CN109690804A - 包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置 - Google Patents

包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109690804A
CN109690804A CN201780055496.4A CN201780055496A CN109690804A CN 109690804 A CN109690804 A CN 109690804A CN 201780055496 A CN201780055496 A CN 201780055496A CN 109690804 A CN109690804 A CN 109690804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
yuan
alkyl
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780055496.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109690804B (zh
Inventor
赵相熙
文斗铉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials Korea Ltd
Publication of CN109690804A publication Critical patent/CN109690804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109690804B publication Critical patent/CN109690804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D413/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D413/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D413/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30—Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/40—Interrelation of parameters between multiple constituent active layers or sublayers, e.g. HOMO values in adjacent layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/166—Electron transporting layers comprising a multilayered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本公开涉及一种有机电致发光装置，其包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、介于所述第一电极与所述第二电极之间的发光层以及介于所述发光层与所述第二电极之间的电子传输层和电子缓冲层。通过在电子缓冲层和电子传输层中包括本公开的化合物，可以提供驱动电压低、发光效率高和/或使用寿命长的有机电致发光装置。

Description

包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置
技术领域
本公开涉及包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置。
背景技术
电致发光装置(EL装置)是一种自发光显示装置，其优点在于其提供更宽的视角、更大的对比度和更快的响应时间。第一个有机EL装置由Eastman Kodak于1987年通过将小芳族二胺分子和铝络合物用作用于形成发光层的材料开发而来(参见《应用物理学快报(App.Phys.Lett.)》，51,913,1987)。
有机EL装置(OLED)通过向有机电致发光材料施加电能而将电能转换为光，并且通常包括阳极、阴极和形成在所述两个电极之间的有机层。如果需要，有机EL装置的有机层可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴辅助层、发光辅助层、电子阻挡层、发光层(含有主体和掺杂剂材料)、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。有机层中使用的材料可以分类为空穴注入材料、空穴传输材料、空穴辅助材料、发光辅助材料、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，这取决于其功能。在有机EL装置中，来自阳极的空穴和来自阴极的电子通过施加电压注入到发光层中，并且通过空穴和电子的重组产生具有高能量的激子。当有机发光化合物从激发态返回到基态时，有机发光化合物通过能量进入激发态并从能量发射光。
在有机EL装置中，电子传输材料主动地将电子从阴极传输到发光层并抑制在发光层中不重组的空穴的传输，以增加发光层中空穴和电子的重组机会。因此，电子亲合材料用作电子传输材料。如Alq3等具有发光功能的有机金属络合物在传输电子方面十分出色，因此通常用作电子传输材料。然而，Alq3的问题在于当用于发蓝光装置时其会移动到其它层并且显示的色纯度会降低。因此，需要不具有上述问题、具有高电子亲和性、并且在有机EL装置中快速传输电子以提供具有高发光效率的有机EL装置的新型电子传输材料。
并且，配备电子缓冲层以改善发光亮度降低的问题，当装置在产生面板的过程中暴露于高温时，所述问题可能由于装置中的电流特性的变化而发生。因此，包括在电子缓冲层中的化合物的性质是重要的。另外，在电子缓冲层中使用的化合物被期望通过吸电子特性和电子亲和力LUMO(最低空分子轨道)能级来起到控制电子注入的作用，并从而可以起到提高有机电致发光装置的效率和寿命的作用。
韩国专利申请公开号2015-0080213公开了包括在双层结构的电子传输层中的蒽类化合物和杂芳基类化合物的组合，但未公开其具体化合物。并且，所述文献未具体公开包括电子缓冲层的有机电致发光装置。
韩国专利申请公开号2010-0118690公开了通过在电子传输层中包括通过苯基、二苯并芴或吡啶连接的三嗪和苯并咪唑的化合物可以提高发光效率。然而，所述文献未具体公开通过联苯基连接的三嗪和苯并咪唑的化合物作为电子传输材料，也未具体公开所述化合物可以用作电子缓冲材料。
韩国专利申请公开号2015-0108330具体公开了基于所需材料性质及其各种参数的电子缓冲材料的作用。在组合本公开的电子缓冲层和电子传输层之前，电子缓冲层的基本机制基于此文献。
发明内容
待解决的问题
本公开的目的是通过在电子传输层和电子缓冲层中包括根据本公开的化合物来提供驱动电压低、发光效率高和/或使用寿命长的有机电致发光装置。
问题的解决方案
作为解决上述技术问题的深入研究的结果，本发明人发现通过特定电子缓冲材料和特定电子传输材料的组合可以实现上述目的。具体地，上述目的可以通过一种有机电致发光装置实现，其包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、介于所述第一电极与所述第二电极之间的发光层以及介于所述发光层与所述第二电极之间的电子传输层和电子缓冲层，其中所述电子缓冲层包括由下式1表示的化合物和由下式2表示的化合物中的至少一种，并且所述电子传输层包括由下式2表示的化合物：
其中
Y1到Y3各自独立地表示N或CR4，条件是Y1到Y3中的至少两个表示N，并且
R1到R4各自独立地表示氢、卤素、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C60)芳基或被取代的或未被取代的(3元到60元)杂芳基，或者R4能够与R1到R3之一连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子能够被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，其中未与R4连接的R1到R3具有上述定义，条件是R1到R3全都不是氢；
其中
L1表示被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基，
L2表示单键或被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基，
A1表示被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，并且
所述杂芳基含有选自B、N、O、S、Si和P的至少一个杂原子。
发明效果
