CN102810647B - 有机发光二极管装置 - Google Patents

Abstract

本发明一个方面提供了一种有机发光二极管装置，包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、插入所述第一电极和所述第二电极之间的发光层、以及插入所述第一电极和所述第二电极之一与所述发光层之间的辅助层，其中所述辅助层包括取代或未取代的含至少一个附加苯基的芘类化合物。

Description

有机发光二极管装置

技术领域

本公开涉及一种有机发光二极管装置。

背景技术

最近，已发现有机发光二极管(OLED)装置作为显示器装置和发光装置的应用。

有机发光二极管装置包括两个电极和插入在两个电极之间的发光层，并在由一个电极注入的电子与由另一个电极注入的空穴在发光层中结合以产生释放能量的激子时发光。

因为有机发光二极管装置无需特定光源即可发光，所以其具有优异的响应速度、视角和对比率以及低能耗。

优选有机发光二极管装置来增加发光效率和寿命。

发明内容

一些实施方式提供了具有优异发光效率和寿命特性的有机发光二极管装置。

根据一个实施方式，提供了一种有机发光二极管装置，包括：第一电极；面向所述第一电极的第二电极；插入所述第一电极和所述第二电极之间的发光层；以及插入所述第一电极和所述第二电极之一与所述发光层之间的辅助层，其中所述辅助层包括取代或未取代的含至少一个附加(appended)苯基的芘类化合物。

在一个实施方式中，所述芘类化合物可包括由以下化学通式1表示的化合物。

[化学通式1]

其中，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C6至C30芳胺基、取代或未取代的C1至C30杂环烷基、取代或未取代的C1至C30杂环烯基、取代或未取代的C1至C30杂环炔基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、取代或未取代的硅烷基、硼原子、胺基、腈基、硝基、卤素、酰胺基、酯基、磺酰基、亚砜基、磺酰胺基、磺酸酯基或三氟甲基，或前述基团中的一种或多种可选地与相邻的基团形成稠环基，且R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯基。

在一些实施方式中，以上化学通式1中的R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯基，且其至少一种可为苯并呋喃基、氧芴基、咔唑基、萘基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、二氮杂菲基、吖啶基、咪唑基、三唑基、联吡啶基或苯并噁唑基。在一些实施方式中，R¹可为苯基，且R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯并呋喃基、氧芴基、咔唑基、萘基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、二氮杂菲基、吖啶基、咪唑基、三唑基、联吡啶基或苯并噁唑基。在一些实施方式中，R²可为苯基，且R¹、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯并呋喃基、氧芴基、咔唑基、萘基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、二氮杂菲基、吖啶基、咪唑基、三唑基、联吡啶基或苯并噁唑基。在一些实施方式中，R⁴可为苯基，且R¹、R²、R³、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯并呋喃基、氧芴基、咔唑基、萘基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、二氮杂菲基、吖啶基、咪唑基、三唑基、联吡啶基或苯并噁唑基。

在一些实施方式中，所述辅助层可进一步包括无机化合物或金属。

在一些实施方式中，所述无机化合物可包括以下化学式2所示的Liq化合物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、FrF、MgF₂、CaF₂、SrF₂、BaF₂、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、Li₂O、Li₂O₂、Na₂O、K₂O、RbO、Rb₂O₂、Cs₂O、Cs₂O₂、LiAlO₂、LiBO₂、LiTaO₃、LiNbO₃、LiWO₄、Li₂CO、NaWO₄、K₂SiO₃、BO、Al₂O₃、SiO₂或它们的组合，且所述金属可包括Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ce、Sm、Gd、Er、Yb、Al-Li合金、Mg-Sr合金、In-Li合金或它们的组合。

[化学式2]

在一些实施方式中，取代或未取代的含至少一个苯基的芘类化合物与无机化合物或金属可以1∶100至100∶1的重量比混合，例如以1∶1至1∶2的重量比混合。

在一些实施方式中，所述辅助层可包括电子传输层(ETL)。

所述有机发光二极管装置具有优异的发光效率和寿命特性。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的有机发光装置的截面示意图。

