本發(fā)明關(guān)于一種有機(jī)電致發(fā)光材料及有機(jī)電致發(fā)光裝置,特別關(guān)于一種含堿土金屬族金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物的電致發(fā)光材料及有機(jī)電致發(fā)光裝置。
背景技術(shù):
隨著電子科技的進(jìn)步,重量輕、效率高的平面顯示設(shè)備也隨之蓬勃發(fā)展。有機(jī)電致發(fā)光裝置以其自發(fā)光、無視角限制、省電、工藝容易、成本低、高應(yīng)答速度以及全彩化等優(yōu)點(diǎn),使其可望成為下一代平面顯示設(shè)備的主流。
一般來說,有機(jī)電致發(fā)光裝置包括陽極、有機(jī)發(fā)光層以及陰極。當(dāng)施以直流電流于有機(jī)電致發(fā)光裝置時(shí),空穴與電子分別由陽極與陰極注入有機(jī)發(fā)光層,由于外加電場(chǎng)所造成的電位差,使得載流子在有機(jī)發(fā)光層中移動(dòng)、相遇而產(chǎn)生再結(jié)合,而由電子與空穴結(jié)合所產(chǎn)生的激子(exciton)能夠激發(fā)有機(jī)發(fā)光層中的發(fā)光分子,然后激發(fā)態(tài)的發(fā)光分子以光的形式釋放出能量。而目前則以白色發(fā)光二極管(whitelightemittingdiodes,wleds)的發(fā)展最有市場(chǎng)潛力。
而白色發(fā)光二極管的發(fā)光原理初步可分為兩種。第一種是如同美國專利公布號(hào)us6,686,691專利說明書中所揭露的,利用紅色、藍(lán)色、綠色等光學(xué)三原色發(fā)光材料混合摻雜而成。另一種則如同美國專利公布號(hào)us7,229,571專利說明書中所揭露的,利用藍(lán)光發(fā)光材料混入黃色磷光粉所制成。
然而,不論是上述三成分混合或是藍(lán)黃光混合的方式,在工藝中均需仔細(xì)控制各色材料的摻混比例,以調(diào)制出具有白光帶寬光譜的發(fā)光裝置。因此,不論采取何種發(fā)光原理,其工藝均有相當(dāng)?shù)睦щy度。此外,正是由于其發(fā)出的光線由三成分混合或是藍(lán)黃光混合的方式,其發(fā)出的光線也往往不近似于自然日光,人眼舒適度不佳。并且,此種發(fā)光材料往往需添加鑭系金屬,價(jià)格高昂,原料易受市場(chǎng)控制。
正因如此,本發(fā)明的發(fā)明人細(xì)心研究,提出一種含堿土金屬族金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物的有機(jī)電致發(fā)光材料及有機(jī)電致發(fā)光裝置,可滿足使用單一材料的需求,適合應(yīng)用于高效能的有機(jī)發(fā)光裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于上述課題,本發(fā)明的目的為提供一種可滿足使用單一材料的需求,具有良好的熱穩(wěn)定性,且其所發(fā)出的光線對(duì)于人眼來說十分舒適并與自然日光十分類似,因而相當(dāng)適合應(yīng)用于高效能的有機(jī)發(fā)光裝置的含堿土金屬族金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物的電致發(fā)光材料及有機(jī)電致發(fā)光裝置。
為達(dá)上述目的,依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電致發(fā)光材料,具有下列通式(1)的結(jié)構(gòu):
{[m(l)(h2o)x]·(h2o)y}n通式(1)
其中x為1至4,y為1至8,n為正整數(shù),m選自鈹(be)、鍶(sr)、以及鐳(ra)所組成的群組:l選自通式(2)、通式(3)以及通式(4)所組成的群組其中之一:
r1、r2、r3以及r4為獨(dú)立的羧基(carboxylicgroup)。y1、y2、y3以及y4為獨(dú)立的羰基(carbonylgroup)。a1以及a2為氧原子(o)或氮原子(n)。r5、r6、r7以及r6為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。x1以及x2為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),以及取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
在一實(shí)施方式中,有機(jī)電致發(fā)光材料為金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物所形成的聚合物。