通过在电子传输层和电子缓冲层包括根据本公开的有机电致发光化合物，可以提供驱动电压低、发光效率高和/或使用寿命长的有机电致发光装置。
附图说明
图1示出了根据本公开一个实施例的包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置的示意性截面图。
图2示出了根据本公开一个实施例的有机电致发光装置的各层之间的能隙关系。
图3是示出了根据本公开与不根据本公开的有机电致发光装置的电流效率与亮度的关系的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本公开。然而，以下描述旨在解释本公开，并不意味着以任何方式限制本公开的范围。
根据本公开的一个实施例的有机电致发光装置可以包括由式1表示的化合物作为电子缓冲层中包括含氮杂芳基的化合物，和由式2表示的化合物作为被取代的杂芳基化合物，其通过作为电子传输层中的连接子的3,4-联苯与咪唑连接。并且，根据本公开另一个实施例的有机电致发光装置可以包括由式2表示的化合物，作为被取代的杂芳基化合物，其通过作为电子缓冲层和电子传输层中的连接子的3,4-联苯与咪唑连接。
在下文中，将更详细地描述由式1和2表示的有机电致发光化合物。
在式1中，Y1到Y3各自独立地表示N或CR4，条件是Y1到Y3中的至少两个表示N。
在式1中，R1到R4各自独立地表示氢、卤素、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C60)芳基或被取代的或未被取代的(3元到60元)杂芳基；作为一个实施例，氢、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(5元到50元)杂芳基；以及作为另一个实施例，被取代的或未被取代的(C6-C25)芳基或被取代的或未被取代的(5元到40元)杂芳基。例如，R1到R3各自独立地可以表示氢、被取代的或未被取代的苯基、被取代的吲哚基、被取代的或未被取代的萘基、被取代的或未被取代的联苯基、未被取代的三联苯基、未被取代的二苯并呋喃基、被取代的咔唑基、被取代的苯并咔唑基或被取代的或未被取代的(17元到38元)杂芳基，并且杂芳基可以含有选自N、O和S的至少一个杂原子。例如，R4可以表示氢。并且，R4可以与R1到R3之一连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)、优选地(C3-C25)、更优选地(C5-C18)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，其中未与R4连接的R1到R3具有上述定义。例如，R4可以与R1到R3之一连接，以形成未被取代的苯并呋喃环。优选地排除R1到R3全都为氢的情况。
在式2中，L1表示被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基；作为一个实施例，被取代的或未被取代的(C6-C25)亚芳基；作为另一个实施例，被取代的或未被取代的(C6-C18)亚芳基；以及例如，未被取代的亚苯基、未被取代的二甲基亚芴基、未被取代的二苯基亚芴基或未被取代的亚苯并菲基。
在式2中，L2表示单键或被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基；作为一个实施例，单键或被取代的或未被取代的(C6-C25)亚芳基；作为另一个实施例，单键或被取代的或未被取代的(C6-C18)亚芳基；以及例如，单键或未被取代的亚苯基。
在式2中，A1表示被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基；作为一个实施例，被取代的或未被取代的(3元到25元)杂芳基；以及作为另一个实施例，被一个或多个(C6-C25)芳基取代的(5元到18元)杂芳基。例如A1可以表示被取代的三嗪基、被取代的嘧啶基或含氮和/或氧的被取代的13元杂芳基，其中被取代的三嗪基、被取代的嘧啶基和被取代的13元杂芳基的取代基可以是苯基、联苯基、萘基、二甲基芴基、二苯基芴基、三联苯基和菲基中的至少一种。
根据本公开的一个实施例，式1可以由下式3到8中的任何一个，优选地下式3到5中的任何一个表示：
在式3到8中，Y1表示N或CR4。
在式3到8中，R1、R2和R4各自独立地表示氢、卤素、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，或者R4可以与R1或R2连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，其中未与R4连接的R1和R2具有上述定义。作为一个实施例，R1、R2和R4各自独立地表示氢、被取代的或未被取代的(C6-C25)芳基或被取代的或未被取代的(3元到25元)杂芳基，或者R4可以与R1或R2连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C5-C25)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代。作为另一个实施例，R1、R2和R4各自独立地表示氢、被取代的或未被取代的(C6-C18)芳基或被取代的或未被取代的(5元到18元)杂芳基，或者R4可以与R1或R2连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C5-C18)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被氧替代。例如，R1和R2各自独立地可以表示氢、被取代的或未被取代的苯基、未被取代的萘基、未被取代的联苯基、未被取代的三联苯基或未被取代的二苯并呋喃基，或者R4可以连接到R1或R2以形成未被取代的苯并呋喃环。
在式3到8中，L3表示单键、被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)亚杂芳基；作为一个实施例，单键、被取代的或未被取代的(C6-C25)亚芳基或被取代的或未被取代的(5元到25元)亚杂芳基；作为另一个实施例，单键、被取代的或未被取代的(C6-C18)亚芳基或被取代的或未被取代的(5元到18元)亚杂芳基；以及例如，单键、未被取代的亚苯基、未被取代的亚萘基、未被取代的亚联苯基或未被取代的苯并亚咔唑基。
在式4、7和8中，Z1、Z4和Z5各自独立地表示O、S、NR7或CR8C9；以及作为一个实施例，O、NR7或CR8C9。例如，Z1可以表示O或NR7；Z4表示CR8C9；以及Z5表示NR7。
在式5中，Z2和Z3中的任何一个表示＝N-或＝CR10-，并且Z2和Z3中的另一个表示O、S、NR11或CR12R13；并且作为一个实施例，Z2和Z3中的任何一个表示＝N-或＝CR10-，并且其另一个表示O或S。例如，当Z2表示＝N-或＝CR10-时，Z3可以表示S，并且当Z2表示O时，Z3表示＝N-。
在式3到8中，Ar1到Ar16以及R5到R13各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基、被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烯基、-NR14R15或–SiR16R17R18，或者可以与相邻取代基连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代；作为一个实施例，氢、被取代的或未被取代的(C1-C20)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C25)芳基或被取代的或未被取代的(5元到25元)杂芳基，或者可以与相邻取代基连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C5-C25)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代；以及作为另一个实施例，氢、被取代的或未被取代的(C1-C10)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C18)芳基或被取代的或未被取代的(5元到18元)杂芳基，或者可以与相邻取代基连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C5-C18)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代。例如，Ar1和Ar2各自独立地可以表示氢、未被取代的甲基、未被取代的叔丁基、未被取代的苯基、被一个或多个苯基取代的芴基、未被取代的二苯并呋喃基、未被取代的二苯并噻吩基或被一个或多个苯基取代的咔唑基，或者可以与相邻取代基连接以形成被取代的含氮5元杂芳基环、未被取代的苯环、被取代的茚环、未被取代的苯并呋喃环、未被取代的苯并噻吩环或被一个或多个苯基取代的苯并茚环；Ar3、Ar5到Ar8以及Ar12到Ar16各自独立地可以表示氢；Ar4可以表示氢或未被取代的苯基；Ar9可以表示氢，或者可以与相邻取代基连接以形成未被取代的苯环；Ar10可以表示氢，或者可以与相邻取代基连接以形成未被取代的苯环或未被取代的芴环；Ar11可以表示未被取代的苯基或未被取代的萘基；R5表示未被取代的苯基；R6可以表示未被取代的苯基或被一个或多个苯基取代的咔唑基；R7和R11各自独立地可以表示未被取代的苯基；R8到R10、R12以及R13各自独立地可以表示未被取代的甲基；Ar4和R9可以相互连接以形成未被取代的吲哚环；并且R5和R12可以彼此连接以形成未被取代的苯环。
