CN106537633A - 有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机电致发光装置。本发明的有机电致发光装置通过包含多种类别的主体化合物和特定空穴传输化合物的特定组合显示了高发光效率和良好的寿命。

Description

有机电致发光装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光装置。
背景技术
电致发光(EL)装置是一种自发光装置，其优点在于其提供较宽的视角、较大的对比率以及较快的响应时间。有机EL装置最初由伊士曼柯达(Eastman Kodak)通过使用芳香族二胺小分子和铝络合物作为用于形成发光层的材料而开发[《应用物理学快报(Appl.Phys.Lett.)》51,913,1987]。
当将电力施加到一种或多种有机发光材料时，有机EL装置将电能转化成光。一般来说，有机EL装置具有包含阳极、阴极以及安置于阳极与阴极之间的有机层的结构。有机EL装置的有机层包含空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。取决于其功能，用于形成有机层的材料可分类为空穴注入材料、空穴传输材料、电子阻挡材料、发光材料、电子缓冲材料、空穴阻挡材料、电子传输材料、电子注入材料等。当将电压施加到有机EL装置时，空穴和电子分别从阳极和阴极注入到发光层。具有高能量的激子通过空穴与电子之间的重组形成。激子的能量将有机发光化合物置于激发态中，并且激发态的衰减导致使得能级弛豫到基态中，伴随着发射光。
决定有机EL装置的发光效率的最重要因素是发光材料。发光材料需要具有较量子效率、高电子迁移率和高空穴迁移率。此外，由发光材料形成的发光层需要为均匀并且稳定的。取决于光发射观测到的颜色，发光材料可以分类为蓝光、绿光或红光发射材料，并且其中可以另外包括黄光或橙光发射材料。取决于其功能，发光材料可以分类为主体材料和掺杂剂材料。近来，开发具有高效率和长寿命的有机EL装置是一紧迫问题。具体来说，考虑OLED的中等或大尺寸面板的EL特征需求，必须迫切地开发特征比常规材料好的材料。主体材料以固态充当溶剂并且传递能量，并且因此需要具有高纯度和适于真空沉积的分子量。此外，主体材料需要具有实现热稳定性的高玻璃转移温度和高热分解温度；实现长寿命的高电-化学稳定性；容易形成非晶形薄膜；与相邻层的材料良好粘合以及不电子迁移到其它层。
为了增强色彩纯度、发光效率以及稳定性，发光材料可以用作主体和掺杂剂的混合物。一般来说，显示良好的电致发光特征的装置具有包含发光层的结构，在所述发光层中掺杂剂掺杂于主体中。在掺杂剂/主体材料系统中，装置的效率和寿命非常受主体材料影响，并且因此对主体材料的选择是重要的。
许多在先技术文献如WO 2013/168688 A1、WO 2009/060757 A1以及日本专利申请特许公开号2013-183036 A公开了一种采用双咔唑衍生物作为主体材料的有机电致发光装置。但是，其未专门公开一种采用咔唑的氮原子分别连接到芳基的双咔唑衍生物和咔唑的氮原子连接到含氮杂芳基的咔唑衍生物作为多种主体材料，并且采用咔唑的氮原子分别连接到芳基的双咔唑衍生物作为空穴传输材料的有机电致发光装置。
发明内容
技术问题
本发明的目标是提供一种显示高效率和长寿命的有机电致发光装置。
问题的解决方案
本发明人发现以上目标可以通过一种包含阳极、阴极以及阳极与阴极之间的有机层的有机电致发光装置来实现，其中有机层包含一个或多个发光层和一个或多个空穴传输层；一个或多个发光层中的至少一个包含一种或多种掺杂剂化合物和两种或更多种主体化合物；主体化合物的第一主体化合物由下式1表示；第二主体化合物由下式2表示；并且一个或多个空穴传输层中的至少一个包含由下式3表示的化合物：
其中
A1和A2各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基，前提是含氮杂芳基不是A1和A2的取代基；
L1表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
X1到X16各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
其中
Ma表示被取代或未被取代的含氮5到11元杂芳基；
La表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
Xa到Xh各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
其中
A3表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基；
L2表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
l和m各自独立地表示0或1的整数，l+m是1或2；
