CN103026521A - 沉积预混合的材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了适合用于共蒸发或预混蒸发的主体材料组合,以及含有该主体材料组合的器件。该主体材料组合提供改善的寿命和效率。还提供了含有该主体材料组合的器件的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及可有利地用于有机发光器件中的主体材料的组合,以及含有该主体材料组合的有机发光器件的制造方法。更特别地,可以将主体材料的组合共蒸发或预混蒸发以提供具有改善的寿命和效率的器件。
背景技术
由于很多原因,利用有机材料的光电器件变得越来越受欢迎。用于制备这样的器件的很多材料比较廉价,因此有机光电器件在相对于无机器件的成本优势方面具有潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔性,可以使得它们良好地适用于特定应用,例如在柔性基片上制造。有机光电器件的实例包括有机发光器件(OLEDs)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电探测器。对于OLEDs,有机材料可以具有优于常规材料的性能。例如,有机发光层发射的波长通常可以容易地用合适的掺杂剂进行调整。
OLEDs利用当跨器件施加电压时发光的有机薄膜。OLEDs正在成为在诸如平板显示、照明和背光的应用中越来越有利的技术。多种OLED材料和构造记载于美国专利No.5,844,363、6,303,238和5,707,745中,它们全部通过引用纳入本文。
发磷光分子的一种应用是全色显示器。这样的显示器的工业标准要求适于发射称为“饱和”色彩的特定色彩的像素。特别是,这些标准要求饱和的红、绿和蓝色像素。色彩可以使用CIE坐标度量,它是现有技术中公知的。
发绿光分子的一个实例是三(2-苯基吡啶)铱,它记为Ir(ppy)3,具有下式的结构:
在本文的该图以及后面的图中,我们将从氮到金属(此处为Ir)的配位键表示为直线。
本文中使用的术语“有机”包括可以用于制备有机光电器件的聚合物材料和小分子有机材料。“小分子”指的是非聚合物的任何有机材料,并且“小分子”实际上可以相当大。在某些情况下小分子可以包含重复单元。例如,使用长链烷基作为取代基并不会将该分子排除在“小分子”类别之外。小分子也可以纳入聚合物中,例如作为聚合物主链的侧挂基团或者作为主链的一部分。小分子也可以充当树枝状化合物的核心结构部分,该化合物包括一系列构建在核心结构部分上的化学壳。树枝状化合物的核心结构部分可以是荧光或磷光小分子发光体。树枝状化合物可以是“小分子”,并且据信目前在OLEDs领域使用的所有树枝状化合物都是小分子。
本文中使用的“顶部”指的是离基片最远,而“底部”指的是离基片最近。在将第一层描述为“位于第二层上”的情况下,第一层距离基片更远。在第一层和第二层之间可以存在其它层,除非明确指出第一层与第二层“接触”。例如,可以将阴极描述为“位于阳极上”,即使其间存在多种有机层。
本文中使用的“可溶液处理”指的是能够以溶液或悬浮液形式在液体介质中溶解、分散或输送和/或从液体介质中沉积。
当认为配体直接有助于发光材料的光活性性质时,可以将该配体称为“光活性”的。当认为配体不有助于发光材料的光活性性质时,可以将该配体称为“辅助”的,尽管辅助配体可以改变光活性配体的性质。
如本文中所使用,并且如本领域技术人员通常所理解,第一“最高已占分子轨道”(HOMO)或“最低未占分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级,如果该第一能级更接近于真空能级。由于电离势(IP)作为相对于真空能级的负能量进行测量,因此更高的HOMO能级对应于具有更小的绝对值的IP(负性较低的IP)。类似地,更高的LUMO能级对应于具有更小的绝对值的电子亲和性(EA)(负性较低的EA)。在常规的能级图上,真空能级位于顶部,材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。与“较低”的HOMO或LUMO能级相比,“较高”的HOMO或LUMO能级显得更接近该图的顶部。
如本文中所使用,并且如本领域技术人员通常所理解,第一功函数“大于”或“高于”第二功函数,如果该第一功函数具有更高的绝对值。因为功函数通常作为相对于真空能级的负数进行测量,这意味着“更高”的功函数更负。在常规的能级图上,真空能级位于顶部,“较高”的功函数表示为沿向下的方向更远离真空能级。因而,HOMO和LUMO能级的定义采用与功函数不同的惯例。
关于OLEDs以及上述定义的更多细节,可以见美国专利No.7,279,704,其全部公开内容通过引用纳入本文。
发明内容
一种可用于有机发光器件中的有机组合物,该组合物包含第一化合物和第二化合物的混合物。该第一化合物具有式:其中X为Se、S或O,R1和R2为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1的取代基,或者无取代。R1和R2各自可以表示单、二、三或四取代。n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。Ar1和Ar2独立地选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。R1和R2的至少之一包括三亚苯基团。第二化合物具有式其中Y是6至50个碳原子的m价芳族烃基,或者3至50个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。m表示1至3的整数。当m为2或更大时,每个Z可以相同或不同。Z由式表示,其中环A是由式表示的芳烃环。环B是由式表示的杂环。环A和B分别与相邻的环稠合。R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基或者3至17个碳原子的芳族杂环基团。Ar3是6至50个碳原子的芳族烃基,或者3至50个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。还公开了使用该有机组合物的有机发光器件,以及该器件的制造方法。
附图说明
图1示出了有机发光器件。
图2示出了不具有独立的电子传输层的倒置的有机发光器件。
具体实施方式
通常,OLED包括位于阳极和阴极之间并且与阳极和阴极电连接的至少一个有机层。当施加电流时,阳极向有机层中注入空穴,阴极向有机层中注入电子。注入的空穴和电子各自向带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴局限于同一分子中时,形成“激子”,它是具有激发能态的局域化的电子-空穴对。当激子通过发光机理弛豫时,发射出光。在一些情况下,激子可以局域化在激发体或激发复合体上。也可以发生非辐射机理,例如热弛豫,但是通常将其视为不合需要的。