在一實(shí)施方式中,烴基為直鏈或支鏈烷基、環(huán)烷基、直鏈或支鏈烯基、環(huán)烯基,直鏈或支鏈炔基,或芳香烴基。
在一實(shí)施方式中,l選自化學(xué)式(1)至化學(xué)式(6)所組成的群組其中之一:
x’為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or),且x”為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
在一實(shí)施方式中,有機(jī)電致發(fā)光材料為{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n。
為達(dá)上述目的,依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電致發(fā)光裝置,包括第一電極、第二電極,以及有機(jī)發(fā)光單元。有機(jī)發(fā)光單元配置在第一電極與第二電極之間。有機(jī)發(fā)光單元包含如通式(1)所示的的有機(jī)電致發(fā)光材料:
{[m(l)(h2o)x]·(h2o)y}n通式(1)
其中x為1至4,y為1至8,n為正整數(shù),m選自鈹(be)、鍶(sr)、以及鐳(ra)所組成的群組;l選自通式(2)、通式(3)以及通式(4)所組成的群組其中之一:
其中r1、r2、r3以及r4為獨(dú)立的羧基(carboxylicgroup)。y1、y2、y3以及y4為獨(dú)立的羰基(carbonylgroup)。a1以及a2為氧原子(o)或氮原子(n)。r5、r6、r7以及r6為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。x1以及x2為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
在一實(shí)施方式中,第一電極包含碳材料層,碳材料層選自由石墨、石墨烯或納米碳管所組成的群組其中之一。
在一實(shí)施方式中,第一電極還包含透明材料層,透明材料層選自由聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,pet)、以及聚苯乙烯(polystyrene,ps)所組成的群組其中之一。
在一實(shí)施方式中,有機(jī)發(fā)光單元進(jìn)一步包含有電子傳輸層。
在一實(shí)施方式中,有機(jī)電致發(fā)光材料為{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n。
承上所述,本發(fā)明中以通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料,由金屬離子與有機(jī)配體共同組成具有三維結(jié)構(gòu)。通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料及包含有此材料的電致發(fā)光裝置,在400nm至750nm下具有連續(xù)帶寬發(fā)光光譜,與人眼感受光譜及標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜十分近似,其所發(fā)出的光線對(duì)于人眼來說十分舒適,且與自然日光十分類似,故而相當(dāng)適合應(yīng)用于高效能的有機(jī)發(fā)光裝置。同時(shí),有機(jī)電致發(fā)光材料不使用鑭系金屬等稀土金屬,因此,由此種發(fā)光材料所制成的電致發(fā)光裝置也有相當(dāng)?shù)某杀靖?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光裝置示意圖。
圖4為實(shí)施例1的化合物1光致發(fā)光光譜與人眼感受光譜的比較。
圖5為實(shí)施例1的化合物1的光致發(fā)光光譜與標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜的比較。
圖6為實(shí)施例2中有機(jī)電致發(fā)光裝置施加電流時(shí)其電致發(fā)光光譜。
圖7為以25毫安的電流施加于實(shí)施例2中有機(jī)電致發(fā)光裝置其電致發(fā)光光譜以及其波峰解析消除光譜。
圖8為實(shí)施例2中有機(jī)電致發(fā)光裝置的ciexy色度圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照相關(guān)附圖,說明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的一種含堿土金屬族金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物的有機(jī)電致發(fā)光材料及有機(jī)電致發(fā)光裝置,其中相同的組件將以相同的參照符號(hào)加以說明。