在式3到8中，R14到R18各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烯基、被取代的或未被取代的(3元到7元)杂环烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基。
在式3到8中，a、b、e、j、m、o和p各自独立地表示整数1到4；c、d、f、i和n各自独立地表示整数1到3；g、h、k和l各自独立地表示1或2；其中如果a到p各自独立地为整数2或更大的整数，则Ar1到Ar16中的每一个可以相同或不同。作为一个实施例，a到p各自独立地表示1或2。作为另一个实施例，a到h以及k到p各自独立地表示1，并且i和j各自独立地表示1或2。
根据本公开的一个实施例，式2可以由下式9表示：
在式9中，L2表示单键或被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基；作为一个实施例，单键或被取代的或未被取代的(C6-C25)亚芳基；作为另一个实施例，单键或被取代的或未被取代的(C6-C18)亚芳基；以及例如，单键或未被取代的亚苯基。
在式9中，A1可以由下式10和11中的任何一个表示：
在式10和11中，*表示与式9的L2的键合位点。
在式10中，Y4表示N或CR19。
在式11中，M表示O或S，作为一个实施例，表示O。
在式10和11中，A2到A4、R19以及Ar17各自独立地表示氢、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，或者R4可以与R2或R3连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子可以被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代；作为一个实施例，氢、被取代的或未被取代的(C6-C25)芳基或被取代的或未被取代的(5元到25元)杂芳基；以及作为另一个实施例，氢、被取代的或未被取代的(C6-C25)亚芳基。例如，A2和A3各自独立地可以表示氢、未被取代的苯基、未被取代的萘基、未被取代的联苯基、未被取代的二甲基芴基、未被取代的二苯基芴基、未被取代的菲基、或未被取代的三联苯基；R19可以表示氢；A4可以表示未被取代的苯基或未被取代的萘基；以及Ar17可以表示氢。
在式11中，q表示整数1到4；作为一个实施例，表示1或2；并且作为另一个实施例，表示1。
在式1到11中，所述(亚)杂芳基含有选自B、N、O、S、Si和P的至少一个杂原子；以及作为一个实施例，选自N、O和S的至少一个杂原子。
本文中，术语“(C1-C30)烷基”是指构成链的具有1到30个碳原子的直链或支链烷基，其中碳原子数优选为1到20，更优选地1到10。上述烷基可以包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。术语“(C3-C30)环烷基”是具有3到30个环骨架碳原子的单环或多环烃，其中碳原子数优选地为3到20，更优选地为3到7。上述环烷基可以包含环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。术语“(3元到7元)杂环烷基”是具有3到7个、优选地5到7个环骨架原子的环烷基，并且包含选自由B、N、O、S、Si和P组成的组、优选地由O、S和N组成的组的至少一个杂原子。上述杂环烷基可以包含四氢呋喃、吡咯烷、硫杂环戊烷、四氢吡喃等。术语“(C6-C60)芳基(烯)”是衍生自具有6到60个环骨架碳原子的芳烃的单环或稠环基团，其中环骨架碳原子数优选地为6到30，更优选地为6到20。上述(亚)芳基可以是部分饱和的，并且可以包括螺环结构。上述芳基可以包含苯基、联苯基、三联苯基、萘基、联萘基、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、基、萘并萘基、荧蒽基、螺二芴基等。术语“(3元到60元)(亚)杂芳基”是具有3到60个环骨架原子的芳基，并且包含选自由B、N、O、S、Si和P组成的组的至少一个、优选地1到4个杂原子。上述(亚)杂芳基可以是单环或与至少一个苯环稠合的稠环；可以部分饱和；可以是通过一个或多个单键将至少一个杂芳基或芳基基团与杂芳基基团连接而形成的芳基；并且可以包括螺环结构。上述杂芳基可以包含如呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、异噻唑基、异恶唑基、恶唑基、恶二唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、呋咕基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、和哒嗪基等单环环型杂芳基，以及如苯并呋喃基、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、苯并异恶唑基、苯并恶唑基、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、萘啶基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吩恶嗪基、吩噻嗪基、菲啶基、苯并间二氧杂环戊烯基和二氢吖啶基等稠合环形杂芳基。此外，“卤素”包含F、Cl、Br和I。
本文中，“被取代的或未被取代的”表述中的“被取代的”是指某个官能团中的氢原子被另一个原子或另一个官能团，即取代基取代。在式1到式11的R1到R19、L1到L3、A1到A4以及Ar1到Ar17中，所述被取代的烷基、所述被取代的(亚)芳基、所述被取代的(亚)杂芳基以及所述被取代的单环或多环脂环或芳环或其组合的取代基各自独立地为选自由以下组成的组的至少一种：氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、(C1-C30)烷基、卤代(C1-C30)烷基、(C2-C30)烯基、(C2-C30)炔基、(C1-C30)烷氧基、(C1-C30)烷硫基、(C3-C30)环烷基、(C3-C30)环烯基、(3元到7元)杂环烷基、(C6-C30)芳氧基、(C6-C30)芳硫基、(C6-C30)芳基、未被取代的或被一个或多个(C1-C30)烷基和/或一个或多个(C6-C30)芳基取代的(5元到60元)杂芳基、三(C1-C30)烷硅基、三(C6-C30)芳硅基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳硅基、(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳硅基、氨基、单或二(C1-C30)烷氨基、单或二(C6-C30)芳氨基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳氨基、(C1-C30)烷羰基、(C1-C30)烷氧羰基、(C6-C30)芳羰基、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；作为一个实施例，各自独立地为选自由以下组成的组的至少一种：(C1-C20)烷基、未被取代的或被一个或多个(C1-C20)烷基和/或一个或多个(C6-C25)芳基取代的(5元到50元)杂芳基、(C6-C28)芳基以及(C1-C20)烷基(C6-C25)芳基；并且作为另一个实施例，各自独立地为选自由以下组成的组的至少一种：(C1-C10)烷基、未被取代的或被一个或多个(C1-C10)烷基和/或一个或多个(C6-C20)芳基取代的(6元到40元)杂芳基、(C6-C25)芳基以及(C1-C10)烷基(C6-C18)芳基。例如，取代基可以是选自由以下组成的组的至少一种：未被取代的甲基；未被取代的叔丁基；未被取代的苯基；未被取代的萘基；未被取代的联苯基；二甲基芴基；苯基芴基；二苯基芴基；未被取代的菲基；未被取代的三联苯基；被一个或多个苯基取代的三嗪基；被一个或多个苯基取代的吲哚基；被一个或多个苯基取代的苯并咪唑基；被甲基、苯基、苯基芴基、二苯并噻吩基中的至少一种取代的咔唑基、被苯基和二苯并呋喃基取代的咔唑基；未被取代的二苯并呋喃基；未被取代的二苯并噻吩基；未被取代的吨基；未被取代的或被一个或多个苯基取代的苯并咔唑基；未被取代的苯并菲并噻吩基；未被取代的二苯并咔唑基；被一个或多个苯基取代的13元杂芳基；被一个或多个苯基取代的16元杂芳基；被甲基、苯基和萘基中的至少一种取代的17元杂芳基；被一个或多个苯基取代的19元杂芳基；未被取代的或被一个或多个叔丁基取代的20元杂芳基；被一个或多个苯基取代的24元杂芳基；以及未被取代的26元杂芳基，并且杂芳基可以含有选自N、O和S的至少一个杂原子。
