电子传输化合物及使用该化合物的有机电致发光元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包含连接于荧蒽分子骨架上的苯并噻吩基团的化合物及一种使 用该化合物的有机电致发光元件，且特别涉及一种包含取代或未取代二苯并噻吩直接连接 取代或未取代苯并荧蒽的化合物及使用该化合物的有机电致发光元件。
【背景技术】
[0002] 为迎合有机电致发光元件的应用，新型有机发光材料的开发已逐渐引起关注。此 等元件具备商业化生产的诱因在于高密度像素显示器具有制造成本优势，而该显示器又具 有长使用寿命、高亮度、低驱动电压、广色域等优势。
[0003] 典型的有机电致发光元件，其中阳极与阴极间包含至少一层有机发光层。当导通 电流，阳极注入空穴，阴极注入电子进入有机层中。注入的空穴及电子分别朝相反极性的电 极方向迁移。当一个电子及一个空穴局限化于同一分子时，处于激发态且局限化于同一分 子的电子-空穴对形成激子（exciton)。激子通过发光机制而发射光。为了改良该种元件 的电荷传输能力及发光效率，于发光层外则增加设置如：电子传输层及/或空穴传输层、电 子阻挡层及/或空穴阻挡层。各种文献已公开，在发光层的主体材料中掺杂其它材料（即 客体材料）可增进该种元件的性能并调整色谱。第769292、5844363及5707745号美国专 利公开的数种有机电致发光材料及元件结构于此全部为本发明所引用。
[0004] 以多层薄膜结构来制造有机电致发光元件的理由包含电极层与有机层的介面间 的稳定性。此外，在有机材料中，电子及空穴的迁移率有显著的差异，据此，如果选用适当的 空穴传输层及电子传输层，空穴及电子可有效率地传输至发光层。若在发光层中空穴及电 子的密度平衡，亦可提高该种元件的发光效率。正确地结合上述有机层可增进发光效率及 使用寿命。然而，非常难以发现能满足上述实际显示器应用上各种要求的有机材料。
[0005] 三（8-羟基喹啉）错（Tris(8-hydroxyquinoline)aluminum,Alq3)是一种广为使 用的电子传输材料，然而，其具有强绿光及高驱动电压的性质。因此，关键在于发现一种电 子传输材料，其在各实施面向均可优于公知材料，如：高效率、低驱动电压及操作稳定性。
[0006] 具有咪唑基团（imidazolegroups)，噁唑基团（oxazolegroups)和噻唑基团 (thiazolegroups)的有机小分子经常被报导可作为电子注入层及传输层的材料，如化学 材料期刊 2004 年，第 16 号，第 4556 页所载（Chem.Mater. 2004,No. 16,p. 4556)。
[0007] 第5645948及5766779号美国专利公开一种应用于发蓝光的电子传输代表性材料 1，3, 5-三（1-苯基-1H-苯并咪唑 _2_ 基）苯（1，3, 5-tris(l-phenyl-lH-benzimidazol-2-yl)benzene，简称TPBI)。于苯环的1，3, 5取代位置上，TPBI具有三个N-苯基苯并咪唑 基团（N-phenylbenzimidazolegroups),其可作为电子传输及发光功能的材料。但是，TPBI 的操作稳定性较低。
[0008] 第6878469号美国专利揭示一种化合物，其中，2-苯基苯并咪唑基团（2-phenyl benzimidazolylgroup)连接于蒽（anthracene)分子结构中C-2及C-6位置。第 20080125593号美国专利及第20100007143号韩国专利公开电子传输材料，其分子骨架结 构中包含咪唑并批陡（imidazopyridyl)基团或苯并咪唑（benzimidazolyl)基团，该等材 料展现出低驱动电压及高效率。但是，该等材料的操作稳定性亦低。
[0009] 突蒽衍生物（fluoranthenederivatives)为本技术领域所常用的发光化合物， 第2002069044号日本专利、第2005320286号日本专利、第20070243411号美国专利、 W02008059713、W02011052186、第7879465号美国专利及第8076009号美国专利公开使用稠 环荧蒽于电子注入及电子传输层。然而，该等元件不具备电致发光所需的所有性质，即高发 光、操作稳定及低驱动电压。
[0010] 二苯并噻吩（dibenzothiophenes,DBT)，被分类为硫族吩（chalcogenophenes), 其价格低且商业上可得，已被报导是石油气中含量最丰富的化合物之一。二苯并噻吩具有 高解离能及宽能带隙，在可见光区未表现出强吸收。二苯并噻吩的共面性（co-planarity) 有利于分子间相互作用。第20110085784号韩国专利公开应用于发光元件的苯并联噻吩 (benzodithiophenes)。第20120187381号美国专利公开使用连接蒽的氮杂二苯并基团 (azadibenzomoieties)作为电子传输材料，该等材料仍需进一步改善稳定性及驱动电压。