图2为根据本发明另一个实施方式的有机发光装置的截面示意图。

图3为从实施例1和对比例1得到的有机发光二极管装置的亮度变化随时间变化的图。

符号说明

100，200：基板

110，210：第一电极

120，230：发光层

130，220：辅助层

140，240：第二电极

具体实施方式

本发明将通过参考以下附图来更详细描述，其中附图中示出了本发明的示例性实施方法。然而，本公开可以许多不同形式实施，且不应解释为受限于本文所述的示例性实施方式。

在附图中，为了清楚，将层、膜、面板、区域等厚度放大。相同的附图标记在全文中表示相同元件。应理解的是，当诸如层、膜、区域或基板等元件被称为在另一元件“上”时，此元件可以直接在另一元件上，或还可存插入元件。相比之下，当一元件被称为“直接”在另一元件上时，则不存在插入元件。

除非另有具体定义，本文所用的术语“胺基”是指NRR′(其中R和R′相同或不同，且为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“酰胺基”是指CONRR′(其中R和R′相同或不同，且为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“酯基”是指COOR(其中R为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“磺酰基”是指SO₂R(其中R为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“亚砜基”是指SOR(其中R为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“磺酰胺基”是指SO₂NRR′(其中R和R′相同或不同，且为氢原子、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

本文所用的术语“磺酸酯基”是指SO₃R(其中R为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳基、或取代或未取代的C6至C30芳氧基)。

除非另有具体定义，本文所用的术语“取代的”是指被选自卤素、C1至C20烷基、C1至C20卤代烷基、C1至C20烷氧基、C6至C30芳基或C6至C30芳氧基中的取代基取代。

下文中，将参照图1描述根据一个实施方式的有机发光二极管装置。

图1为表示根据本发明一个实施方式的有机发光装置的截面示意图。

参照图1，根据一个实施方式的有机发光二极管装置包括基板100、布置在基板上的第一电极110、布置在第一电极上的发光层120、布置在发光层上的辅助层130和布置在辅助层130上的第二电极140。

在一些实施方式中，基板100可包括常用于有机发光二极管装置的基板，具体地，可使用玻璃基板、塑料基板等。

在一些实施方式中，第一电极110可为阳极，其在底发射装置中可为透明电极，且在顶发射装置中可为反射电极。

当第一电极110为透明电极时，可使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、TO(氧化锡)或ZnO(氧化锌)。当第一电极110为反射电极时，可将层叠的反射层/透明电极用作反射电极。反射层包括银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)或它们的组合，且透明电极包括ITO、IZO、TO或ZnO。

对用于发光层120的材料没有特别限制，但可包括任意地选自已知的主体材料和掺杂剂材料的材料。

主体材料的实例可包括4，4′-N，N′-二咔唑联苯(CBP)、双(2-甲基-8-喹啉基)-4-苯基苯酚铝(BAlq)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-二氮杂菲(BCP)、N，N′-二咔唑基-1，4-二亚甲基苯(DCB)、红荧烯、9，10-双(2-萘基)蒽(AND)等。

在一些实施方式中，掺杂剂材料可包括4，4′-双(2，2′-二苯基乙烯基)-1，1′-联苯(DPVBi)、联苯乙烯基胺衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、联苯乙烯基联苯(DSBP)衍生物、10-(1，3-苯并噻唑-2-基)-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H，11H-吡喃并-(2，3-f)吡啶并-(3，2，1-ij)喹啉-11-酮(C545T)、喹吖啶酮衍生物、三(2-苯基吡啶)铱(Ir(PPy))、PQIr、Btp₂Ir(acac)、4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂络合物(PtOEP)、Ir(piq)2(acac)、RD3等。

在一些实施方式中，有机发光二极管装置可进一步包括在第一电极110和发光层120之间的空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)中的至少一层。

在一些实施方式中，空穴注入层(HIL)可根据真空沉积或溶液方法形成。在一些实施方式中，空穴注入层(HIL)可通过真空沉积制备，且空穴注入层(HIL)可包括有利于空穴注入的芳基胺类化合物和星暴(starburst)类化合物中的至少一种。

它们的实例可包括低分子量材料，如CuPc(酞菁铜)、TNATA、TCTA、TDAPB、TDAT、m-MTDATA等；或PANI(聚苯胺)、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)等，但不限于此。