有機(jī)電致發(fā)光材料
依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的一種有機(jī)電致發(fā)光材料,由堿土族二價(jià)金屬鹽類與有機(jī)配體進(jìn)行自組裝(self-assembly)反應(yīng)后所形成金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物(metal-organicframeworks,mofs)。本發(fā)明第一實(shí)施方式的一種有機(jī)電致發(fā)光材料具有下列通式(1)的結(jié)構(gòu):
{[m(l)(h2o)x]·(h2o)y}n通式(1)
上述通式(1)中,x為1至4,而y為1至8,n為正整數(shù)。m則為堿土族金屬,例如是鈹(be)、鍶(sr)、或是鐳(ra)其中之一。
l則為下列通式(2)、通式(3)或是通式(4)其中之一:
上述通式(2)、通式(3)以及通式(4)中,r1、r2、r3以及r4為獨(dú)立的羧基(carboxylicgroup)。y1、y2、y3以及y4為獨(dú)立的羰基(carbonylgroup)。a1以及a2為氧原子(o)或氮原子(n)。r5、r6、r7以及r6為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。x1以及x2為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(pyridine,py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(benzene,bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
上述的烴基為直鏈或支鏈烷基、環(huán)烷基、直鏈或支鏈烯基、環(huán)烯基,直鏈或支鏈炔基,或芳香烴基。而直鏈烷基則可為碳數(shù)1~12的取代或不取代的直鏈烷基;支鏈烷基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈烷基。環(huán)烷基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的環(huán)烷基。直鏈烯基則可為碳數(shù)2~12的取代或不取代的直鏈烯基;支鏈烯基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈烯基。環(huán)烯基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的環(huán)烯基。直鏈炔基則可為碳數(shù)2~12的取代或不取代的直鏈炔基;支鏈炔基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈炔基。芳香烴基則可為碳數(shù)6~12的取代或不取代的芳香烴基。烷氧基則可為為碳數(shù)1~12的取代或不取代的烷氧基。烷硫基可為碳數(shù)1~12的取代或不取代的烷硫基。
通式(1)中的l即代表有機(jī)配體。在優(yōu)選的情況下,l可以是化學(xué)式(1)至化學(xué)式(6)所示的化合物其中之一:
在上述化學(xué)式(1)至化學(xué)式(6)中,x’為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。
x”為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(pyridine,py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
因此,l可以是1,3-二氧-1h,3h-萘并[1,8-c,d]吡喃-6,7-二羧酸(即前述化學(xué)式(2),又稱1,4,5,8-萘四羧酸-1,8-單酸酐,ntca)、萘-1,4,5,8-四羧酸(即前述化學(xué)式(1),ntc)、異苯并吡喃并[6,5,4-def]異苯并吡喃-1,3,6,8-四酮(即前述化學(xué)式(3)中x’為氫原子時(shí)),或是n,n’-h-苯并[lmn][3,8]菲咯啉-1,3,6,8(2h,7h)-四酮(即前述化學(xué)式(6)中x”為氫原子時(shí))及其衍生物(例如n,n’-羥基苯并[lmn][3,8]菲咯啉-1,3,6,8(2h,7h)-四酮,即前述化學(xué)式(6)中x”為羥基時(shí))。