R1到R4各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其可以形成螺结构，并且所述环的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
r1到r4各自独立地表示1到4的整数；并且
所述杂芳基含有至少一个选自B、N、O、S、Si以及P的杂原子。
本发明的有利效应
根据本发明，提供一种具有高效率和长寿命的有机电致发光装置。另外，本发明的有机电致发光装置可以用于制造显示系统或照明系统。
本发明的模式
在下文中，将对本发明进行详细描述。但是，以下描述旨在解释本发明，并且不以任何方式意味着限制本发明的范围。
本发明的有机电致发光装置的详情如下。
根据本发明的有机电致发光装置的一个实施例，式1化合物可以由下式4、5、6以及7中的任一个表示。
其中A1、A2、L1和X1到X16如以上式1中所定义。
在式1中，A1和A2各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基。A1和A2可以各自独立地优选地表示被取代或未被取代的(C6-C18)芳基；并且更优选地表示未被取代或被氰基、卤素、(C1-C6)烷基、(C6-C12)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C18)芳基。具体来说，A1和A2可以各自独立地选自由以下各者组成的群组：被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基、被取代或未被取代的芴基、被取代或未被取代的苯并芴基、被取代或未被取代的菲基、被取代或未被取代的蒽基、被取代或未被取代的茚基、被取代或未被取代的三亚苯基、被取代或未被取代的芘基、被取代或未被取代的并四苯基、被取代或未被取代的苝基、被取代或未被取代的屈基、被取代或未被取代的苯基萘基、被取代或未被取代的萘基苯基以及被取代或未被取代的荧蒽基。本文中，被取代的苯基等的取代基可以是氰基、卤素、(C1-C6)烷基、(C6-C12)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基。另外，A1和A2可以相同或不同。
在式1中，X1到X16各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。优选地，X1到X16可以各自独立地表示氢、氰基、被取代或未被取代的(C1-C10)烷基、被取代或未被取代的(C6-C20)芳基、被取代或未被取代的5到20元杂芳基或被取代或未被取代的三(C6-C12)芳基硅烷基。更优选地，X1到X16可以各自独立地表示氢；氰基；(C1-C10)烷基；未被取代或被氰基、(C1-C10)烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C20)芳基；未被取代或被(C1-C10)烷基、(C6-C15)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的5到20元杂芳基；或未被取代或被(C1-C10)烷基取代的三(C6-C12)芳基硅烷基。具体地说，X1到X16可以各自独立地表示氢；氰基；(C1-C6)烷基；未被取代或被氰基、(C1-C6)烷基或三苯基硅烷基取代的苯基、联二苯、联三苯或萘基；未被取代或被(C1-C6)烷基、苯基、联二苯、萘基或三苯基硅烷基取代的二苯并噻吩或二苯并呋喃；或未被取代或被(C1-C6)烷基取代的三苯基硅烷基。
在式1中，L1表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基。优选地，L1可以表示单键或被取代或未被取代的(C6-C15)亚芳基。
L1可以表示选自下式8到20的基团。
其中
Xi到Xp各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；并且表示与母核的结合位点。
Xi到Xp可以各自独立地优选地表示氢、卤素、氰基、(C1-C10)烷基、(C3-C20)环烷基、(C6-C12)芳基、(C1-C6)烷基二(C6-C12)芳基硅烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基；并且更优选地表示氢、氰基、(C1-C6)烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基。
在式2中，Ma表示被取代或未被取代的含氮5到11元杂芳基。Ma可以优选地表示被取代或未被取代的含氮6到10元杂芳基；并且更优选地表示被以下各者取代的含氮6到10元杂芳基：未被取代的(C6-C18)芳基、被氰基取代的(C6-C12)芳基、被(C1-C6)烷基取代的(C6-C12)芳基、被三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C12)芳基或6到15元杂芳基。
