例如為t-Bu-PBD、Alq3、BeBq、TAZ、Almq3、BAlq或TPBI，電子注入層的材料例如為氟化鋰或氧化鋰，電穴傳輸層的材料例如為HTM2、TPD、NPB、PPD、TBPB、spiro-TAD、spiro-NPB、TPTE2、TPTE1、NTPA或DNPD，以及電穴注入層的材料例如為BPhen、BCP、BAlq、CF-X、TAZ或CF-Y。上述各種化合物的縮寫，代表下列結(jié)構(gòu)式 CBP CzTT TPBI TAZ BAlqMCP UGH1 UGH2UGH3
HTM2 TPDNPB PPD spiro-TADspiro-NPB
t-Bu-PBDAlq3BeBq TAZ Almq3 TPBI接著，參考圖1，說明本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管的制作，首先，提供陽極12，之后，依序蒸鍍電穴注入層14、電穴傳輸層16、發(fā)光層18、電子傳輸層20、電子注入層22與陰極24，進(jìn)行封裝后，即完成有機(jī)發(fā)光二極管10的制作。
本發(fā)明再提供一種顯示器，包括上述有機(jī)發(fā)光二極管，以及耦接到有機(jī)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，以驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管，而驅(qū)動(dòng)電路可以包括薄膜晶體管。
參考圖2，說明本發(fā)明顯示器100的詳細(xì)構(gòu)成，顯示器結(jié)構(gòu)100上至少包括有機(jī)發(fā)光二極管120與驅(qū)動(dòng)電路140，其中驅(qū)動(dòng)電路140耦接到有機(jī)發(fā)光二極管120，以驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管120。
以下通過幾個(gè)實(shí)施例更進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例實(shí)施例1化合物1的合成
化合物1合成步驟 (1)首先，取3克的四氯鉑二鉀鹽(K2PtCl4，7.23毫摩爾)和30毫升的水置入50毫升的圓底燒瓶中均勻攪拌約10分鐘(溫度控制在常溫下)，停止攪拌后，將1.7克的二甲基亞砜(Me2SO，21.7毫摩爾)逐滴滴入圓底燒瓶中反應(yīng)，反應(yīng)過程會(huì)析出白色針狀固體。之后，利用抽濾收集固體并用正己烷多次洗滌。即可以獲得2.40克二氯二(二甲基亞砜)鉑的白色針狀固體(5.78毫摩爾)，產(chǎn)率為80％。
(2)取1.0克的二氯二(二甲基亞砜)鉑(2.37毫摩爾)和0.37g的2，2′-聯(lián)吡啶(2，2′-bipyridinyl，2.37毫摩爾)溶于乙腈(acetonitrile)溶劑中，回流反應(yīng)3小時(shí)，待反應(yīng)完畢后，利用抽濾收集固體并用正己烷溶劑多次洗滌，之后，利用真空把溶劑抽干，即可以獲得0.85克二氯-2，2′-聯(lián)吡啶鉑的鮮黃色固體(2.01毫摩爾)，產(chǎn)率為85％。二氯-2，2′-聯(lián)吡啶鉑即為含聯(lián)吡啶結(jié)構(gòu)的鉑金屬絡(luò)合物前體。
(3)首先，取0.15克的三氟甲基吡唑化合物(3-Trifluoromethyl-pyrazole，1.1毫摩爾)和0.15克的氫氧化鉀(KOH，2.54毫摩爾)溶于四氫呋喃(THF)溶劑中，在室溫下均勻攪拌2小時(shí)，以形成三氟甲基吡唑鹽，作為金屬絡(luò)合物的配位基，之后，把三氟甲基吡唑鹽以轉(zhuǎn)移方式加入裝有0.22克二氯-2，2′-聯(lián)吡啶鉑(Pt(2，2′-bipyridyl)Cl2，0.52毫摩爾)與30毫升乙腈溶劑的100毫升圓底燒瓶中進(jìn)行反應(yīng)，回流6小時(shí)，待反應(yīng)完畢后，靜止冷卻，利用抽濾收集固體并用溶劑多次洗滌，真空抽干溶劑后，即可以獲得鮮黃色固體，再用二氯甲烷(dichloromethane)再結(jié)晶，可以獲得0.21克淡黃色結(jié)晶 (化合物1，0.34毫摩爾)，產(chǎn)率為65％。
實(shí)施例2有機(jī)電致發(fā)光裝置的制作參考圖1，說明本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管(組件A)的制作，首先，提供氧化銦錫(Indium-tin-oxide，ITO)陽極12并用紫外線臭氧處理，接著，在ITO陽極12上蒸鍍材料作為電穴注入層14，之后，在電穴注入層14上蒸鍍NPB(4，4′-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl)作為電穴傳輸層16，接著，在電穴傳輸層16上共同蒸鍍 (上述化合物1)與CBP作為發(fā)光層(light emitting layer)18，其中CBP為主發(fā)光體，化合物1為客發(fā)光體而其摻雜濃度為7％，之后，在發(fā)光層18上蒸鍍Balq作為電子傳輸層20，之后，在電子傳輸層20上蒸鍍氟化鋰(LiF)作為電子注入層22，最后，在電子注入層22上鍍上鋁(Al)金屬作為陰極24，進(jìn)行封裝后，即完成有機(jī)發(fā)光二極管10的制作。此外，本發(fā)明改變化合物1在發(fā)光層18中的摻雜濃度而制作成組件B(16％)、C(22％)與D(26％)。