由式1表示的化合物包含以下化合物，但不限于此。
由式2表示的化合物包含以下化合物，但不限于此。
本公开涉及一种有机电致发光装置，其包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、介于所述第一电极与所述第二电极之间的发光层以及介于所述发光层与所述第二电极之间的电子传输区和电子缓冲层，其中所述电子传输区包括电子注入层和电子传输层，所述电子缓冲层包括化合物，所述化合物包括含氮杂芳基，并且所述电子传输层包括被取代的杂芳基化合物，其通过作为连接子的3,4-联苯与咪唑连接。并且，电子缓冲层可以介于发光层与电子传输区之间，或者介于电子传输区与第二电极之间。
本公开中的电子传输区是指电子从装置中的第二电极传输到发光层的区域。电子传输区可以包括电子传输化合物、还原掺杂剂或其组合。电子传输化合物可以是选自由以下组成的组的至少一种：咪唑类化合物、恶唑类化合物、异恶唑类化合物、三唑类化合物、异噻唑类化合物、恶二唑类化合物、噻二唑类化合物、苝类化合物、蒽类化合物、铝络合物和镓络合物。还原掺杂剂可以选自碱金属、碱金属化合物、碱土金属、稀土金属及其卤化物、氧化物和络合物。电子传输区可以包括电子传输层、电子注入层或其二者。电子传输层和电子注入层可以分别由两个或更多个层构成。
图1示出了根据本公开的一个实施例的有机电致发光装置的示意性截面图。在下文中，参考图1，将详细描述有机电致发光装置的结构及其制备方法。
图1示出了有机电致发光装置100，其包括基板101、形成在基板101上的第一电极110、形成在第一电极110上的有机层120以及形成在有机层120上并面向第一电极110的第二电极130。
有机层120包括空穴注入层122、形成在空穴注入层122上的空穴传输层123、形成在空穴传输层123上的发光层125、形成在发光层125上的电子缓冲层126以及形成在电子缓冲层126上的电子传输区129；并且电子传输区129包括形成在电子缓冲层126上的电子传输层127和形成在电子传输层127上的电子注入层128。
关于图1中所示的有机电致发光装置的前述描述旨在解释本发明的一个实施例，并且并不意味着以任何方式限制本发明的范围。有机电致发光装置可以以另一种方式构造。例如，除了发光层和电子缓冲层之外，任何一种如空穴注入层等任选部件可以不包括在图1的有机电致发光装置中。另外，可以在其中进一步包括任选部件，所述任选部件包括如n掺杂层和p掺杂层等杂质层中的一种或多种。有机电致发光装置可以是双侧发光型，其中发光层置于杂质层的两侧中的每一侧上。杂质层上的两个发光层可以发射不同的颜色。有机电致发光装置可以是底部发射型，其中第一电极是透明电极并且第二电极是反射电极。有机电致发光装置可以是顶部发射型，其中第一电极是反射电极并且第二电极是透明电极。有机电致发光装置可以具有倒置型结构，其中阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极依次堆叠在基板上。
在包括第一电极和第二电极以及发光层的有机电致发光装置中，可以在发光层和第二电极之间插入电子缓冲层，以注重基于电子缓冲层的LUMO能级控制的电子注入而获得高效率和/或长使用寿命。
图2示出了根据本公开一个实施例的有机电致发光装置的各层之间的能隙关系。
最初，LUMO(最低未占分子轨道)能量和HOMO(最高占据分子轨道)能级具有负值。然而，为方便起见，LUMO能级(A)和HOMO能级在本公开中以绝对值表示。另外，基于绝对值对LUMO能级的值进行比较。
在图2中，空穴传输层123、发光层125、电子缓冲层126和电子传输区129依次堆叠。从阴极注入的电子(e-)通过电子传输区129和电子缓冲层126传输到发光层125。
电子缓冲层126的LUMO能级具有发光层125的主体化合物和掺杂剂化合物的LUMO能级与电子传输层127的LUMO能级的中间值。具体地，层的LUMO能级具有电子传输层>电子缓冲层>发光层的关系。如图2所示，在发光层和电子传输层之间产生0.5eV或更高的LUMO能隙。然而，通过插入电子缓冲层，可以主动地传输电子。
通过已知的各种方法可以容易地测量LUMO能级。通常，LUMO能级通过循环伏安法或紫外光电子能谱(UPS)测量。因此，本领域技术人员可以容易地理解满足本公开的LUMO能级的方程关系的电子缓冲层、主体材料和电子传输区，并实践本公开。通过测量LUMO能级的相同方法可以容易地测量HOMO能级。
根据本公开的有机电致发光装置的一个实施例，主体化合物的LUMO能级(Ah)高于掺杂剂化合物的LUMO能级(Ad)。
根据本公开的有机电致发光装置的一个实施例，电子传输层的LUMO能级(Ae)高于电子缓冲层的LUMO能级(Ab)。在一些情况下，电子传输层的LUMO能级(Ae)可以低于电子缓冲层的LUMO能级(Ab)。
根据本公开的有机电致发光装置的一个实施例，电子传输层的LUMO能级(Ae)和主体化合物的LUMO能级(Ah)满足以下方程。
Ae≤Ah+0.5eV
为了适当的效率和长使用寿命，优选地电子传输层的LUMO能级(Ae)和电子缓冲层的LUMO能级(Ab)满足以下方程。
Ae≤Ab±0.2eV
通过密度泛函理论(DFT)测量的值用于本公开中的LUMO能级。根据电子传输层的LUMO能级(Ae)、电子缓冲层的LUMO能级(Ab)和发光层的LUMO能级(Ah)的关系的结果用于解释根据整个LUMO能量组解释装置的粗略趋势，并因此根据特定衍生物的固有性质和材料的稳定性解释可能出现除上述以外的结果。
电子缓冲层可以包括在发射包含蓝色、红色和绿色在内的每种颜色的有机电致发光装置中。优选地，其可以包括在发射蓝光(即主峰波长为430nm到470nm，优选地为450nm)的有机电致发光装置中。
同时，根据本公开的有机电致发光装置可以在发光层中包括公知的主体和掺杂剂化合物。主体化合物可以是磷光或荧光主体化合物，并且掺杂剂化合物可以是磷光或荧光掺杂剂化合物。
蒽衍生物、铝络合物、红荧烯衍生物、芳胺衍生物等，优选地蒽衍生物可以用作荧光主体材料。
荧光主体材料包含以下化合物，但不限于此。
芘类衍生物、氨基芴类衍生物、氨基蒽类衍生物、氨基屈类衍生物等，优选地芘类衍生物可以用作荧光掺杂剂材料。
荧光掺杂剂材料包含以下化合物，但不限于此。
当发光层125包括主体和掺杂剂时，基于发光层的掺杂剂和主体的总量，掺杂剂的掺杂量可小于约25wt％，优选地小于约17wt％。发光层125的厚度可以在约5nm到约100nm的范围内，优选地在约10nm到约60nm的范围内。发光层125是发射光的层，并且可以是单个层或两个或更多个层。当发光层125由两个或更多个层构组成时，所述层中的每一层可以被制备为发出与彼此不同的颜色。例如，所述装置可以通过制备分别发射蓝色、红色和绿色的三个发光层125来发射白光。可以通过使用如真空沉积、湿法成膜方法、激光诱导热成像等已知的各种方法在空穴传输层123上形成发光层125。
并且，通过使用本公开的有机电致发光装置，可以产生显示系统，例如，用于智能电话、平板计算机、笔记本电脑、PC、TV或汽车的显示系统；或照明系统，例如，室外或室内照明系统。
由根据本公开的式1和2表示的有机电致发光化合物可以通过本领域技术人员已知的合成方法，以及例如，参考以下方法制备，但不限于此。
在韩国专利申请公开号2015-0124886(2015年11月6日公开)中公开了用于合成式1的化合物B-1及其衍生物的方法。在韩国专利申请公开号2015-0128590(2015年11月18日公开)中公开了用于合成式1的化合物B-3或化合物B-28及其衍生物的方法。在韩国专利申请公开号2016-0018406(2016年2月17日公开)中公开了用于合成式1的化合物B-9及其衍生物的方法。在韩国专利申请公开号2016-0010333(2016年1月27日公开)中公开了用于合成式1的化合物B-15及其衍生物的方法。
同时，式1的化合物B-19及其衍生物可以通过以下反应方案1合成，但不限于此。
[反应方案1]
此外，式1的化合物B-79及其衍生物可以通过以下合成实例1合成。
[合成实例1]
1)化合物4-1的制备
在将7.2g化合物F(21.8mmol)、6.6g双(频哪醇合)二硼(26.2mmol)、1.0g三(二亚苄基丙酮)二钯(1.1mmol)、0.89g2-二环己基膦基-2',6'-二甲氧基联苯(土壤无机磷)(2.2mmol)、6.4g乙酸钾(65mmol)以及150mL 1,4-二恶烷加入反应容器中后，将混合物在140℃下搅拌3小时。反应完成后，将反应产物冷却到室温并用乙酸乙酯(EA)萃取。用硫酸镁干燥萃取的有机层，并用旋转蒸发器除去溶剂。通过柱色谱法纯化剩余产物，以得到5.2g化合物4-1(57％)。