具体地说，Ma可以表示选自由以下各者组成的群组的被取代或未被取代的单环型杂芳基：被取代或未被取代的吡咯基、被取代或未被取代的咪唑基、被取代或未被取代的吡唑基、被取代或未被取代的三嗪基、被取代或未被取代的四嗪基、被取代或未被取代的三唑基、被取代或未被取代的四唑基、被取代或未被取代的吡啶基、被取代或未被取代的吡嗪基、被取代或未被取代的嘧啶基以及被取代或未被取代的哒嗪基；或选自由以下各者组成的群组的被取代或未被取代的稠环型杂芳基：被取代或未被取代的苯并咪唑基、被取代或未被取代的异吲哚基、被取代或未被取代的吲哚基、被取代或未被取代的吲唑基、被取代或未被取代的苯并噻二唑基、被取代或未被取代的喹啉基、被取代或未被取代的异喹啉基、被取代或未被取代的噌啉基、被取代或未被取代的喹唑啉基、被取代或未被取代的萘啶基以及被取代或未被取代的喹喔啉基。优选地，Ma可以表示被取代或未被取代的三嗪基、被取代或未被取代的嘧啶基、被取代或未被取代的吡啶基、被取代或未被取代的喹啉基、被取代或未被取代的异喹啉基、被取代或未被取代的喹唑啉基、被取代或未被取代的萘啶基或被取代或未被取代的喹喔啉基。用于Ma的经取代吡咯基等的取代基可以是(C6-C18)芳基、被氰基取代的(C6-C12)芳基、被(C1-C6)烷基取代的(C6-C12)芳基、被三(C6-C12)芳基硅烷基、氰基、(C1-C6)烷基、三(C6-C12)芳基硅烷基或6到15元杂芳基取代的(C6-C12)芳基；并且具体地说，苯基、联二苯、联三苯、萘基、苯基萘基、萘基苯基、菲基、蒽基、二苯并噻吩基或二苯并呋喃基，以上者未被取代或被氰基、(C1-C6)烷基或三苯基硅烷基取代。
在式2中，La表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；并且优选地表示单键或被取代或未被取代的(C6-C12)亚芳基。
具体地说，La可以表示单键或式8到20中的任一个。
在式2中，Xa到Xh各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。优选地，Xa到Xh可以各自独立地表示氢、氰基、被取代或未被取代的(C6-C15)芳基、被取代或未被取代的10到20元杂芳基或被取代或未被取代的三(C6-C10)芳基硅烷基，或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C6-C20)单环或多环的芳环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。更优选地，Xa到Xh可以各自独立地表示氢、氰基、未被取代或被三(C6-C10)芳基硅烷基取代的(C6-C15)芳基，或未被取代或被(C6-C12)芳基取代的10到20元杂芳基，或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的吲哚、被取代或未被取代的苯并吲哚、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的苯并呋喃或被取代或未被取代的苯并噻吩。
在式3中，A3表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基；优选地被取代或未被取代的(C6-C18)芳基；并且更优选地未被取代或被氰基、(C6-C12)芳基、5到15元杂芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C18)芳基。具体地说，A3可以选自由以下各者组成的群组：被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基以及被取代或未被取代的三亚苯基。本文中，经取代苯基等的取代基可以是氰基、(C6-C12)芳基、5到15元杂芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基。
在式3中，L2表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；并且优选地表示单键或被取代或未被取代的(C6-C12)亚芳基。
在式3中，R1到R4各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其可以形成螺结构，并且所述环的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。优选地，R1到R4可以各自独立地表示氢、氰基、被取代或未被取代的(C6-C18)芳基、被取代或未被取代的10到20元杂芳基或被取代或未被取代的三(C6-C10)芳基硅烷基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C6-C21)单环或多环的芳环，其可以形成螺结构，并且所述环的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。更优选地，R1到R4可以各自独立地表示氢、氰基、未被取代或被(C1-C6)烷基取代的(C6-C18)芳基或未被取代的10到20元杂芳基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的吲哚、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的苯并茚、被取代或未被取代的苯并呋喃、被取代或未被取代的苯并噻吩、被取代或未被取代的螺[环戊烷-茚]、被取代或未被取代的螺[环己烷-茚]或被取代或未被取代的螺[芴-茚]。