由上述說明可知,本實(shí)施方式中的有機(jī)電致發(fā)光材料由堿土族金屬原子與有機(jī)配體結(jié)合而形成金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物,進(jìn)而聚合成金屬-有機(jī)配位聚合物。而有機(jī)配體則以萘環(huán)為核心,并包含有至少一個(gè)酸酐取代基或羧基。請(qǐng)參考圖1,為本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知,本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料,其由金屬離子11與有機(jī)配體12共同組成具有三維結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)配位聚合物,且此種金屬-有機(jī)配位聚合物可為多孔(porous)材質(zhì)。而有機(jī)配體12與金屬離子11配位的接點(diǎn)則由有機(jī)配體12上的酸酐取代基和/或羧基中的氧來提供。而在自組裝的反應(yīng)過程中,加入堿土族二價(jià)金屬后,會(huì)使有機(jī)配體12上的酸酐取代基開環(huán)而形成羧基,或者使有機(jī)配體12上同側(cè)的羧基閉環(huán)而形成酸酐取代基。在優(yōu)選的情況下,本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料為{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n。
請(qǐng)參考圖2,為本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示,金屬離子11(sr2+)為八配位,而同時(shí)與4個(gè)有機(jī)配體12上的酸酐取代基及羧基中的6個(gè)氧以及2個(gè)水分子(h2o)配位鍵結(jié)。而本發(fā)明第一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光材料的合成方式以及其發(fā)光特性,則如后合成例及實(shí)施例1所述。
有機(jī)電致發(fā)光裝置
請(qǐng)參考圖3,為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光裝置示意圖。有機(jī)電致發(fā)光裝置2包括第一電極21、第二電極23,以及有機(jī)發(fā)光單元22。有機(jī)發(fā)光單元22配置在第一電極21與第二電極23之間。有機(jī)發(fā)光單元22包含如通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料:
{[m(l)(h2o)x]·(h2o)y}n通式(1)
上述通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料如第一優(yōu)選實(shí)施方式所述,由金屬離子與有機(jī)配體共同組成具有三維結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)配位聚合物,且此種金屬-有機(jī)配位聚合物可為多孔(porous)材質(zhì)。
上述通式(1)中,x為1至4,而y為1至8,n為正整數(shù)。m則為堿土族金屬,例如是鈹(be)、鍶(sr)、或是鐳(ra)其中之一。
l則為下列通式(2)、通式(3)或是通式(4)其中之一:
上述通式(2)、通式(3)以及通式(4)中,r1、r2、r3以及r4為獨(dú)立的羧基(carboxylicgroup)。y1、y2、y3以及y4為獨(dú)立的羰基(carbonylgroup)。a1以及a2為氧原子(o)或氮原子(n)。r5、r6、r7以及r6為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。x1以及x2為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。
上述的烴基為直鏈或支鏈烷基、環(huán)烷基、直鏈或支鏈烯基、環(huán)烯基,直鏈或支鏈炔基,或芳香烴基。而直鏈烷基則可為碳數(shù)1~12的取代或不取代的直鏈烷基;支鏈烷基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈烷基。環(huán)烷基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的環(huán)烷基。直鏈烯基則可為碳數(shù)2~12的取代或不取代的直鏈烯基;支鏈烯基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈烯基。環(huán)烯基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的環(huán)烯基。直鏈炔基則可為碳數(shù)2~12的取代或不取代的直鏈炔基;支鏈炔基則可為碳數(shù)3~12的取代或不取代的支鏈炔基。芳香烴基則可為碳數(shù)6~12的取代或不取代的芳香烴基。烷氧基則可為為碳數(shù)1~12的取代或不取代的烷氧基。烷硫基可為碳數(shù)1~12的取代或不取代的烷硫基。