最初的OLEDs使用从其单线态发光(“荧光”)的发光分子,例如美国专利No.4,769,292中所公开,其全部内容通过引用纳入本文中。荧光发射通常发生在小于10纳秒的时间范围内。
最近,已展示了具有从三线态发光(“磷光”)的发光材料的OLEDs。见Baldo等人的“Highly Efficient Phosphorescent Emission FromOrganic Electroluminescent Devices”(有机电致发光器件的高效磷光发射),Nature,第395卷,151-154,1998;(“Baldo-I”)和Baldo等人的“Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence”(基于电磷光的极高效绿色有机发光器件),Appl.Phys.Lett,第75卷,第3期,4-6(1999)(“Baldo-II”),它们全部通过引用纳入本文。磷光更详细地记载于美国专利No.7,279,704的第5-6栏,其通过引用纳入本文。
图1显示了有机发光器件100。这些图不一定按比例绘制。器件100可以包括基片110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发光层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155和阴极160。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。器件100可以通过将上述层按顺序沉积而制备。这些不同的层的性质和功能以及材料实例更具体地记载于US 7,279,704的第6-10栏中,其通过引用纳入本文。
可以获得这些层中的每种的更多实例。例如,柔性且透明的基片-阳极组合公开于美国专利No.5,844,363中,其全部内容通过引用纳入本文。p型掺杂的空穴传输层的一个实例是以50∶1的摩尔比用F4-TCNQ掺杂的m-MTDATA,公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中,其全部内容通过引用纳入本文。发光材料和主体材料的实例公开于Thompson等人的美国专利No.6,303,238中,其全部内容通过引用纳入本文。n型掺杂的电子传输层的一个实例是以1∶1的摩尔比用Li掺杂的BPhen,公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中,其全部内容通过引用纳入本文。美国专利No.5,703,436和5,707,745(其全部内容通过引用纳入本文)公开了包括复合阴极的阴极的实例,其具有金属如Mg:Ag的薄层,具有覆盖的透明导电溅射沉积ITO层。阻挡层的理论和用途更详细地记载于美国专利No.6,097,147和美国专利申请公布No.2003/0230980中,其全部内容通过引用纳入本文中。注入层的实例提供于美国专利申请公布No.2004/0174116中,其全部内容通过引用纳入本文。关于保护层的说明可以见于美国专利申请公布No.2004/0174116中,其全部内容通过引用纳入本文。
图2显示了倒置OLED 200。该器件包括基片210、阴极215、发光层220、空穴传输层225和阳极230。器件200可以通过按顺序沉积所述层而制备。因为大多数常规OLED构造具有位于阳极上的阴极,而器件200具有位于阳极230下的阴极215,因此可以将器件200称为“倒置”OLED。与针对器件100所说明的类似的材料可以用于器件200的相应的层中。图2提供了可以如何将某些层从器件100的结构中省略的实例。
图1和2所示的简单分层结构以非限制性实例的方式提供,并且应当理解,本发明的实施方案可以与很多种其它结构结合使用。所述的具体材料和结构是示例性的,并且可以使用其它材料和结构。基于设计、性能和成本因素,可以通过以不同方式将上述多种层相结合或者将层完全省略而获得功能性OLEDs。也可以包括未明确说明的其它层。可以使用明确说明的材料以外的材料。尽管本文中提供的很多实例将很多层描述成包含单一的材料,但是应当理解,可以使用材料的组合,例如主体与掺杂剂的混合物或者更一般的混合物。另外,层可以具有多个亚层。本文中给予各种层的名称并不打算具有严格的限制性。例如在器件200中,空穴传输层225传输空穴并向发光层220中注入空穴,并且可以描述为空穴传输层或空穴注入层。在一种实施方案中,OLED可以被描述为具有位于阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包含单一的层,或者可以进一步包含如针对图1和2中所述的不同有机材料的多个层。
也可以使用未明确说明的结构和材料,例如包括聚合物材料的OLEDs(PLEDs),例如Friend等人的美国专利No.5,247,190中所公开的,其全部内容通过引用纳入本文中。作为进一步的实例,可以使用具有单个有机层的OLEDs。OLEDs可以叠置,例如如Forrest等人的美国专利No.5,707,745中所述,其全部内容通过引用纳入本文中。OLED结构可以偏离图1和2中所示的简单的层状结构。例如,基片可以包括成角的反射表面以改善外耦合(out-coupling),例如Forrest等人的美国专利No.6,091,195中所记载的平台(mesa)结构和/或Bulovic等人的美国专利No.5,834,893中所记载的陷阱(pit)结构,其全部内容通过引用纳入本文中。
除非另外说明,各种实施方案的任何层可以通过任何合适的方法沉积。对于有机层,优选方法包括热蒸发、喷墨,例如如美国专利No.6,013,982和6,087,196中所记载,其全部内容通过引用纳入本文中;有机气相沉积(OVPD),例如如Forrest等人的美国专利No.6,337,102中所记载,其全部内容通过引用纳入本文中;以及通过有机气相喷涂(OVJP)的沉积,例如如美国专利申请No.10/233,470中所记载,其全部内容通过引用纳入本文中。其它合适的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的方法。基于溶液的方法优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层,优选方法包括热蒸发。优选的成图案方法包括通过掩模沉积、冷焊,例如如美国专利No.6,294,398和6,468,819中所记载,其全部内容通过引用纳入本文中;以及与某些沉积方法如喷墨和OVJD相关的成图案方法。也可以使用其它方法。可以对待沉积的材料进行改性以使它们与具体的沉积方法相容。例如,可以在小分子中使用取代基例如支化或非支化的并优选含有至少3个碳的烷基和芳基,以增强它们进行溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基,3至20个碳是优选范围。具有非对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的可溶液处理性,因为非对称材料可以具有较低的重结晶倾向。树枝状化合物取代基可以用于提高小分子进行溶液处理的能力。