接下來，參考圖3-1與3-2，說明本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管(組件A～D)的電性差異。由圖中可以看出，客發(fā)光體(化合物1)的摻雜濃度越高，其電性注入效果越好，所以組件D的電性注入效果最好。另外，參考圖4-1及4-2，說明組件A～D的效率，由圖4-1中可以看出，摻雜濃度為16％的組件B的發(fā)光效率最好，最高可以達(dá)到3.2cd/A，其次為組件C，而發(fā)光效率較低的為組件A，同樣趨勢(shì)也反映在圖4-2的能量效率(1m/W)上。最后，參考圖5-1與5-2，說明本發(fā)明有機(jī)發(fā)光二極管(組件A～D)的CIE光譜圖，由圖中可以看出，本發(fā)明制作的組件CIEx(圖5-1)和CIEy(圖5-2)隨著操作電壓增加而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
雖然已經(jīng)用優(yōu)選實(shí)施例詳述了本發(fā)明，然而其并非用于限定本發(fā)明。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)可以作出各種修改與變更。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視為所附的權(quán)力要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)金屬絡(luò)合物，具有下列化學(xué)式(I) 其中，M為原子序數(shù)大于40的過渡金屬，包括銥(Ir)、鋨(Os)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、錸(Re)或釕(Ru)； 是至少含有一個(gè)氮原子的有取代基或無取代基的雜環(huán)；以及 是包括聯(lián)吡啶的任何雙齒基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中，所述 包括吡唑、吡咯、咪唑或三唑的衍生基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述雜環(huán)上的取代基包括芳香基、酯基、烷基、鹵烷基或鹵素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中，所述 包括 或 式中R為烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物為磷光摻雜物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
7.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
8.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
9.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
10.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
11.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
12.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
13.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物，其中所述絡(luò)合物包括
14.一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括陰極與陽極；以及設(shè)置于該陰極與陽極之間的發(fā)光層，該發(fā)光層包含根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)金屬絡(luò)合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光二極管，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述陰極與該發(fā)光層之間的電子傳輸層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光二極管，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述陰極與該發(fā)光層之間的電子注入層。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光二極管，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述陽極與該發(fā)光層之間的電穴傳輸層。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光二極管，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述陽極與該發(fā)光層之間的電穴注入層。
19.一種顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光二極管和耦接到有機(jī)發(fā)光二極管上以驅(qū)動(dòng)該有機(jī)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的顯示器，其中所述驅(qū)動(dòng)電路包括薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種有機(jī)金屬絡(luò)合物，其具有下列化學(xué)式(I)，其中M是包括銥、鋨、鉑、鈀、錸或釕的過渡金屬；圖(a)是至少含有一個(gè)氮原子的有取代基或無取代基的雜環(huán)；以及圖(b)是包括聯(lián)吡啶的任何雙齒基團(tuán)。
文檔編號(hào)C07F15/00GK1687090SQ200510064069
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者吳珮琪 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司