本文中，“(C1-C30)烷基”指示具有1到30个、优选1到20个并且更优选1到10个构成链的碳原子的直链或分支链烷基链，并且包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。“(C2-C30)烯基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个构成链的碳原子的直链或分支链烯基链，并且包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基丁-2-烯基等。“(C2-C30)炔基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个构成链的碳原子的直链或分支链炔基链，并且包括乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-甲基戊-2-炔基等。“(C3-C30)环烷基”指示具有3到30个、优选3到20个并且更优选3到7个环主链碳原子的单环或多环烃，并且包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。“3到7元杂环烷基”指示具有3到7个、优选5到7个环主链原子(包括至少一个选自B、N、O、S、Si以及P，优选O、S以及N的杂原子)的环烷基，并且包括四氢呋喃、吡咯烷、硫杂环戊烷、四氢吡喃，此外，“(C6-C30)芳基(亚)”指示来源于芳香族烃并且具有6到30个、优选6到20个并且更优选6到15个环主链碳原子的单环或稠环类基团，并且包括苯基、联二苯、联三苯、萘基、联萘、苯基萘基、萘基苯基、芴基、苯基芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、苯基菲基、蒽基、茚基、三亚苯基、芘基、并四苯基、苝基、屈基、稠四苯基、荧蒽基等。“3到30元杂芳基”指示具有3到30个环主链原子(包括至少一个、优选1到4个选自由B、N、O、S、Si以及P组成的群组的杂原子)的芳基；可以是单环或与至少一个苯环稠合的稠环；可以是部分饱和的；可以是通过使至少一个杂芳基或芳基经由一个或多个单键连接到杂芳基所形成的基团；并且包括单环型杂芳基，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁唑基、噁二唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、呋吖基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等，和稠环型杂芳基，如苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、苯并噁唑基、异吲哚基、吲哚基、苯并吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡噁嗪基、啡啶基、苯并间二氧杂环戊烯基等。“含氮5到30元杂芳基”指示具有5到30个、优选5到20个并且更优选5到15个环主链原子(包括至少一个、优选1到4个氮作为杂原子)的杂芳基；可以是单环或与至少一个苯环稠和的稠环；可以是部分饱和的；可以是通过使至少一个杂芳基或芳基经由一个或多个单键连接到杂芳基所形成的基团；并且包括单环型杂芳基，如吡咯基、咪唑基、吡唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等，和稠环型杂芳基，如苯并咪唑基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡啶基等。此外，“卤素”包括F、Cl、Br以及I。
本文中，表述“被取代或未被取代的”中的“被取代的”意味着某一官能团中的氢原子被另一个原子或基团(即取代基)置换。在本发明中，式1到3中，A1、A2、L1、X1到X16、Ma、La、Xa到Xh、A3、L2以及R1到R4的被取代的烷基、被取代的烯基、被取代的炔基、被取代的环烷基、被取代的芳基(亚)、被取代的杂芳基、被取代的三烷基硅烷基、被取代的三芳基硅烷基、被取代的二烷基芳基硅烷基、被取代的烷基二芳基硅烷基、被取代的单或二芳基氨基、被取代的含氮杂芳基以及被取代的单环或多环的脂环族或芳香族环的取代基各自独立地是选自由以下各者组成的群组的至少一者：氘；卤素；氰基；羧基；硝基；羟基；(C1-C30)烷基；卤基(C1-C30)烷基；(C2-C30)烯基；(C2-C30)炔基；(C1-C30)烷氧基；(C1-C30)烷基硫基；(C3-C30)环烷基；(C3-C30)环烯基；3到7元杂环烷基；(C6-C30)芳氧基；(C6-C30)芳基硫基；未