根据本发明的实施方案制备的器件可以纳入很多种消费产品中,包括平板显示器、计算机监视器、电视、广告牌、室内或室外照明灯和/或信号灯、危险警告显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、移动电话、个人数字助理(PDAs)、笔记本电脑、数码相机、可携式摄像机、取景器、微型显示器、交通工具、大面积墙、剧场或体育场屏幕或标志。多种控制机制可以用于控制根据本发明制备的器件,包括无源矩阵和有源矩阵。很多器件拟用于对人体而言舒适的温度范围内,例如18℃至30℃,更优选室温(20至25℃)。
本文中记载的材料和结构可以应用于除OLEDs以外的器件中。例如,其它光电器件如有机太阳能电池和有机光电探测器可以使用这些材料和结构。更一般地说,有机器件例如有机晶体管可以使用这些材料和结构。
术语卤、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基(arylkyl)、杂环基团、芳基、芳香基团和杂芳基是本领域已知的,并且定义于US7,279,704的第31-32栏中,该专利通过引用纳入本文中。
在此,将吲哚并咔唑衍生物与含有三亚苯-二苯并硒吩的材料、含有三亚苯-二苯并噻吩的材料和/或含有三亚苯-二苯并呋喃的材料结合,可以有利地用于有机发光器件中以提供改善的性能和改善的器件制造。特别是,含有该材料组合的器件可表现出更高的发光效率、更低的电压和更长的寿命,即更高的稳定性。这些器件可以通过共蒸发制造。此外,这些器件可以通过具有高一致性(consistency)的预混蒸发制造。
将主体材料与发光掺杂剂材料预混合并将它们从单一的源蒸发已在先前报道于文献中。参见EP1156536。还已知为预混蒸发选择具有类似的热蒸发性质的两种或更多种材料。参见例如US5,981,092和PCT/US2004/002710。然而,本文中提供了一种新的材料组合,它可以适用于预混蒸发或共蒸发。此外,本文中公开的特定的材料组合可通过提供与具有单独的任一种材料的器件相比具有更低的电压、更高的效率和更高的稳定性的器件而表现出改善的结果。不受限于理论,据信将含有三亚苯-二苯并硒吩的材料、含有三亚苯-二苯并噻吩的材料和/或含有三亚苯-二苯并呋喃的材料即第一化合物与吲哚并咔唑衍生物即第二化合物组合可提供改善的电荷平衡,并将复合区转移到EML的中间,这可改善器件寿命和效率。因此,认为第一化合物和第二化合物的组合可以协同地改善含有该组合的器件的稳定性和效率。
希望得到方便且一致的方式来将两种或更多种主体材料同时蒸发。在磷光OLED中,发光层经常是主体:掺杂剂层。主体显著地影响器件电压、效率和寿命。例如,在相同的器件结构中,主体A:掺杂剂可得到不理想的较高的器件电压和理想的较长的寿命,而主体B:掺杂剂可得到理想的较低的器件电压和不理想的较短的寿命。通常会预期使用掺杂的主体A:主体B混合物的器件得到的电压和寿命分别在含有主体A:掺杂剂和主体B:掺杂剂的各个器件的电压和寿命之间。如果使用混合物的器件具有比使用主体B:掺杂剂的器件更低的电压和比使用主体A:掺杂剂的器件更长的寿命,则是理想的。此外,如果这样的器件还具有与仅仅使用单独的主体的器件相比改善的效率,则是理想的。
当沉积两种或更多种材料时,各个材料从它们各自的源的同时蒸发是最常用的方法,这在下文中称为共蒸发。共蒸发的控制会是困难的,并且蒸发设备需要具有更加单独控制和监视的源。因此,希望通过称为预混蒸发的方法将材料的混合物从单一的源蒸发。
希望混合物均匀且一致地蒸发并形成这样的沉积膜:它以与源中的混合比类似的比例由两种或更多种材料组成。在高真空下,流体处于自由分子流状态,即分子的平均自由程远大于设备的尺寸。蒸发速率不再取决于压力。也就是说,由于流体动力学的连续统假设不再适用,质量传递受到分子动力学而不是流体动力学的支配。对于在蒸发过程中不熔融的材料,发生从固相到气相的直接转变。当混合两种或更多种材料并在高真空下从相同的源将它们蒸发时,多种因素可影响蒸发,例如各个材料的蒸发温度、不同材料的混溶性和不同的相变。不受限于理论,认为第一材料和第二材料的相似的蒸发温度有助于蒸发一致性。为本文的目的,将蒸发温度定义为在高真空下材料可以以给定的速率沉积于基板的温度。例如,如本文中所用,蒸发温度是以适合于器件制造的速率(在该情况下,在~10-7-10-8torr的压力下对于主体为)在热蒸发过程中测量的有机材料源的温度。由于蒸发温度取决于材料的分子量和分子间相互作用,具有相同的分子修饰的衍生物将具有相同的分子量差别,并可具有相似的分子间相互作用。例如,在第一化合物和第二化合物可以以良好的一致性预混并蒸发的情况下,如果第一化合物用苯基取代并且第二化合物也用苯基取代,则添加到第一化合物和第二化合物上的分子量为77原子质量单位(amu)。此外,如果苯基对第一化合物和第二化合物引起相似的分子相互作用,则苯基取代的第一化合物和苯基取代的第二化合物的蒸发温度会相似,并且它们的混合物也可适合用于预混蒸发。此外,第一化合物和第二化合物可以表现得类似,即使在蒸发室中的条件不同。
还希望预混蒸发得到与材料的共蒸发相似的器件性能和寿命。因此,在一个蒸发源中将两种或更多种主体材料预混可以提供该两种或更多种材料的均匀且一致的蒸发,以形成这样的沉积层:它以与预混合比类似的比例由该两种或更多种材料组成。
提供了包含有机发光器件的第一器件。该有机发光器件进一步包含第一电极、第二电极和位于该第一电极和第二电极之间的第一有机层,其中该第一有机层包含有机组合物。该有机组合物包含第一化合物和第二化合物。
第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1和R2为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1的取代基,或者无取代。R1和R2各自可以表示单、二、三或四取代。n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。Ar1和Ar2独立地选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。R1和R2的至少之一包括三亚苯基团。