通式(1)中的l即代表有機(jī)配體。在優(yōu)選的情況下,l可以是化學(xué)式(1)至化學(xué)式(6)所示的化合物其中之一:
在上述化學(xué)式(1)至化學(xué)式(6)中,x’為獨(dú)立的氫原子(h)、氟原子(f)、氯原子(cl)、溴原子(br)、氰基(cn)、烷硫基(sr)、羥基(oh)、或烷氧基(or)。
x”為獨(dú)立的氫原子(h)、羥基(oh)、取代的或不取代的氨基(nh2)、取代的或不取代的烴基(r)、取代的或不取代的羧基(rooh)、取代的或不取代的酯基(roor)、取代的或不取代的醇基(roh)、取代的或不取代的吡啶基(py)、取代的或不取代的醚基(ror)、取代的或不取代的苯基(bz),或是取代的或不取代的硝酸酯基(ono2,nitrooxygroup)。上述各取代基的種類與第一優(yōu)選實(shí)施方式相同,在此不再贅述。
因此,l可以是1,3-二氧-1h,3h-萘并[1,8-c,d]吡喃-6,7-二羧酸(即前述化學(xué)式(2),又稱1,4,5,8-萘四羧酸-1,8-單酸酐,ntca)、萘-1,4,5,8-四羧酸(即前述化學(xué)式(1),ntc)、異苯并吡喃并[6,5,4-def]異苯并吡喃-1,3,6,8-四酮(即前述化學(xué)式(3)中x’為氫原子時(shí)),或是n,n’-h-苯并[lmn][3,8]菲咯啉-1,3,6,8(2h,7h)-四酮(即前述化學(xué)式(6)中x”為氫原子時(shí))及其衍生物(例如n,n’-羥基-苯并[lmn][3,8]菲咯啉-1,3,6,8(2h,7h)-四酮,即前述化學(xué)式(6)中x”為羥基時(shí))。在優(yōu)選的情況下,有機(jī)發(fā)光單元22中的有機(jī)電致發(fā)光材料為{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n。
第一電極21和/或第二電極23可以是透明電極材料、金屬或其他適合的導(dǎo)電材料。具體而言,本實(shí)施方式的第一電極21以及第二電極23至少其中之一需包含有透明材料形成的區(qū)域。如此一來,有機(jī)發(fā)光單元22所發(fā)出的光線可經(jīng)由所述電極的透明區(qū)域放射出來,而使有機(jī)電致發(fā)光裝置2發(fā)光。前述透明電極材料也可以是銦錫氧化物(ito)。
第一電極21優(yōu)選是包含有第一金屬電極層211、碳材料層212以及透明材料層213。而透明材料層213、碳材料層212以及第一金屬電極層211則優(yōu)選是依序設(shè)置在有機(jī)發(fā)光單元22之上。第一金屬電極層211可以是任意種類的導(dǎo)電金屬,優(yōu)選是銀。碳材料層212可以是石墨、石墨烯或納米碳管,或前述材料的任意組合。而透明材料層213可以是聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,pet)、或是聚苯乙烯(polystyrene,ps)。而由于有機(jī)發(fā)光層22的有機(jī)電致發(fā)光材料為多孔材質(zhì),碳材料層212的設(shè)置可以使載流子能更快速地注入有機(jī)發(fā)光層221,并且保護(hù)多孔材質(zhì)的有機(jī)發(fā)光層221避免與其他沉積電極發(fā)生短路。碳材料層212優(yōu)選是單層石墨烯(singlelayergraphene,slg)。而透明材料層213則可保護(hù)設(shè)置在其與有機(jī)發(fā)光單元22之間的碳材料層212,使碳材料層212不易受到外界溫度或濕度改變的影響,使有機(jī)電致發(fā)光裝置2更穩(wěn)定,壽命更長(zhǎng)。
第二電極23可以是任意種類的導(dǎo)電金屬,優(yōu)選是銀,其厚度可為50納米(nm)至200納米,優(yōu)選是100納米。