2)化合物B-79的制备
在将5.2g化合物4-1(12.3mmol)、3.3g 2-氯-4,6-二苯基嘧啶(CAS：2915-16-4，12.3mmol)、0.71g四(三苯基膦)钯(0.62mmol)、4.2g碳酸钾(30mmol)、60mL甲苯、20mL乙醇以及20mL蒸馏水加入反应容器中后，将混合物在120℃下搅拌4小时。反应完成后，将混合物滴加到甲醇中，然后过滤所得固体。通过柱色谱法和重结晶纯化所得固体，以得到5.3g化合物B-79(82％)。
此外，式2的化合物C-1及其衍生物可以通过以下合成实例2合成。
[合成实例2]
1)化合物C-1的制备
在将5.4g化合物A(17.00mmol)、6g 2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(15.45mmol)、0.6g四(三苯基膦)钯(0.46mmol)、4.1g碳酸钠(38.63mmol)、78mL甲苯以及19mL乙醇加入反应容器中后，然后加入19mL蒸馏水。将混合物在120℃下搅拌6小时。反应完成后，将反应产物用蒸馏水洗涤并用乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥萃取的有机层，并用旋转蒸发器除去溶剂。通过柱色谱法纯化剩余产物，以得到5.5g化合物C-1(产率：62％)。
MW UV PL M.P.
C-1 577.68 356nm 389nm 282℃
下文中，将对在电子传输层和电子缓冲层中包括根据本公开的化合物的有机发光二极管(OLED)装置和在电子传输层或电子缓冲层中包括不根据本公开的化合物的OLED装置的发光性质进行详细说明。然而，以下实例仅用于说明根据本发明的OLED装置的特征，以详细理解本公开，但本公开不受以下实例的限制。
比较实例1：产生不根据本公开的发蓝光OLED装置
如下产生不根据本公开的OLED装置：用于OLED(吉奥马有限公司(GEOMATEC CO.,LTD.)，日本)的玻璃基板上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)依次用丙酮和异丙醇进行超声波清洗，然后储存在异丙醇中。将ITO基板安装在真空气相沉积设备的基板固持器上。将化合物HI-1引入真空气相沉积设备的电池中，然后将设备室中的压力控制在10-7托。此后，向电池施加电流以蒸发上述引入的材料，从而在ITO基板上形成厚度为60nm的第一空穴注入层。接着，将化合物HI-2引入真空气相沉积设备的另一个电池中，并通过向电池施加电流使其蒸发，从而在第一空穴注入层上形成厚度为5nm的第二空穴注入层。然后将化合物HT-1引入真空气相沉积设备的另一个电池中，并通过向电池施加电流使其蒸发，从而在第二空穴注入层上形成厚度为20nm的第二空穴传输层。然后将化合物HT-2引入真空气相沉积设备的另一个电池中，并通过向电池施加电流使其蒸发，从而在第一空穴传输层上形成厚度为5nm的第二空穴传输层。在形成空穴注入层和空穴传输层之后，如下在其上形成发光层：将化合物BH-1引入真空气相沉积设备的一个电池中作为主体，并将化合物BD-1引入另一个电池中作为掺杂剂。所述两种材料以不同的速率蒸发，并且基于主体和掺杂剂的总量，掺杂剂以2wt％的掺杂量沉积，以在第二空穴传输层上形成厚度为20nm的发光层。然后将作为电子传输材料的化合物ETL-1引入真空气相沉积设备的一个电池中并使其蒸发，以在发光层上形成厚度为35nm的电子传输层。在电子传输层上沉积化合物EIL-1作为厚度为2nm的电子注入层之后，通过另一个真空气相沉积设备在电子注入层上沉积厚度为80nm的Al阴极。从而产生OLED装置。用于产生OLED装置的所有材料通过10-6托下的真空升华来纯化。
基于所产生的OLED装置的1,000尼特的亮度，驱动电压、发光效率、CIE色坐标以及从亮度100％减少到50％所需的时间(使用寿命；T50)提供在下面的表1中。在表1中，电子缓冲材料和电子传输材料分别是指包括在电子缓冲层和电子传输层中的化合物。另外，比较实例1的有机电致发光装置的电流效率与亮度的关系在图3中以曲线图示出。
比较实例2：产生不根据本公开的发蓝光OLED装置
除了使用化合物ETL-2作为电子传输材料之外，以与比较实例1中相同的方式产生OLED装置。比较实例2的OLED装置的评估结果提供在下面的表1中。
比较实例3和4产生不根据本公开的发蓝光OLED装置
以与比较实例1中相同的方式产生OLED装置，除了将电子传输层的厚度减小到30nm、将电子缓冲层插入发光层和电子传输层之间并且如下面的表1中所述使用电子缓冲材料和电子传输材料之外。具体地，在比较实例3中，将作为电子缓冲材料的化合物ETL-1沉积在发光层上以形成厚度为5nm的电子缓冲层，然后将作为电子传输材料的化合物ETL-2沉积在电子缓冲层上形成厚度为30nm的电子传输层。在比较实例4中，将作为电子缓冲材料的化合物B-21沉积在发光层上以形成厚度为5nm的电子缓冲层，然后将化合物ETL-3和化合物ETL-1以相同的速率蒸发并以60:40的重量比掺杂，以在电子缓冲层上形成厚度为30nm的电子传输层。比较实例3和4的OLED装置的评估结果提供在下面的表1中。
装置实例1到3：产生根据本公开的发蓝光OLED装置
以与比较实例4中相同的方式产生OLED装置，除了将化合物C-3和化合物EIL-1分别引入真空气相沉积设备的一个电池和另一个电池中作为如下面的表1所示的电子传输材料、使其以相同的速率蒸发并以60:40的重量比掺杂以形成厚度为30nm的电子传输层；并且如下面的表1所示使用电子缓冲材料之外。装置实例1到3的OLED装置的评估结果提供在下面的表1中。另外，装置实例2的有机电致发光装置的电流效率与亮度的关系在图3中以曲线图示出。
[表1]
比较实例5到10：产生不根据本公开的发蓝光OLED装置
以与比较实例1中相同的方式产生比较实例5和6，以与比较实例3中相同的方式产生比较实例7，并且以与比较实例4中相同的方式产生比较实例8到10，除了化合物BH-2代替化合物BH-1作为主体；并且如下面的表2所示使用电子缓冲材料和电子传输材料之外。基于所产生的OLED装置的1,000尼特的亮度，驱动电压、发光效率、CIE色坐标以及从亮度100％减少到70％所需的时间(使用寿命；T70)提供在下面的表2中。
装置实例4到6：产生根据本公开的发蓝光OLED装置
以与比较实例8到10中相同的方式产生OLED装置，除了将化合物C-1和化合物EIL-1分别引入真空气相沉积设备的一个电池和另一个电池中作为如下面的表2所示的电子传输材料、使其以相同的速率蒸发并以60:40的重量比掺杂以形成厚度为30nm的电子传输层之外。装置实例4到6的OLED装置的评估结果提供在下面的表2中。
[表2]
从上述表1和表2可以看出，通过适当地组合本公开的电子缓冲层和电子传输层包括的化合物，装置实例1到6的OLED装置提供与比较实例相比更低的驱动电压、更高的效率和/或更长的使用寿命。具体地，根据本公开的OLED装置可以用于需要长使用寿命的柔性显示器、照明设备和车辆显示器。
特征分析
为了预测根据本公开的3,4-联苯连接子的电子迁移特性，通过DFT(密度泛函理论)的计算证实了马库斯理论的重组能量值(λ)。电子迁移率增强可以是提供良好电子传输层的条件之一。特别地，对于有机电致发光装置中的平滑电子传输，相邻分子之间的碰撞或干扰必须很小并且必须增加电荷转移速度。这种电荷转移模型在马库斯理论中有详细描述。根据以下方程1，可以通过重组能量值(λ)来量化移动载子的速度。重组能量值(λ)可以分类为插入一个电子作为λ-所需的能量，以及插入一个空穴作为λ+所需的能量。此重组能量与载子迁移率直接相关，其可以通过DFT计算来确定。在本公开中，由于电子迁移率的表征的重要性，对电子的重组能量值(λ-)进行计算。即，能量值λ-越小越容易消除电子。马库斯理论可以用下面的方程1表达。
[方程1]
其中，Kh/e是电荷转移率，T是绝对温度，k和h分别是玻尔兹曼常数和普朗克常数，λh/e是重组能，以及V是电子耦合矩阵元素(参见《物理化学期刊A(J.Phys.Chem.A)，第114卷，第10期,2010 3657)。
[表3]
电子传输材料 λ-
C-1 0.225
C-2 0.237
C-3 0.222
C-4 0.247
ETL-4 0.474
ETL-5 0.441
ETL-6 0.475
根据上述表3，通过作为电子传输层(化合物C-1到C-4)中的连接子的3,4-联苯与咪唑连接的被取代的杂芳基化合物具有低能量值λ-，其是插入电子所需的能量，为0.2，并且其使能有效地注入电子。因此，可以获得优异的所得物作为电子传输层。而当联苯的连接位置在4,4位(化合物ETL-4)而不是3,4位(化合物C-1)时，相应的能量值为0.225到0.474，这导致能量值λ-增大约两倍。