在一些实施方式中，空穴传输层(HTL)可为促进空穴向发光层传输的层。其材料没有特别限制。

在一些实施方式中，空穴传输层(HTL)材料可包括1，3，5-三咔唑基苯、4，4′-双咔唑基联苯、聚乙烯基咔唑、间双咔唑基苯、4，4′-双咔唑基-2，2′-二甲基联苯、4，4′，4”-三(N-咔唑基)三苯胺、1，3，5-三(2-咔唑基苯基)苯、1，3，5-三(2-咔唑基-5-甲氧基苯基)苯、双(4-咔唑基苯基)硅烷、N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-(1，1-联苯)-4，4′-二胺、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(a-NPD)、N，N′-二苯基-N，N′-双(1-萘基)-(1，1′-联苯)-4，4′-二胺(NPB)、聚(9，9-二辛基芴-共聚-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)或聚(9，9-二辛基芴-共聚-双(4-丁基苯基-双-N，N-苯基-1，4-苯二胺(PFB)等，但不限于此。

在一些实施方式中，空穴传输层(HTL)材料可包括低分子量材料，如a-NPB(N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二(苯基)联苯胺)、TPD(N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-双(苯基)联苯胺)、螺-TAD、MTDATA(4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺)等；或聚合物材料，如PVK(聚乙烯基咔唑)等。

在一些实施方式中，辅助层130可通过包括具有至少一个附加苯基的取代或未取代的芘类化合物来制备。

在一些实施方式中，芘类化合物可具有以下化学通式1。

[化学通式1]

其中，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰可各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C6至C30芳胺基、取代或未取代的C1至C30杂环烷基、取代或未取代的C1至C30杂环烯基、取代或未取代的C1至C30杂环炔基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、取代或未取代的硅烷基、硼原子、胺基、腈基、硝基、卤素、酰胺基、酯基、磺酰基、亚砜基、磺酰胺基、磺酸酯基或三氟甲基，或前述基团中的一种或多种可选地与相邻的基团形成稠环基，且R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯基。

在一些实施方式中，以上化学通式1中的R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰中的至少一种可为苯基，且同时，至少其它一种可包括苯并呋喃基、氧芴基、咔唑基、萘基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、二氮杂菲基、吖啶基、咪唑基、三唑基、联吡啶基或苯并噁唑基。

在一些实施方式中，辅助层130可通过进一步包括无机化合物或金属而非芘类化合物来形成。

在一些实施方式中，无机化合物可包括以下化学式2所示的Liq化合物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、FrF、MgF₂、CaF₂、SrF₂、BaF₂、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、FrCl、Li₂O、Li₂O₂、Na₂O、K₂O、RbO、Rb₂O₂、Cs₂O、Cs₂O₂、LiAlO₂、LiBO₂、LiTaO₃、LiNbO₃、LiWO₄、Li₂CO、NaWO₄、K₂SiO₃、BO、Al₂O₃、SiO₂或它们的组合。

在一些实施方式中，金属可包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铯(Cs)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钐(Sm)、钆(Gd)、铒(Er)、镱(Yb)、Al-Li合金、Mg-Sr合金、In-Li合金或它们的组合。

[化学式2]

在一些实施方式中，芘类化合物与无机化合物或金属可以1∶100至100∶1的重量比混合，例如以1∶1至1∶2的重量比混合。电子迁移率根据两种材料的比例变化，并影响发光层中空穴和电子的再结合，以改变电荷平衡。当它们以上述比例范围混合时，空穴和电子的电荷平衡适合于进一步改进有机发光二极管装置的发光效率和寿命特征。

在一些实施方式中，辅助层130可根据共沉积通过将芘类化合物与无机化合物或金属混合来形成。

在一些实施方式中，第二电极140可为阴极。在一些实施方式中，第二电极140可为前发光类型，其可通过提供透反射阴极并层叠透射阴极来制备。在一些实施方式中，其可通过提供使用具有低功函的金属的透反射阴极，并另外层叠使用具有电阻特性的ITO、IZO等的层来制备，所述金属为例如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg和Mg合金中的至少一种材料。

在一些实施方式中，辅助层130可为电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)中的至少一种，例如为电子传输层(ETL)。

图2为根据本发明另一个实施方式的有机发光装置的截面示意图。

参照图2，根据另一个实施方式的有机发光二极管装置包括基板200、布置在基板上的第一电极210、布置在第一电极上210上的辅助层220、布置在辅助层上的发光层和布置在发光层上的第二电极240。

在一些实施方式中，第一电极210可为阴极。在一些实施方式中，第一电极210可为前发光类型，其可具有在提供透反射阴极后层叠透射阴极的结构。在一些实施方式中，其可通过提供使用具有低功函的Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg和Mg合金中的一种材料的透反射阴极，并另外层叠使用具有低电阻特性的ITO、IZO等的层来形成。