此外,有機(jī)發(fā)光單元22優(yōu)選是包含有有機(jī)發(fā)光層221以及電子傳輸層222。有機(jī)發(fā)光層221的材質(zhì)即為前述的有機(jī)發(fā)光材料,其厚度可為0.2微米(μm)至1.5微米。電子傳輸層222優(yōu)選是氧化鋅(zincoxide,zno),其厚度可為50納米(nm)至200納米,優(yōu)選是140納米。電子傳輸層222有助于電子的傳輸,使有機(jī)發(fā)光材料的量子效應(yīng)更佳。此外,有機(jī)發(fā)光單元22除了前述的有機(jī)發(fā)光層221以及氧化金屬層222之外,還可以包括空穴傳輸層、電子阻擋層、及電子注入層;而空穴傳輸層、電子阻擋層、有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層222及電子注入層則可為由上至下依序配置。
空穴傳輸層的材料可以是1,1-雙[4-[n,n’-二(對(duì)甲苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷(tapc)、n,n-雙-(1-萘基)-n,n-二苯基-1,1-聯(lián)苯基-4,4-二胺(npb)或n-n′-二苯基-n-n′-雙(3-甲苯基)-[1-1′-聯(lián)苯基]-4-4′-二胺(tpd)等材料。在本實(shí)施方式中,空穴傳輸層可增進(jìn)空穴由第一電極注入有機(jī)發(fā)光層的速率,并同時(shí)降低有機(jī)電致發(fā)光裝置2的驅(qū)動(dòng)電壓。
電子阻擋層的材料可以是n,n’-二咔唑基-3,5-苯(mcp)或其他具有低電子親和力的材料,并可進(jìn)一步提升空穴由空穴傳輸層輸送至有機(jī)發(fā)光層221的速率。另外,電子傳輸層222除氧化鋅之外,其材料也可以是三-(8-羥基-喹啉)鋁(alq3)、雙(10-羥基苯并-[h]喹啉(quinolinato))鈹(bebq2)等金屬錯(cuò)合物或-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-
另外,本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置2的結(jié)構(gòu)并不僅限于前述所揭露的方面,此僅為舉例說明之用。
以下參照合成例來詳細(xì)說明上述通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料的合成流程。
合成例:聚合物{[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n的合成
將1,4,5,8-萘四羧酸水合物(h4ntc,30.4mg,0.10mmol)、硝酸鍶(sr(no3)2,42.4mg,0.20mmol)以及3ml的乙醇(etoh)與1ml的水(h2o)混合置于反應(yīng)容器(特氟隆襯里的不銹鋼帕爾酸消化高壓鋼瓶(teflon-linedstainlesssteelparraciddigestionbomb))中。之后加熱至攝氏120度,以進(jìn)行自組裝反應(yīng)。持續(xù)加熱3天后,緩慢冷卻至室溫,冷卻速率約6℃/小時(shí)。利用抽氣過濾法收集固體,再利用水洗滌,靜置于空氣中干燥,獲得無色塊狀晶體的化合物1({[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n,13.5mg,產(chǎn)率32%)。元素分析的結(jié)果顯示:(%)計(jì)算值c28h20o20sr2:c,39.64;h,2.33;實(shí)際值:c,39.49;h,2.37。
經(jīng)過熱重量分析(thermogravimetricanalysis)后,化合物1在335℃下仍能維持穩(wěn)定。
實(shí)施例1:化合物1({[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n)的光學(xué)特性
以功率為27w至29w,波長(zhǎng)為266nm的脈沖激光進(jìn)行激發(fā),化合物1在可見光范圍(400nm至750nm)下顯示有連續(xù)帶寬白光發(fā)光光譜,且于550nm處的發(fā)光強(qiáng)度最高,而量子產(chǎn)率(quantumyield)約為10%。
此外,請(qǐng)參考圖4及圖5,其分別為化合物1的光致發(fā)光光譜與人眼感受光譜(spectralsensitivityofthehumaneye)及標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜(standardsolarspectrum)的比較。如圖中所示,化合物1于可見光范圍(400nm至750nm)下的連續(xù)帶寬發(fā)光光譜,與人眼感受光譜相同,在約555nm波長(zhǎng)下強(qiáng)度最高。并且,其波形也與標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜十分近似。因此,化合物1所發(fā)出的光線,對(duì)于人眼來說十分舒適,且與自然日光十分類似,故而相當(dāng)適合作為于高效能的有機(jī)發(fā)光材料。