被取代或被(C6-C30)芳基取代的3到30元杂芳基；未被取代或被氰基、3到30元杂芳基或三(C6-C30)芳基硅烷基取代的(C6-C30)芳基；三(C1-C30)烷基硅烷基；三(C6-C30)芳基硅烷基；二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基；(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基；氨基；单或二(C1-C30)烷基氨基；单或二(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨基；(C1-C30)烷基羰基；(C1-C30)烷氧基羰基；(C6-C30)芳基羰基；二(C6-C30)芳基硼基；二(C1-C30)烷基硼基；(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼基；(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基以及(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基，并且优选是卤素；氰基；(C1-C6)烷基；5到15元杂芳基；未被取代或被氰基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C18)芳基；三(C6-C12)芳基硅烷基以及(C1-C6)烷基(C6-C12)芳基。
在式1中，式1中的X1到X16的三芳基硅烷基优选是三苯基硅烷基。
由式1表示的第一主体化合物包括以下各项，但不限于此。
由式2表示的第二主体化合物包括以下各项，但不限于此：
由式3表示的空穴传输化合物包括以下各项，但不限于此：
本发明的有机电致发光装置包含阳极、阴极以及阳极与阴极之间的有机层，其中有机层包含一个或多个发光层和一个或多个空穴传输层；一个或多个发光层中的至少一个包含一种或多种掺杂剂化合物和两种或更多种主体化合物；主体化合物的第一主体化合物由式1表示；第二主体化合物由式2表示；并且一个或多个空穴传输层中的至少一个包含由式3表示的化合物。
发光层指示发出光的层。优选的是，按发光层中主体化合物和掺杂剂化合物的总量计，掺杂剂化合物的掺杂量小于20wt％。在本发明的有机电致发光装置中，发光层中第一主体材料与第二主体材料之间的重量比可以在1:99到99:1范围内。
除发光层和空穴传输层以外，有机层可以包含至少一个选自空穴注入层、电子传输层、电子注入层、电子缓冲层、夹层、空穴阻挡层以及电子阻挡层的层。
本发明的有机电致发光装置中包含的掺杂剂优选是至少一种磷光掺杂剂。用于本发明的有机电致发光装置的磷光掺杂剂材料不受限制，但可以优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、铜(Cu)或铂(Pt)的金属化络合化合物，更优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、铜(Cu)或铂(Pt)的邻位金属化络合化合物，并且甚至更优选地是邻位金属化铱络合化合物。
磷光掺杂剂可以优选地选自由下式101到103表示的化合物组成的群组。
其中L选自以下结构：
R100表示氢、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基或被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基；
R101到R109和R111到R123各自独立地表示氢、氘、卤素、未被取代或被氘或卤素取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C6-C30)芳基、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷氧基、或被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基；R106到R109的相邻取代基可以彼此连接以形成被取代或未被取代的稠环，例如，未被取代或被烷基取代的芴、未被取代或被烷基取代的二苯并噻吩或未被取代或被烷基取代的二苯并呋喃；R120到R123的相邻代基可以彼此连接以形成被取代或未被取代的稠环，例如，未被取代或被卤素、烷基或芳基取代的喹啉；
R124到R127各自独立地表示氢、氘、卤素、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基或被取代或未被取代的(C6-C30)芳基；并且R124到R127的相邻取代基可以彼此连接以形成被取代或未被取代的稠环，例如，未被取代或被烷基取代的芴、未被取代或被烷基取代的二苯并噻吩或未被取代或被烷基取代的二苯并呋喃；
R201到R211各自独立地表示氢、氘、卤素、未被取代或被氘或卤素取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基或被取代或未被取代的(C6-C30)芳基；并且R208到R211的相邻取代基可以彼此连接以形成被取代或未被取代的稠环，例如，未被取代或被烷基取代的芴、未被取代或被烷基取代的二苯并噻吩或未被取代或被烷基取代的二苯并呋喃；
r和s各自独立地表示1到3的整数；当r或s是2或更大的整数时，每个R100可以相同或不同；并且
e表示1到3的整数。
具体来说，磷光掺杂剂材料包括以下各项：
在本发明的有机电致发光装置中，有机层可以进一步包含至少一种选自由芳胺类化合物和苯乙烯基芳基胺类化合物组成的群组的化合物。
在本发明的有机电致发光装置中，有机层可进一步包含至少一种选自由以下各者组成的群组的金属：周期表的第1族金属、第2族金属、第4周期的过渡金属、第5周期的过渡金属、镧系元素和d-过渡元素的有机金属，或至少一种包含所述金属的络合化合物。
在本发明的有机电致发光装置中，至少一个层(在下文中“表面层”)优选地可以置于一个或两个电极的内表面(一个或两个)上，选自硫族化物层、金属卤化物层以及金属氧化物层。具体来说，硅或铝的硫族化合物(包括氧化物)层优选地置于电致发光中间层的阳极表面上，并且金属卤化物层或金属氧化物层优选地置于电致发光中间层的阴极表面上。这类表面层为有机电致发光装置提供操作稳定性。优选地，硫族化物包括SiOX(1≤X≤2)、AlOX(1≤X≤1.5)、SiON、SiAlON等；金属卤化物包括LiF、MgF2、CaF2、稀土金属氟化物等；并且金属氧化物包括Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等。
除空穴传输层以外，空穴注入层、电子阻挡层或其组合可以安置于阳极与发光层之间。空穴注入层可以由两层或更多层组成，以便降低从阳极向空穴传输层或电子阻挡层注入空穴的能垒(或注入空穴的电压)。所述层中的每一层可以包含两种或更多种化合物。电子阻挡层可以由两层或更多层组成。
电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层或其组合可以安置于发光层与阴极之间。电子缓冲层可以由两层或更多层组成，以便控制电子注入并且改进发光层与电子注入层之间的界面特征。所述层中的每一层可以包含两种或更多种化合物。空穴阻挡层或电子传输层可以由两层或更多层组成，并且所述层中的每一层可以包含两种或更多种化合物。
在本发明的有机电致发光装置中，电子传输化合物和还原性掺杂剂的混合区、或空穴传输化合物和氧化性掺杂剂的混合区可以置于一对电极的至少一个表面上。在这种情况下，电子传输化合物被还原为阴离子，并且因此变得更容易从混合区注入并且传输电子到电致发光媒介。此外，空穴传输化合物被氧化为阳离子，并且因此变得更容易从混合区注入并且传输空穴到电致发光媒介。优选地，氧化性掺杂剂包括各种路易斯酸(Lewis acid)和受体化合物；并且还原性掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属、稀土金属以及其混合物。还原性掺杂剂层可以用作电荷产生层以制备具有两个或更多个发光层并且发射白光的电致发光装置。
为了形成本发明的有机电致发光装置的每一层，可以使用干式成膜方法，如真空蒸发、溅镀、等离子体以及离子电镀方法；或湿式成膜方法，如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂布、旋转涂布、浸渍涂布以及流动涂布方法。在用本发明的第一主体化合物和第二主体化合物形成层时，可以将其共蒸发或混合蒸发。
当使用湿式成膜方法时，薄膜可以通过将形成每一层的材料溶解或扩散到任何合适的溶剂中来形成，所述溶剂如乙醇、氯仿、四氢呋喃、二噁烷等。所述溶剂可以是形成每一层的材料可以溶解或扩散于其中并且不存在成膜能力问题的任何溶剂。
在本发明的有机电致发光装置中，用于发光层的两种或更多种主体化合物可以共蒸发或混合蒸发。在本文中，共蒸发指示用于使两种或更多种材料以混合物形式沉积的方法，通过将所述两种或更多种材料中的每一种引入相应坩埚单元中，并且向所述单元施加电流以便所述材料中的每一种蒸发来进行。在本文中，混合蒸发指示用于使两种或更多种材料以混合物形式沉积的方法，通过将所述两种或更多种材料在一个坩埚单元中混合，随后沉积，并且向所述单元施加电流以便使所述混合物蒸发来进行。
本发明的有机电致发光装置可以用于制造显示系统或照明系统。
在下文中，包含本发明的主体化合物和空穴传输化合物的装置的制备方法以及其发光特性将参照以下实例详细阐述。
[装置实例1-1到1-4]通过蒸发本发明的空穴传输化合物并且共蒸发本发明的第 一主体化合物和第二主体化合物而制备的OLED
如下制备包含本发明的发光材料的有机电致发光装置(OLED)。将OLED(吉奥马(Geomatec))的玻璃衬底上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)依序用丙酮、乙醇以及蒸馏水进行超声洗涤，并且接着储存于异丙醇中。接着将ITO衬底安装在真空气相沉积设备的衬底固持器上。将N4,N4'-二苯基-N4,N4'-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-联二苯]-4,4'-二胺(化合物HI-1)引入真空气相沉积设备的一单元中，并且接着将设备腔室中的压力控制到10-6托。此后，向所述单元施加电流以蒸发HI-1，从而在ITO衬底上形成厚度是80nm的第一空穴注入层。接着，将1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲-六甲腈(化合物HI-2)引入真空气相沉积设备的另一个单元中，并且通过向所述单元施加电流来蒸发，从而在第一空穴注入层上形成厚度是3nm的第二空穴注入层。将N-([1,1'-联二苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺(化合物H3-3)引入真空气相沉积设备的一个单元中，并且通过向所述单元施加电流来蒸发，从而在第二空穴注入层上形成厚度是10nm的第一空穴传输层。接着将展示于下表1中的第二空穴传输层的化合物引入真空气相沉积设备的另一个单元中，并且通过向所述单元施加电流来蒸发，从而在第一空穴传输层上形成厚度是30nm的第二空穴传输层。分别将作为主体材料的化合物H1-34和H2-31引入真空气相沉积设备的两个单元中。将D-25作为掺杂剂引入另一个单元中。两种主体化合物以1:1的相同速率蒸发，而掺杂剂以与主体化合物不同的速率蒸发，使得掺杂剂以按主体和掺杂剂的总量计15wt％的掺杂量沉积，以在空穴传输层上形成厚度是40nm的发光层。分别将2,4-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(化合物ET-1)和喹啉锂(化合物EI-1)引入真空气相沉积设备的两个单元中，并且以4:6的相同速率蒸发，从而在发光层上形成厚度是35nm的电子传输层。在电子传输层上沉积喹啉锂(化合物EI-1)作为厚度为2nm的电子注入层后，接着通过另一个真空气相沉积设备在所述电子注入层上沉积厚度是80nm的Al阴极。
[比较实例1-1]通过蒸发作为第二空穴传输层的化合物的化合物HTL-A而制备的 OLED
以与装置实例1-1到1-4中相同的方式制备OLED，例外为将下文展示的化合物HTL-A用作第二空穴传输层的化合物。
测量OLED的1,000nit下的驱动电压、发光效率、CIE颜色座标以及15,000nit和恒定电流(T97寿命)下亮度从100％降低到97％所耗的时间。
装置实例1-1到1-4和比较实例1-1中所制备的有机电致发光装置的特征展示于下表1中。
[表1]
装置实例编号 第二空穴传输层 电压(V) 效率(cd/A) 颜色座标(x,y) T97寿命[h]
装置实例1-1 H3-3 2.9 52.1 0.299,0.657 28
装置实例1-2 H3-164 3.4 60.1 0.298,0.658 11
装置实例1-3 H3-177 3.5 58.7 0.298,0.657 14
装置实例1-4 H3-28 3.1 57.7 0.298,0.657 15
比较实例1-1 HTL-A 3.5 51.6 0.301,0.660 3
如以上装置实例中所确认，本发明的有机电致发光装置通过包含特定空穴传输化合物和多种主体具有比常规装置更好的寿命特征。

Claims (11)

1.一种有机电致发光装置，其包含阳极、阴极以及所述阳极与所述阴极之间的有机层，
其中所述有机层包含一个或多个发光层和一个或多个空穴传输层；至少一个发光层包含一种或多种掺杂剂化合物和两种或更多种主体化合物；所述主体化合物的第一主体化合物由下式1表示；第二主体化合物由下式2表示；并且至少一个空穴传输层包含由下式3表示的化合物：
其中
A1和A2各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基，前提是含氮杂芳基不是A1和A2的取代基；
L1表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
X1到X16各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
其中
Ma表示被取代或未被取代的含氮5到11元杂芳基；
La表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
Xa到Xh各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
其中
A3表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基；
L2表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基；
l和m各自独立地表示0或1的整数，l+m是1或2；
R1到R4各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其可以形成螺结构，并且所述环的一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；