为了比较和验证上述特性，比较了包括具有低能量值λ-的化合物C-2和具有高能量值λ-的化合物ELT-4的OLED装置的发光特性。以与比较实例1中相同的方式产生OLED装置，除了将化合物ETL(化合物C-2或化合物ETL-4)和化合物EIL-1以50:50的重量比沉积在发光体上到35 nm的厚度之外。因此，当包括化合物C-2时，在3.9V的驱动电压下效率为6.0cd/A，并且观察到1000尼特的蓝光发射。相反，当包括化合物ETL-4时，在4.5V的驱动电压下效率为4.4 cd/A，并且观察到1000尼特的蓝光发射。从此结果可以确认，具有3,4-联苯连接子的材料具有低重组能量值，这使能基于更快的迁移特性提供具有低驱动电压和相对高效率的OLED装置。
[表4]比较实例和装置实例中使用的化合物
参考号：
100：有机电致发光装置
101：基板
110：第一电极
120：有机层
122：空穴注入层
123：空穴传输层
125：发光层
126：电子缓冲层
127：电子传输层
128：电子注入层
129：电子传输区
130：第二电极

Claims (10)

1.一种有机电致发光装置，其包括第一电极、面向所述第一电极的第二电极、介于所述第一电极与所述第二电极之间的发光层以及介于所述发光层与所述第二电极之间的电子传输层和电子缓冲层，其中所述电子缓冲层包括由下式1表示的化合物和由下式2表示的化合物中的至少一种，并且所述电子传输层包括由下式2表示的化合物：
其中
Y1到Y3各自独立地表示N或CR4，条件是Y1到Y3中的至少两个表示N，并且
R1到R4各自独立地表示氢、卤素、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C60)芳基或被取代的或未被取代的(3元到60元)杂芳基，或者R4能够与R1到R3之一连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子能够被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，其中未与R4连接的R1到R3具有上述定义，条件是R1到R3全都不是氢；
其中
L1表示被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基，
L2表示单键或被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基，
A1表示被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，并且
所述杂芳基含有选自B、N、O、S、Si和P的至少一个杂原子。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中式1由下式3到5中的任何一个表示：
其中
Y1表示N或CR4，
R1、R2和R4各自独立地表示氢、卤素、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，或者R4能够与R1或R2连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子能够被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，其中未与R4连接的R1和R2具有上述定义，
L3表示单键、被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)亚杂芳基，
Z1表示O、S、NR7或CR8C9，
Z2和Z3中的任何一个表示＝N-或＝CR10-，Z2和Z3中的另一个表示O、S、NR11或CR12R13，
Ar1到Ar8、R5以及R7到R13各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基、被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烯基、-NR14R15或–SiR16R17R18，或者能够与相邻取代基连接以形成被取代的或未被取代的单环或多环(C3-C30)脂环或芳环或其组合，其一个或多个碳原子能够被选自氮、氧和硫的至少一个杂原子替代，
R14到R18各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代的或未被取代的(C3-C30)环烯基、被取代的或未被取代的(3元到7元)杂环烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代的(3元到30元)杂芳基，
a、b和e各自独立地表示整数1到4；c、d和f各自独立地表示整数1到3；g和h各自独立地表示1或2；其中如果a到h各自独立地为整数2或更大的整数，则Ar1到Ar8中的每一个可以相同或不同，并且
所述(亚)杂芳基含有选自B、N、O、S、Si和P的至少一个杂原子。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中式2由下式9表示：
其中
L2表示单键或被取代的或未被取代的(C6-C30)亚芳基，并且
A1表示下式10或11中的任何一个：
其中
*表示与式9的L2的键合位点，
Y4表示N或CR19，
M表示O或S，
A2到A4、R19以及Ar17各自独立地表示氢、被取代的或未被取代的(C1-C30)烷基、被取代的或未被取代的(C6-C30)芳基或被取代的或未被取代(3元到30元)杂芳基，
q表示整数1到4，并且
所述杂芳基含有选自B、N、O、S、Si和P的至少一个杂原子。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中在R1到R4、L1、L2以及A1中，所述被取代的烷基、所述被取代的(亚)芳基、所述被取代的杂芳基以及所述被取代的单环或多环脂环或芳环或其组合的取代基各自独立地为选自由以下组成的组的至少一种：氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、(C1-C30)烷基、卤代(C1-C30)烷基、(C2-C30)烯基、(C2-C30)炔基、(C1-C30)烷氧基、(C1-C30)烷硫基、(C3-C30)环烷基、(C3-C30)环烯基、(3元到7元)杂环烷基、(C6-C30)芳氧基、(C6-C30)芳硫基、(C6-C30)芳基、未被取代的或被(C1-C30)烷基或(C6-C30)芳基取代的(5元到30元)杂芳基、三(C1-C30)烷硅基、三(C6-C30)芳硅基、二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳硅基、(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳硅基、氨基、单或二(C1-C30)烷氨基、单或二(C6-C30)芳氨基、(C1-C30)烷基(C6-C30)芳氨基、(C1-C30)烷羰基、(C1-C30)烷氧羰基、(C6-C30)芳羰基、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。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中由式1表示的所述化合物选自由以下组成的组：
6.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中由式2表示的所述化合物选自由以下组成的组：
7.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述发光层包括主体化合物和掺杂剂化合物，所述电子缓冲层的LUMO(最低未占分子轨道)能级高于所述主体化合物的LUMO能级，并且所述电子传输层的LUMO能级高于所述电子缓冲层的LUMO能级，条件是对这些能级的比较基于绝对值。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述电子传输层的LUMO能级(Ae)和所述主体的LUMO能级(Ah)满足以下方程：
Ae≤Ah+0.5eV
条件是对这些能级的比较基于绝对值。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其中所述电子传输层的LUMO能级(Ae)和所述电子缓冲层的LUMO能级(Ab)满足以下方程：
Ae≤Ab±0.2eV
条件是对这些能级的比较基于绝对值。
10.一种显示系统，其包括根据权利要求1所述的有机电致发光装置。
CN201780055496.4A 2016-09-29 2017-09-22 包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置 Active CN109690804B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160125799A KR20180035554A (ko) 2016-09-29 2016-09-29 전자 전달층 및 전자 버퍼층을 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR10-2016-0125799 2016-09-29