在一些实施方式中，辅助层220和发光层230可与根据一个实施方式的辅助层130和发光层120相同。

在一些实施方式中，第二电极240可为阳极。例如，当其为底发光类型时，其可用作透明电极；当其为前发光类型时，期可用作反射电极。

在一些实施方式中，第二电极240可用作透明电极，其可包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、TO(氧化锡)或ZnO(氧化锌)。在一些实施方式中，第二电极240可用作反射电极，其中反射电极可通过提供银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)或它们的组合的反射层，并在其上层叠ITO、IZO、TO或ZnO的透明电极来形成。

在一些实施方式中，有机发光二极管装置可进一步包括在第二电极240和发光层230之间的空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)中的至少一种。

在一些实施方式中，空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)可与上述相同。

将根据以下实施例和对比例更详细地描述各实施方式。以下实施例仅用于说明，且并不用于限制一个或多个实施方式的范围。

制备有机发光二极管装置

实施例1

将ITO(氧化铟锡)以的厚度层叠在玻璃基板上，图案化以提供第一电极，并使用MTDATA(4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺)以的厚度真空沉积以提供空穴注入层(HIL)，并使用N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(a-NPD)以的厚度真空沉积以提供空穴传输层(HTL)。随后，蓝发光层通过用9，10-双(2-萘基)蒽的主体材料和EK8(Kodak制造)的掺杂材料以的厚度形成。根据共沉积，以1∶1的重量比混合以下化学式3表示的芘类化合物和以下化学式2表示的Liq化合物，以提供具有的厚度的辅助层。随后，使用Al以的厚度真空沉积为第二电极，以提供有机发光二极管装置。

[化学式3]

[化学式2]

实施例2

根据与实施例1相同的步骤制备有机发光二极管装置，区别在于化学式3表示的芘类化合物和化学式2表示的Liq化合物以1∶2的重量比混合。

对比例1

根据与实施例1相同的步骤制备有机发光二极管装置，区别在于使用化学式5表示的芘类化合物代替化学式3表示的芘类化合物。

[化学通式5]

评价例1

根据以下方法，测量由实施例1和2以及对比例1获得的有机发光二极管装置的发光效率和寿命特性，且结果显示在下表1和图3中。

使用CRTM 620装置测量亮度，使用Keithley测量电压和电流。电流和亮度通过增加电压来测量，以计算电流密度、电流效率和电功效率。转化效率通过用电流效率除以色坐标Y来获得。

表1

参照表1，与包括不含苯基的芘类化合物的对比例1相比，根据一个实施方式包括具有取代或未取代的含至少一个苯基的芘类化合物的辅助层的实施例1和2使驱动电压降低1V或更高，并明显地提高了电流效率和电功效率，并显著地改进了转化效率，因此确认发光效率得到改进。

此外，确认了在根据以1∶1至1∶2的重量比混合取代或未取代的含至少一个苯基的芘类化合物与无机化合物或金属的一个实施方式中，实施例1和2中的发光效率增强。

图3为由实施例1和对比例1得到的有机发光二极管装置的亮度随时间经过而变化的曲线图。

根据图3，确认了与包括不含苯基的芘类化合物的对比例1相比，根据一个实施方式包括具有取代或未取代的含至少一个苯基的芘类化合物的辅助层的实施例1和2中的亮度变化降低，因此寿命特性增强。

尽管已结合目前认为可实施的实施方式描述本公开，但应理解的是，本发明不限于公开的实施方式，相反，本发明希望涵盖包括在所附权利要求精神和范围内的各种实施方式和等效方案。

Claims (4)

1.一种有机发光二极管装置，包括：

第一电极；

面向所述第一电极的第二电极；

插入所述第一电极和所述第二电极之间的发光层；和

插入所述第一电极和所述第二电极之一与所述发光层之间的辅助层，

其中，所述辅助层包含以下i)和ii)的混合物：i)具有以下结构的无机化合物：

和

ii)具有以下结构的化合物：

其中所述辅助层在单层内包含上述混合物。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中，与所述无机化合物以1:100至100:1的重量比混合。

3.如权利要求2所述的有机发光二极管装置，其中，与所述无机化合物以1:1至1:2的重量比混合。

4.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中，所述辅助层包括电子传输层。