r1到r4各自独立地表示1到4的整数；并且
所述杂芳基含有至少一个选自B、N、O、S、Si以及P的杂原子。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式1中，A1和A2各自独立地选自由以下各者组成的群组：被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基、被取代或未被取代的芴基、被取代或未被取代的苯并芴基、被取代或未被取代的菲基、被取代或未被取代的蒽基、被取代或未被取代的茚基、被取代或未被取代的三亚苯基、被取代或未被取代的芘基、被取代或未被取代的并四苯基、被取代或未被取代的苝基、被取代或未被取代的屈基、被取代或未被取代的苯基萘基、被取代或未被取代的萘基苯基以及被取代或未被取代的荧蒽基。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式1中，L1表示单键或选自下式8到20的基团。
其中
Xi到Xp各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；并且表示与母核的结合位点。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式2中，Ma表示选自由以下各者组成的群组的被取代或未被取代的单环型杂芳基：被取代或未被取代的吡咯基、被取代或未被取代的咪唑基、被取代或未被取代的吡唑基、被取代或未被取代的三嗪基、被取代或未被取代的四嗪基、被取代或未被取代的三唑基、被取代或未被取代的四唑基、被取代或未被取代的吡啶基、被取代或未被取代的吡嗪基、被取代或未被取代的嘧啶基以及被取代或未被取代的哒嗪基；或选自由以下各者组成的群组的被取代或未被取代的稠环型杂芳基：被取代或未被取代的苯并咪唑基、被取代或未被取代的异吲哚基、被取代或未被取代的吲哚基、被取代或未被取代的吲唑基、被取代或未被取代的苯并噻二唑基、被取代或未被取代的喹啉基、被取代或未被取代的异喹啉基、被取代或未被取代的噌啉基、被取代或未被取代的喹唑啉基、被取代或未被取代的萘啶基以及被取代或未被取代的喹喔啉基。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式2中，La表示单键或选自下式8到20的基团。
其中
Xi到Xp各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的脂环族或芳香族环，其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换；并且表示与母核的结合位点。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式2中，Xa到Xh各自独立地表示氢、氰基、未被取代或被三(C6-C10)芳基硅烷基取代的(C6-C15)芳基，或未被取代或被(C6-C12)芳基取代的10到20元杂芳基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的吲哚、被取代或未被取代的苯并吲哚、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的苯并呋喃或被取代或未被取代的苯并噻吩。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式3中，A3选自由以下各者组成的群组：被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基以及被取代或未被取代的三亚苯基。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在式3中，R1到R4各自独立地表示氢、氰基、未被取代或被(C1-C6)烷基取代的(C6-C18)芳基或未被取代的10到20元杂芳基；或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的吲哚、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的苯并茚、被取代或未被取代的苯并呋喃、被取代或未被取代的苯并噻吩、被取代或未被取代的螺[环戊烷-茚]、被取代或未被取代的螺[环己烷-茚]或被取代或未被取代的螺[芴-茚]。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述式1化合物选自由以下组成的群组：
10.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述式2化合物选自由以下组成的群组：
11.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述式3化合物选自由以下组成的群组：
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