第二化合物由以下通式(1)表示:
其中
Y是6至50个碳原子的m价芳族烃基,或者3至50个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
m表示1至3的整数,使得当m大于2时,每个Z可以相同或不同
Z由式(1a)表示:
其中
环A是由式(1b)表示的芳烃环
环B是由式(1c)表示的杂环
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3是6至50个碳原子的芳族烃基,或者3至50个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式1中,Y和Ar3的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式1中,Y是m价基团,并且Ar3是单价基团。
一方面,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物由以下通式(2)表示:
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中
环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
式2中的Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式2中,Y’是m价基团,并且Ar3是单价基团。
优选地,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物由以下通式(3)表示:
其中
环A是由式(3b)表示的芳烃环,
环B是由式(3c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;并且
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式3中,Y”的实例包括吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Ar3”的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,Y”是m价基团,Ar3”是单价基团。
更优选地,该第一化合物选自:
更优选地,该第二化合物选自:
在一个特别的方面,为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6、R7和R8选择的非氢取代基的集合是相同的。如上所述,具有相同的分子修饰的第一化合物和第二化合物的衍生物将具有相同的分子量差别,并可具有类似的分子间相互作用。因此,具有相同取代基的第一化合物和第二化合物可适合用于预混合。
在另一方面,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式2中,Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,Y’是m价基团,Ar3’是单价基团。
优选地,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物具有式(3):
其中
Y”是3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1。
Z由式(3a)表示:
环A是由式(3b)表示的芳烃环,
环B是由式(3c表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式3中,Y”的实例包括吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Ar3”的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Y”是m价基团,Ar3”是单价基团。
更优选地,该第一化合物选自:
更优选地,该第二化合物选自:
在一个特别的方面,为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6、R7和R8选择的非氢取代基的集合是相同的。因此,第一化合物和第二化合物适合用于预混合。
一方面,该第一有机层为发光层,并且该第一化合物和第二化合物为主体,并且其中该发光层进一步包含发光磷光掺杂剂。
优选地,该发光磷光掺杂剂选自:
另一方面,该器件进一步包含不同于第一有机层的第二有机层,并且该第一有机层是非发光层。优选地,该第一有机层是阻挡层。
一方面,第一电极是阳极,并且第一有机层沉积于该阳极上方。
一方面,该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差30℃以内的蒸发温度。
一方面,该有机组合物包含约5%至约95%的第一化合物和约5%至约95%的第二化合物。
一方面,该器件是有机发光器件。另一方面,该器件是消费产品。
此外,提供了有机发光器件的制造方法。该器件包含第一电极、第二电极和位于该第一电极和该第二电极之间的第一有机层。该第一有机层包含有机组合物,该有机组合物进一步包含第一化合物和第二化合物。该方法包括提供基板,该基板具有位于其上的第一电极,将该有机组合物沉积于该第一电极上方;并将该第二电极沉积于该第一有机层上方。该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1和R2为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH·CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1·Ar2、CnH2n·Ar1的取代基,或者无取代。R1和R2各自可以表示单、二、三或四取代。n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。Ar1和Ar2独立地选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。R1和R2的至少之一包括三亚苯基团。第二化合物具有式(1):
其中
Y是6至50个碳原子的m价芳族烃基,或者3至50个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
m表示1至3的整数,使得当m大于2时,每个Z可以相同或不同
Z由式(1a)表示:
其中
环A是由式(1b)表示的芳烃环
环B是由式(1c)表示的杂环