實(shí)施例2:包含化合物1的有機(jī)電致發(fā)光裝置2的測(cè)試
包含化合物1的有機(jī)電致發(fā)光裝置2其組成如圖3所示。其先將銀(ag)鍍上硅基板20(包含一層多晶硅201(p-si)以及二氧化硅202)的表面,厚度約100納米,作為第二電極23。之后將氧化鋅鍍上銀電極的表面,厚度約100納米。接著,將化合物1作為有機(jī)發(fā)光層221的材料,以滴涂(dropcoated)的方式涂覆在氧化鋅上,厚度約0.2至1.5微米。最后,將單層石墨烯及聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)依序設(shè)置在有機(jī)發(fā)光層221上,分別作為碳材料層212及透明材料層213,而第一電極21的第一金屬電極層211也為銀電極。碳材料層212及透明材料層213均為可透光(opticaltransparent)。而在第一電極21與第二電極23之間、有機(jī)發(fā)光層221與氧化鋅層(即電子傳輸層222)的側(cè)邊,進(jìn)一步設(shè)置有二氧化硅層24。
經(jīng)測(cè)試顯示,以化合物1作為有機(jī)發(fā)光層221材料的有機(jī)電致發(fā)光裝置2,在施加8伏特電壓時(shí),仍相當(dāng)穩(wěn)定。
請(qǐng)參考圖6,為本實(shí)施例中所制成的有機(jī)電致發(fā)光裝置2分別施加20毫安與25毫安的電流時(shí),其電致發(fā)光光譜。與化合物1的光致發(fā)光特性類似,以化合物1作為有機(jī)發(fā)光層221材料的有機(jī)電致發(fā)光裝置2的電致發(fā)光光譜其最大強(qiáng)度的波長(zhǎng)(λel(max))出現(xiàn)在約530nm至540nm,與可見光中人眼最敏感的波長(zhǎng)555nm相近。請(qǐng)進(jìn)一步參考圖7,為以25毫安的電流施加在本實(shí)施例中有機(jī)電致發(fā)光裝置2其電致發(fā)光光譜以及其波峰解析消除光譜(deconvolutedspectra)。由圖中可知,有機(jī)電致發(fā)光裝置2的電致發(fā)光光譜,主要由4種能量移轉(zhuǎn)(transition)所造成的激發(fā)光所組成。波長(zhǎng)為410nm的光應(yīng)為有機(jī)配體間(interligand,l-l)的能量移轉(zhuǎn)所造成;波長(zhǎng)為506nm及644nm的光應(yīng)為金屬離子間(intermetallic,m-m)的能量移轉(zhuǎn)所造成;而波長(zhǎng)為560nm的光應(yīng)為有機(jī)配體與金屬離子間(metaltoligandchargetransfer,mlct)的能量移轉(zhuǎn)所造成。
而化合物1作為有機(jī)發(fā)光層221材料的有機(jī)電致發(fā)光裝置2的cie(commissioninternationalede
此外,經(jīng)由本實(shí)施例首度證實(shí),化合物1({[sr(ntca)(h2o)2]·h2o}n)的金屬-有機(jī)配位架構(gòu)物,具有相當(dāng)良好的導(dǎo)電性,可作為相當(dāng)優(yōu)良的電致發(fā)光材料。
綜上所述,本發(fā)明以通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料,由金屬離子與有機(jī)配體共同組成具有三維結(jié)構(gòu)。通式(1)所示的有機(jī)電致發(fā)光材料及包含有此材料的電致發(fā)光裝置,在400nm至750nm下具有連續(xù)帶寬發(fā)光光譜,與人眼感受光譜及標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜十分近似,其所發(fā)出的光線對(duì)于人眼來說十分舒適,且與自然日光十分類似,故而相當(dāng)適合應(yīng)用于高效能的有機(jī)發(fā)光裝置。同時(shí),有機(jī)電致發(fā)光材料不使用鑭系金屬等稀土金屬,因此,由此種發(fā)光材料所制成的電致發(fā)光裝置亦有相當(dāng)?shù)某杀靖?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
以上所述僅為舉例性的,而非為限制性的。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇,而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更,均應(yīng)包含于后附的權(quán)利要求中。