PCT/KR2017/010483 WO2018062778A1 (en) 2016-09-29 2017-09-22 Organic electroluminescent device comprising electrontransport layer and electron buffer layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109690804A true CN109690804A (zh) 2019-04-26
CN109690804B CN109690804B (zh) 2022-02-01

Family

ID=61762916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780055496.4A Active CN109690804B (zh) 2016-09-29 2017-09-22 包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11183640B2 (zh)
KR (1) KR20180035554A (zh)
CN (1) CN109690804B (zh)
WO (1) WO2018062778A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914379A (zh) * 2017-07-21 2020-03-24 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN112174874A (zh) * 2020-10-27 2021-01-05 浙江华显光电科技有限公司 一种有机化合物和使用该化合物的有机光电元件
CN112201758A (zh) * 2019-07-08 2021-01-08 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 多种主体材料以及包含其的有机电致发光装置
CN113563871A (zh) * 2021-09-27 2021-10-29 浙江华显光电科技有限公司 主体材料、有机光电器件及显示或照明装置
CN113816909A (zh) * 2021-09-15 2021-12-21 武汉尚赛光电科技有限公司 一种含菲结构的有机电致发光材料及其器件
CN113845517A (zh) * 2021-09-15 2021-12-28 湖北尚赛光电材料有限公司 一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件
CN114075185A (zh) * 2021-01-28 2022-02-22 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种含氮化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN117777108A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 德州学院 一种含有咔唑并芴类的化合物、使用该化合物的有机发光器件及其制备方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019017697A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME
WO2019245324A1 (en) * 2018-06-22 2019-12-26 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound, organic electroluminescent material, and organic electroluminescent device comprising the same
WO2020013448A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. A plurality of host materials and organic electroluminescent device comprising the same
TWI672298B (zh) * 2018-07-17 2019-09-21 昱鐳光電科技股份有限公司 經苯并咪唑取代之二苯基嘧啶化合物及其有機電激發光元件
KR102197236B1 (ko) * 2018-07-24 2020-12-31 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
WO2020027506A1 (en) * 2018-07-30 2020-02-06 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. A plurality of host materials and organic electroluminescent device comprising the same
US20220102645A1 (en) * 2018-07-31 2022-03-31 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Plurality of host materials and organic electroluminescent device comprising the same
KR20200095730A (ko) * 2019-02-01 2020-08-11 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR20200101740A (ko) * 2019-02-20 2020-08-28 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN111153890B (zh) * 2020-01-15 2023-04-07 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种有机发光材料及其制备方法和有机电致发光器件
KR20210118267A (ko) 2020-03-18 2021-09-30 삼성디스플레이 주식회사 고효율 장수명 정공 저지층 재료의 개발과 이를 활용한 유기 발광 소자 및 전자 장치
CN114621193B (zh) * 2020-12-14 2023-11-03 上海和辉光电股份有限公司 有机发光材料及其制造方法和oled器件
KR20240019581A (ko) * 2022-08-04 2024-02-14 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090073852A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 저분자 유기화합물, 및 이를 포함하는 유기광전소자
CN101802129A (zh) * 2007-10-17 2010-08-11 第一毛织株式会社 有机光电装置用新化合物及包括该化合物的有机光电装置
KR20150002072A (ko) * 2013-06-28 2015-01-07 (주)피엔에이치테크 새로운 유기전계발광소자용 화합물 및 그를 포함하는 유기전계발광소자
WO2015142036A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Electron buffering material and organic electroluminescent device comprising the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101741415B1 (ko) 2009-04-29 2017-05-30 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR101558966B1 (ko) * 2013-05-23 2015-10-15 단국대학교 산학협력단 비대칭 오르소-터페닐 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102124859B1 (ko) 2013-12-31 2020-06-22 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 그 제조방법과 이를 이용한 유기발광표시장치