[0011] 为了解决上述种种问题，仍有需要开发应用于有机电致发光元件的化合物。
【发明内容】
[0012] 本发明目的之一在于提供一种化合物及有机电致发光元件，该化合物应用于有机 电致发光元件的电子传输层或发光层，以使该元件具有高发光效率、长使用寿命及低驱动 电压。
[0013] 为达上述目的，本发明提供一种连接于荧蒽分子骨架上的苯并噻吩，其具有下式I 结构：
[0014]
[0015] 其中，X及Y独立地表示具有5至10个碳原子的芳香经（aromatichydrocarbon) 或杂芳香煙（heteroaromatichydrocarbon);以及
[0016] 六巧至六巧各自独立地表示具有4至12个碳原子的未取代或经取代芳香烃 (unsubstitutedorsubstitutedaromatichydrocarbon)或具有 4 至 12 个碳原子的未 取代或经取代的缩合多环芳香煙（unsubstitutedorsubstitutedcondensedpolycyclic aromatichydrocarbon)，或至Ar7视需要与相邻的芳香经形成环化或稠合芳香环系统 (annulatedorfusedaromaticringsystem) 〇
[0017] 于一具体实施例中，该化合物具有选自式II至XIII所组成组的结构：
[0018]
[0020] 其中，X及Y独立地表示具有5至10个碳原子的芳香烃或杂芳香烃，以及&至R7 系独立地选自氧、氣、烷基、烷氧基、氨1基、甲??圭烷基、氛基、芳基及杂芳基所组成的组。
[0021] 于一具体实施例中，X及Υ选自苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、4-吡啶基、 1-萘基及2-萘基所组成的组。
[0022] 本发明还提供一种化合物的制造方法，包括在具有阳极的基底上形成至少一层有 机层，其中，该有机层包含由式I表示的化合物；以及在该至少一层有机层上形成阴极。
[0023] 于一具体实施例中，该由式I表示的化合物是以真空沉积法或旋转涂布法制成的 非晶性薄膜。
[0024] 本发明还提供一种有机电致发光元件，是利用选自式II至XIII所组成组的结构 所示化合物。
[0025] 于一具体实施例中，该化合物用于以单一材料或组合η型掺杂材料来作为电子传 输层或电子注入层。
[0026] 于一具体实施例中，该化合物用作发光层、空穴阻挡层或电子阻挡层其中一层的 材料。
[0027] 于一具体实施例中，上述化合物用作发光层中的材料，且与荧光或磷光发光体并 用。
[0028] 于一具体实施例中，上述有机电致发光兀件是突光有机电致发光兀件或磷光有机 电致发光兀件。
[0029] 本发明的有机电致发光元件具有高发光效率、低驱动电压、较长使用寿命及较佳 热稳定性。此外，通过采用本发明的有机化合物，进而可制造出高效能的白光有机电致发光 元件。
【附图说明】
[0030] 通过下文的详细说明及附图，本发明优选实施例的目的、精神和优点将更明显易 懂。
[0031] 图1为本发明有机电致发光元件的一具体实施例的剖面示意图；
[0032] 图2为本发明有机电致发光元件的一具体实施例的剖面示意图；
[0033] 图3为本发明有机电致发光元件的一具体实施例的剖面示意图；
[0034] 图4为化合物A1的核磁共振氢谱图CH-NMRspectrum);
[0035] 图5为化合物A2的核磁共振氢谱图；
[0036] 图6为化合物A5的核磁共振氢谱图；
[0037] 图7为本发明的有机电致发光元件的电致发光光谱图以及
[0038] 图8为本发明的有机电致发光元件的亮度及电压对照图。
[0039] 其中，附图标记说明如下：
[0040] 100、200、300有机电致发光元件
[0041] 110、210、310 基底
[0042] 120、220、320 阳极
[0043] 130、230、330 空穴注入层
[0044] 140、240、340 空穴传输层
[0045] 150、250、350 发光层
[0046] 160、260、360 电子传输层
[0047] 170、270、370 电子注入层
[0048] 180、280、380 阴极
[0049] 245、355激子阻挡层
【具体实施方式】
[0050] 以下通过具体实施例详细说明本发明。本领域技术人员应可知本发明说明书公开 基础上的其它优点和功效。
[0051] 依据本发明，应用于有机电致发光元件的化合物如式I所示。优选地，式I化合物 是式II至XIII所示的化合物。
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