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3是6至50个碳原子的芳族烃基,或者3至50个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式1中,Y和Ar3的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式1中,Y是m价基团,并且Ar3是单价基团。
一方面,该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式2中,Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,Y’是m价基团,并且Ar3’是单价基团。
优选地,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物具有式(3):
其中
Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1,
Z由式(3a)表示
环A是由式(3b)表示的芳烃环,
环B是由式(3c表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式3中,Y”的实例包括吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Ar3”的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Y”是m价基团,Ar3”是单价基团。
更优选地,该第一化合物选自:
更优选地,该第二化合物选自:
在一个特别的方面,为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6、R7和R8选择的非氢取代基的集合是相同的,并且该方法进一步包含在将有机组合物沉积于第一电极上方之前将第一化合物和第二化合物混合。不受限于理论,据信当每种化合物含有相同的取代基时,第一化合物和第二化合物特别适合于预混合,因为具有相同的分子修饰的衍生物将具有相同的分子量差别,并可具有类似的分子间相互作用,例如预计包含苯基取代的第一化合物当与也包含苯基取代的第二化合物预混合时会良好地起作用。
在另一方面,该第一化合物具有下式:
X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中
环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式2中,Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式2中,Y’是m价基团,Ar3’是单价基团。
优选地,该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物具有式(3):
其中Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;m表示整数1;并且Z由式(3a)表示:
其中环A是由式(3b)表示的芳烃环:
环B是由式(3c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;并且
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式3中,Y”的实例包括吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Ar3”的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式3中,Y”是m价基团,并且Ar3”是单价基团。
该第一化合物可以选自:
在一个特别的方面,为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6、R7、R8选择的非氢取代基的集合是相同的,并且该方法进一步包含在将有机组合物沉积于第一电极上方之前将第一化合物和第二化合物混合。
一方面,将该第一化合物和第二化合物混合在一起并从单一的源蒸发。
一方面,该有机组合物包含约5%至约95%的第一化合物以及约5%至约95%的第二化合物。
一方面,该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差30℃以内的蒸发温度。另一方面,该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差10℃以内的蒸发温度。
表1
表2
一方面,第一电极是阳极,并且第一有机层沉积于该阳极上方。
一方面,该方法进一步包括沉积不同于第一有机层的第二有机层,并且该第一有机层是非发光层。另一方面,该第一有机层是阻挡层。再一方面,该第一有机层是发光层,并且该第一化合物和第二化合物是主体,并且该发光层进一步包含发光磷光掺杂剂。
优选地,该发光磷光掺杂剂选自:
此外,提供了包含第一化合物和第二化合物的混合物的主体组合物。该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。该第二化合物具有式(2):
其中Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在以上式2中,Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式2中,Y’是m价基团,Ar3’是单价基团。
一方面,该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基。L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物。该第二化合物具有式(2):
其中Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中
环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
在式2中,Y’和Ar3’的实例包括苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、啶、菲络啉、吩嗪、咔啉、吲哚、苯并唑、苯并噻唑、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩,并且可以将这些基团中的两个或更多个任意连接。此外,在式2中,Y’是m价基团,并且Ar3’是单价基团。
本文中所述的可以用于有机发光器件中的特定层的材料可以与器件中存在的多种其它材料组合使用。例如,本文中公开的发光掺杂剂可以与多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和可以存在的其它层组合使用。所述的或下述的材料是可以与本文中公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例,本领域技术人员可以容易地查阅文献来确定可以组合使用的其它材料。
除了本文中公开的材料,和/或与本文中公开的材料相组合,可以在OLED中使用很多空穴注入材料、空穴传输材料、主体材料、掺杂剂材料、激子/空穴阻挡层材料、电子传输和电子注入材料。
空穴注入材料/空穴传输材料:
用于本发明中的空穴注入/传输材料不受特别的限制,并且可以使用任何化合物,只要该化合物通常用作空穴注入/传输材料。该材料的实例包括但不限于:酞氰或卟啉衍生物;芳族胺衍生物;吲哚并咔唑衍生物;含有氟代烃的聚合物;具有导电性掺杂剂的聚合物;导电聚合物,例如PEDOT/PSS;衍生自诸如膦酸和硅烷衍生物的化合物的自组装单体;金属氧化物衍生物,例如MoOx;具有极深的LUMO的有机化合物,例如1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯六腈;金属配合物,以及可交联化合物。
用于HIL或HTL中的芳族胺衍生物的实例包括但不限于下列一般结构:
Ar1至Ar9各自选自芳族烃环化合物,例如苯、联苯、三联苯、三亚苯、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、二萘嵌苯、薁;芳族杂环化合物,例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶;并选自2至10个环状结构单元,其为选自芳族烃环基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团,并彼此直接结合或通过氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂族环基团的至少之一结合。其中各个Ar被选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基的取代基进一步取代。
一方面,Ar1至Ar9独立地选自:
k为1至20的整数;X1至X8为CH或N;Ar1为以上定义的相同的基团。
用于HIL或HTL中的金属配合物的实例包括但不限于以下通式:
M为金属,具有大于40的原子量;(Y1-Y2)为双齿配体,Y1和Y2独立地选自C、N、O、P和S;L为辅助配体;m为从1至可附着于金属的最大配体数目的整数值;并且m+n为可以附着于金属的最大配体数目。
一方面,(Y1-Y2)为2-苯基吡啶衍生物。
另一方面,(Y1-Y2)为卡宾配体。
另一方面,M选自Ir、Pt、Os和Zn。
再一方面,该金属配合物具有相对于Fc+/Fc对小于约0.6V的在溶液中的最小氧化电位。
主体材料:
本发明的有机EL器件的发光层优选地含有至少一种金属配合物作为发光材料,并可以含有主体材料,其使用金属配合物作为掺杂剂材料。主体材料的实例不受特别的限制,并且可以使用任何金属配合物或有机化合物,只要该主体的三线态能量大于掺杂剂的。
用作主体的金属配合物的实例优选具有以下通式:
M为金属;(Y3-Y4)为双齿配体,Y3和Y4独立地选自C、N、O、P和S;L为辅助配体;m为从1至可附着于金属的最大配体数目的整数值;并且m+n为可以附着于金属的最大配体数目。
一方面,该金属配合物为:
(O-N)为双齿配体,金属配合于原子O和N。
另一方面,M选自Ir和Pt。
再一方面,(Y3-Y4)为卡宾配体。
用作主体的有机化合物的实例选自芳族烃环化合物,例如苯、联苯、三联苯、三亚苯、萘、蒽、非那烯、菲、芴、芘、二萘嵌苯、薁;芳族杂环化合物,例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶;并选自2至10个环状结构单元,其为选自芳族烃环基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团,并彼此直接结合或通过氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂族环基团的至少之一结合。其中各个基团被选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基的取代基进一步取代。
一方面,主体化合物在分子中含有至少一个下列基团:
R1至R7独立地选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基,当它为芳基或杂芳基时,它具有与上述Ar类似的定义。
k为0至20的整数;
X1至X8选自CH或N。
空穴阻挡材料:
可以使用空穴阻挡层(HBL)以降低离开发光层的空穴和/或激子的数目。这样的阻挡层在器件中的存在可导致与缺乏阻挡层的类似器件相比显著更高的效率。另外,可使用阻挡层将发光局限在OLED的期望区域中。
一方面,用于HBL中的化合物含有与上述用作主体的相同的分子。
另一方面,用于HBL中的化合物在分子中含有至少一个下列基团:
k为0至20的整数;L为辅助配体,m为1至3的整数。
电子传输材料:
电子传输层(ETL)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以为本征的(未掺杂的)或掺杂的。掺杂可以用于增强导电性。ETL材料的实例不受特别的限制,并且可以使用任何金属配合物或有机化合物,只要它们通常用于传输电子。
一方面,用于ETL中的化合物在分子中含有至少一个下列基团:
R1选自氢、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基烷基、杂烷基、芳基和杂芳基,当它为芳基或杂芳基时,它具有与上述Ar类似的定义;
Ar1至Ar3具有与上述Ar类似的定义;
k为0至20的整数;
X1至X8选自CH或N。
另一方面,用于ETL中的金属配合物含有但不限于下列通式中的一种或多种:
(O-N)或(N-N)为双齿配体,金属配合于原子O、N或者N、N;L为辅助配体;m为从1至可附着于金属的最大配体数目的整数值。
器件实施例
代表性的器件实施例通过高真空(<10-7Torr)热蒸发制作。阳极电极由的氧化铟锡(ITO)组成。阴极由和随后的组成。所有代表性器件实施例用玻璃盖封装,该玻璃盖在氮气手套箱(<1ppm的H2O和O2)中用环氧树脂密封,并将吸湿剂加入包装内。
代表性器件实施例的有机叠层从ITO表面开始依次由作为空穴注入层(HIL)的LG101(可从韩国首尔L.G.Chem获得)、作为空穴传输层(HTL)的作为发光层(EML)的用发光掺杂剂D4掺杂的第一化合物例如H2和第二化合物例如H251、作为ETL2的(可从日本Nippon Steel Chemical Co.,Ltd获得)和作为ETL1的组成。在本发明的一些实施方案中,第一和第二化合物主体材料可以从它们各自的源共蒸发。某些第一和第二化合物主体组合,例如针对代表性器件实施例1-19在表3中所示的,可适合用于预混并从共同的源蒸发。
表3
器件 | 第一化合物 | 第二化合物 |
实施例1 | H2 | H251 |
实施例2 | H6 | H225 |
实施例3 | H6 | H201 |
实施例4 | H6 | H229 |
实施例5 | H7 | H225 |
实施例6 | H9 | H219 |
实施例7 | H9 | H228 |
实施例8 | H9 | H221 |
实施例9 | H17 | H225 |
实施例10 | H29 | H203 |
实施例11 | H29 | H215 |
实施例12 | H29 | H204 |
实施例13 | H30 | H247 |
实施例14 | H31 | H251 |
实施例15 | H31 | H244 |
实施例16 | H32 | H253 |
实施例17 | H34 | H229 |
实施例18 | H34 | H246 |
实施例19 | H36 | H211 |
应当理解,本文中所述的多种实施方案仅仅作为示例,不用于限制本发明的范围。例如,在不偏离本发明的精神的情况下,本文中所述的很多材料和结构可以用其它材料和结构替代。因此,要求保护的本发明可以包括对于本领域技术人员而言显而易见的本文中所述具体实施例和优选实施方案的变化形式。应当理解,关于为什么本发明能够成立的多种理论是非限制性的。
Claims (42)
1.第一器件,其包含有机发光器件,该有机发光器件进一步包含:
第一电极;
第二电极;以及
位于该第一电极和第二电极之间的第一有机层,其中该第一有机层包含有机组合物;
其中该有机组合物包含
具有下式的第一化合物:
其中X为Se、S或O;
其中R1和R2为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1的取代基,或者无取代;
其中R1和R2各自可以表示单、二、三或四取代;
其中n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
其中Ar1和Ar2独立地选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物;并且
其中R1和R2的至少之一包括三亚苯基团;以及
具有式(1)的第二化合物:
其中
Y是6至50个碳原子的m价芳族烃基,或者3至50个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团,
m表示1至3的整数,使得当m大于2时,每个Z可以相同或不同
Z由式(1a)表示:
其中
环A是由式(1b)表示的芳烃环
环B是由式(1c)表示的杂环
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3是6至50个碳原子的芳族烃基,或者3至50个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
2.权利要求1的第一器件,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;
并且其中该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
3.权利要求1的第一器件,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有式(3):
其中
Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1;
Z由式(3a)表示
其中
环A是由式(3b)表示的芳烃环,
环B是由式(3c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;并且
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
6.权利要求2或3的第一器件,其中为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6-R8选择的非氢取代基的集合是相同的。
7.权利要求1的第一器件,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;
其中L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物;并且
其中该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中
环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
8.权利要求1的第一器件,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有下式:
其中
Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1。
Z由式(3a)表示:
其中环A是由式3b表示的芳烃环,
环B是由式(3c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
11.权利要求7或8的第一器件,其中为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6-R8选择的非氢取代基的集合是相同的。
12.权利要求1的第一器件,其中该第一有机层为发光层,并且该第一化合物和第二化合物为主体,并且其中该发光层进一步包含发光磷光掺杂剂。
14.权利要求1的第一器件,其中该第一电极是阳极,并且该第一有机层沉积于该阳极上方。
15.权利要求1的第一器件,其中该器件进一步包含不同于第一有机层的第二有机层,并且该第一有机层是非发光层。
16.权利要求15的第一器件,其中该第一有机层是阻挡层。
17.权利要求1的第一器件,其中该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差30℃以内的蒸发温度。
18.权利要求1的第一器件,其中该有机组合物包含约5%至约95%的第一化合物和约5%至约95%的第二化合物。
19.权利要求1的第一器件,其中该器件是有机发光器件。
20.权利要求1的第一器件,其中该器件是消费产品。
21.有机发光器件的制造方法,该器件包含第一电极、第二电极和位于该第一电极和该第二电极之间的第一有机层,其中该第一有机层包含有机组合物,该有机组合物进一步包含第一化合物和第二化合物,该方法包括:
提供基板,该基板具有位于其上的第一电极;
将该有机组合物沉积于该第一电极上方;并且
将该第二电极沉积于该第一有机层上方,
其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1和R2为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1的取代基,或者无取代;
其中R1和R2各自可以表示单、二、三或四取代;
其中n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
其中Ar1和Ar2独立地选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物;并且
其中R1和R2的至少之一包括三亚苯基团;并且
其中第二化合物具有式(1):
其中
Y是6至50个碳原子的m价芳族烃基,或者3至50个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团,
m表示1至3的整数,使得当m大于2时,每个Z可以相同或不同
Z由式(1a)表示:
其中
环A是由式(1b)表示的芳烃环
环B是由式(1c)表示的杂环
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3是6至50个碳原子的芳族烃基,或者3至50个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
22.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
23.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有式(3):
其中
Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1,
Z由式(3a)表示
环A是由式(3b)表示的芳烃环,
环B是由式(3c表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
26.权利要求22或23的方法,其中为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6-R8选择的非氢取代基的集合是相同的,并且该方法进一步包含在将有机组合物沉积于第一电极上方之前将第一化合物和第二化合物混合。
27.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;
其中L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物;并且
其中该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
28.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有下式:
其中
Y”是3至30个碳原子的单价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示整数1;
Z由式(3a)表示:
其中
环A是由式(3b)表示的芳烃环:
环B是由式(3c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6、R7、R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团;并且
Ar3”是6至30个碳原子的芳族烃基,或者3至30个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
31.权利要求27或28的方法,其中为R1、R2、R3、R4和R5选择的非氢取代基的集合和为R6-R8选择的非氢取代基的集合是相同的,并且该方法进一步包含在将有机组合物沉积于第一电极上方之前将第一化合物和第二化合物混合。
32.权利要求21的方法,其中将该第一化合物和第二化合物混合在一起并从单一的源蒸发。
33.权利要求21的方法,其中该有机组合物包含约5%至约95%的第一化合物以及约5%至约95%的第二化合物。
34.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差30℃以内的蒸发温度。
35.权利要求21的方法,其中该第一化合物具有与第二化合物的蒸发温度相差10℃以内的蒸发温度。
36.权利要求21的方法,其中第一电极是阳极,并且第一有机层沉积于该阳极上方。
37.权利要求21的方法,其中该方法进一步包括沉积不同于第一有机层的第二有机层,并且该第一有机层是非发光层。
38.权利要求37的方法,其中该第一有机层是阻挡层。
39.权利要求21的方法,其中该第一有机层是发光层,并且该第一化合物和第二化合物是主体,并且该发光层进一步包含发光磷光掺杂剂。
41.主体组合物,其包含第一化合物和第二化合物的混合物,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;并且
其中该第二化合物具有式(2):
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
42.主体组合物,其包含第一化合物和第二化合物的混合物,其中该第一化合物具有下式:
其中X为Se、S或O;
其中R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代;
其中R1、R2、R3、R4和R5独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳基和杂芳基;
其中L选自苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑及其杂芳族类似物,并且
其中该第二化合物具有下式:
其中
Y’是6至40个碳原子的m价芳族烃基,或者3至40个碳原子的m价芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团;
m表示1或2的整数,并且当m=2时,每个Z可以相同或不同;
Z由式(2a)表示:
其中环A是由式(2b)表示的芳烃环:
环B是由式(2c)表示的杂环,
环A和B分别与相邻的环稠合;
R6-R8各自独立地选自氢、1至10个碳原子的脂族烃基、6至18个碳原子的芳族烃基,或者3至17个碳原子的芳族杂环基团,并且
Ar3’是6至40个碳原子的芳族烃基,或者3至40个碳原子的芳族杂环基团,不包括具有多于5个稠合环的基团。
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