KR20150108330A (ko) 2014-03-17 2015-09-25 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자 버퍼 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102427918B1 (ko) 2014-04-29 2022-08-03 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자전달재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20150128590A (ko) 2014-05-08 2015-11-18 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자전달재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20160010333A (ko) 2014-07-17 2016-01-27 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 전자전달재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102526212B1 (ko) 2014-08-08 2023-04-28 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN108699054B (zh) * 2016-03-15 2022-06-28 陶氏环球技术有限责任公司 有机电致发光化合物和其有机电致发光器件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101802129A (zh) * 2007-10-17 2010-08-11 第一毛织株式会社 有机光电装置用新化合物及包括该化合物的有机光电装置
KR20090073852A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 저분자 유기화합물, 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20150002072A (ko) * 2013-06-28 2015-01-07 (주)피엔에이치테크 새로운 유기전계발광소자용 화합물 및 그를 포함하는 유기전계발광소자
WO2015142036A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Electron buffering material and organic electroluminescent device comprising the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914379A (zh) * 2017-07-21 2020-03-24 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN110914379B (zh) * 2017-07-21 2024-01-02 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN112201758A (zh) * 2019-07-08 2021-01-08 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 多种主体材料以及包含其的有机电致发光装置
CN112174874A (zh) * 2020-10-27 2021-01-05 浙江华显光电科技有限公司 一种有机化合物和使用该化合物的有机光电元件
CN114075185A (zh) * 2021-01-28 2022-02-22 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种含氮化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN114075185B (zh) * 2021-01-28 2023-09-22 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种含氮化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN113816909A (zh) * 2021-09-15 2021-12-21 武汉尚赛光电科技有限公司 一种含菲结构的有机电致发光材料及其器件
CN113845517A (zh) * 2021-09-15 2021-12-28 湖北尚赛光电材料有限公司 一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件
CN113845517B (zh) * 2021-09-15 2023-07-28 湖北尚赛光电材料有限公司 一种菲并五元杂环类有机电致发光材料及其应用和器件
CN113563871A (zh) * 2021-09-27 2021-10-29 浙江华显光电科技有限公司 主体材料、有机光电器件及显示或照明装置
CN117777108A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 德州学院 一种含有咔唑并芴类的化合物、使用该化合物的有机发光器件及其制备方法
CN117777108B (zh) * 2024-02-27 2024-05-10 德州学院 一种含有咔唑并芴类的化合物、使用该化合物的有机发光器件及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018062778A1 (en) 2018-04-05
CN109690804B (zh) 2022-02-01
KR20180035554A (ko) 2018-04-06
US11183640B2 (en) 2021-11-23
US20190214572A1 (en) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109690804A (zh) 包括电子传输层和电子缓冲层的有机电致发光装置
CN106575663B (zh) 有机电致发光装置
CN110268037A (zh) 有机电致发光装置
CN109716549A (zh) 包含电子缓冲层和电子传输层的有机电致发光装置
CN109996794A (zh) 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
JP6095391B2 (ja) 有機発光素子
CN108137564A (zh) 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN107406761A (zh) 多种主体材料和包含其的有机电致发光装置
CN106536527B (zh) 电子缓冲材料和有机电致发光器件
CN107635964A (zh) 多种主体材料和包含其的有机电致发光装置
CN110268542A (zh) 有机电致发光装置
CN109616572A (zh) 发光装置
JP7055141B2 (ja) 有機エレクトロルミネセント化合物及びこれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス
CN106232591A (zh) 电子传输材料和包含其的有机电致发光装置
CN108701771A (zh) 有机电致发光元件和电子设备
JP6843150B2 (ja) 有機電界発光化合物及びそれを含む有機電界発光デバイス
KR20170056431A (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
JP2022140425A (ja) 多環化合物及びこれを用いた有機発光素子
CN110313079A (zh) 有机电致发光装置
KR101554591B1 (ko) 발광층과 전자수송층에 각각 아릴 치환된 안트라센 유도체를 포함하는 유기 발광 소자
CN109360905A (zh) 一种有机电致发光器件
CN106883131A (zh) 胺化合物和包括该胺化合物的有机发光装置
CN109071413B (zh) 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN109715759A (zh) 有机电致发光材料和包含所述材料的有机电致发光器件
KR101521101B1 (ko) 발광층과 전자수송층에 각각 아릴 치환된 안트라센 유도체를 포함하는 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant