CN109962166B - 有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效长寿命有机电致发光器件,其包含电子传输层,该电子传输层中至少包含两种化合物,其中第一化合物可为喹唑啉类材料、苯并咪唑类材料或含氮杂环类材料,第二化合物至少为特定的金属Al配合物。通过在电子传输层中同时包含第一化合物和第二化合物,可以实现优异的蒸镀稳定性能,且能够有效提升红绿蓝器件的效率和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件及其制备方法,该有机电致发光元件的工作效率、稳定性得到提升,且器件的寿命得到大幅提高。
背景技术
OLEDs的研究始于二十世纪六十年代,随着OLED在显示和照明的大规模商业化应用,对OLED产品的性能、尤其是效率和寿命有了更高的要求。为了提升器件的效率和寿命,部分新型长寿命的电子传输材料以及器件结构都在持续不断地研究开发中。
迄今为止,有报道使用混合型的电子传输材料,例如在专利CN103531714A中使用苯并咪唑类的电子传输材料与Liq共混制备电子传输层,以期提升器件的效率和寿命。专利CN103329299A中使用含有脲结构的特定含氮杂环化合物、专利CN101812021B和CN10153393B使用键合特定特定基团的含氮杂环化合物与以碱金属Li为代表的还原性掺杂剂共混制备电子传输层,以期提高器件的效率和寿命。但是在上述现有技术中采用的类似Liq和Li等金属或金属配合物在实际量产中遇到比较多的困难,蒸镀温度高,蒸镀稳定性差,材料量产批次重复性较差,量产烧成灰等现象,严重影响了产品的生产效率与产品的稳定性。本发明正是在认识到上述现有技术中存在的问题的情形之下,不断摸索研究,以寻找适于工业化大生产的有机电致发光器件及其制备方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:CN103531714A
专利文献2:CN103329299A
专利文献3:CN101812021B
专利文献4:CN10153393B
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,OLED的现有已知的电子传输层中,虽有采用混合型电子传输材料的报道,但是其中存在蒸镀稳定性差、难以实现量产、器件效率和寿命尚不理想等诸多问题。
因此,本发明所要解决的技术问题在于,提供一种新型的电子传输材料,利用其所获得的有机电致发光器件的效率高、寿命长,蒸镀温度低且蒸镀稳定性高,不仅适于大规模稳定地进行量产,且能够有效提升红绿蓝器件的效率和寿命,获得性能极为优异的有机电致发光器件。本发明所要解决的另一技术问题在于提供所述有机电致发光元件的制备方法,按照该方法,可以确实可靠地获得上述有机电致发光元件。
用于解决问题的手段
一种有机电致发光器件,其包括:基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、掺杂型电子传输层、电子注入层与阴极,所述电子传输层由至少包含作为第一化合物的含氮杂环化合物与下述通式(A)第二化合物的材料共蒸镀而成,
(Q)2-Al-L(A)
通式(A)中,Q选自式(Q1)或(Q2)所示的结构式,
R1为甲基,R2-R6独立地选自氢原子、甲基或氰基的其中之一:
L为下述式(IV)所示的结构式:
R7-R11独立地选自氢原子、苯基、吡啶基团、嘧啶基团、C6-C30的取代或非取代的芳环或C6-C30的含氮杂芳环的其中之一。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,所述作为第一化合物的含氮杂环化合物为下述通式(I)所示的喹唑啉类材料,
其中,L选自化学键、C6~C12的亚芳基或亚稠环芳烃基团、C3~C12的亚杂芳基或亚稠杂环芳烃基团;
Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自C6~C30的取代或非取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C30的取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团,当Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,其上的所述取代基团独立地选自卤素、氰基、硝基,或选自C1~C10的烷基或环烷基、烯基、C1~C6的烷氧基或硫代烷氧基基团,或者选自Si(R5)3,该R5选自C1~C6的烷基,
R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、C1~C10的亚烷基、卤素、氰基、硝基、C6~C30的取代或未取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C30的取代或未取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团,当R1、R2、R3、R4分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,其上的所述取代基团独立地选自卤素、氰基、硝基,或选自C1~C10的烷基或环烷基、烯基、C1~C6的烷氧基或硫代烷氧基基团,或者选自Si(R5)3,该R5选自C1~C6的烷基。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,所述作为第一化合物的含氮杂环化合物为下述通式(2)所示的苯并咪唑类的材料,
式中,其中Ar选自碳原子数为6-30的亚稠环芳烃,或选自碳原子数为6-30的亚稠杂环芳烃;R1是苯基、联苯基、萘基,1-5个碳的烷基或者氢;n选自2-3的整数。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,所述第一化合物为下述通式(3)、通式(4)或通式(5)所示的含氮杂环类材料,
通式(5)中,R2和R3各自独立的代表氢原子,具有6-40个碳原子的芳基,吡啶基或喹啉基,或者具有1-20个碳原子的烷基;L代表具有6-60个碳原子的亚芳基;Ar3代表具有6-60个碳原子的芳基或由-Ar1-Ar2代表的基团,其中Ar1代表具有6-60个碳原子的亚芳基,Ar2代表具有6-60个碳原子的芳基。
此外,本发明提供一种所述的有机电致发光器件,其中,电子传输层中第一化合物的电子迁移率高于第二化合物的电子迁移率,第二化合物的电子迁移率的数量级为10-5。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,电子传输层中的第一化合物与第二化合物的重量比范围为1:0.2~1:1,优选5:4。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,电子传输层中的第一化合物和第二化合物的蒸镀总厚度为15-30nm,优选25nm。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,第二化合物的HOMO能级大于6.3,且大于第一化合物的HOMO能级。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,第二化合物的T1能级大于2.3,且大于第一化合物的T1能级。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,第二化合物的LUMO能级大于3.3,且大于第一化合物的LUMO能级。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,第二化合物的蒸镀温度为220-230度(速率1埃/秒)。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件,其中,第二化合物的蒸镀温度(速率1埃/秒)低于第一化合物的蒸镀温度。
此外,本发明提供一种有机电致发光器件的制备方法,其包括如下工序:
1)对玻璃基底清洗、烘干,并在所述基板上溅射或蒸镀一层阳极层;
2)对工序1)得到的带有阳极层的基板进行UV照射10min,后置于真空腔内,抽真空,蒸镀一层空穴注入层;
3)采用双源或三源共蒸的方式蒸镀发光层;
4)采用双源共蒸的方式蒸镀包含所述第一化合物与所述第二化合物的材料的电子传输层;
5)蒸镀电子注入层和阴极。
本发明的效果
按照本发明,可以提供一种新型的电子传输材料,其通过在电子传输层中组合使用特定的第一化合物和特定的第二化合物,蒸镀温度低且蒸镀稳定性高,具有较高的HOMO和较好的成膜性能,因此能够大规模地、稳定进行量产地获得器件效率进一步提高、寿命进一步增长的有机电致发光器件。此外,按照本发明的有机电致发光元件的制备方法,可以确实可靠地获得上述有机电致发光元件。
附图说明
图1是本发明的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本发明Al配合物与Liq的蒸镀稳定性对比图。
图3是本发明蓝光器件对比例B-Ref1和实施例B-1的电流密度-电压对比图。
图4是本发明蓝光器件对比例B-Ref1和实施例B-1的电流效率-电压对比图。
图5是本发明蓝光器件对比例B-Ref1和实施例B-1的寿命衰减对比图。
图6是本发明绿光器件对比例G-Ref和实施例G-1的电流密度-电压对比图。
图7是本发明绿光器件对比例G-Ref和实施例G-1的电流效率-电压对比图。
图8是本发明绿光器件对比例G-Ref和实施例G-1的寿命衰减对比图。
图9是本发明红光器件对比例R-Ref和实施例R-1的电流密度-电压对比图。
图10是本发明红光器件对比例R-Ref和实施例R-1的电流效率-电压对比图。
图11是本发明红光器件对比例R-Ref和实施例R-1的寿命衰减对比图。
符号说明
1基底
2阳极
3空穴注入层
4空穴传输层
5发光层
6电子传输层
7电子注入层
8阴极
具体实施方式
以下,结合附图以及具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明所涉及的有机电致发光器件包括基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、掺杂型电子传输层、电子注入层和阴极。以下,分别对各构成进行说明。
电子传输层
电子传输层即为具有电子传输性能的层,本发明人等对现有的电子传输层进行了极为深入的研究与探讨,获得了本发明的掺杂性电子传输层,其是将包含特定的第一化合物与特定的第二化合物的至少两种材料共蒸镀而制备的。
(第一化合物)
本发明中采用的第一化合物为含氮杂环化合物,其可为喹唑啉类材料(通式(I))、具有较高电子迁移率的苯并咪唑类的材料(通式(2))或电子迁移率较高的特定含氮杂环化合物(通式(3)(4)(5)),也可为其它电子迁移率较高的化合物。
喹唑啉类材料如下述通式(I)所示:
其中,L选自化学键、C6~C12的亚芳基或亚稠环芳烃基团、C3~C12的亚杂芳基或亚稠杂环芳烃基团;
其中,Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自C6~C30的取代或非取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C30的取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团。当Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述其上的取代基团独立地选自卤素、氰基、硝基,或选自C1~C10的烷基或环烷基、烯基、C1~C6的烷氧基或硫代烷氧基基团,或者选自Si(R5)3,该R5选自C1~C6的烷基。
其中,R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、C1~C10的亚烷基、卤素、氰基、硝基、C6~C30的取代或未取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C30的取代或未取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团。当R1、R2、R3、R4分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述其上的取代基团独立地选自卤素、氰基、硝基,或选自C1~C10的烷基或环烷基、烯基、C1~C6的烷氧基或硫代烷氧基基团,或者选自Si(R5)3,该R5选自C1~C6的烷基。
进一步的,所述R3与R4之间可以互相连接形成环状结构时,这样的环结构可以是脂肪族单环或多环、芳香族的单环或稠环,这些环中可以包含杂原子,其中,作为脂肪族单环的例子,例如,R3与R4中任意相邻的两个基团连接形成脂肪族的五元环、六元环,这些环的构成原子除了碳原子之外还可以是杂原子,这些环可以具有取代基,构成环的碳原子也可以形成酮基。作为这些环的例子,可举出环戊烷环、环己烷环、二环戊烯环、四氢吡咯环、四氢呋喃环、哌啶环、以及环戊烷环和环己烷环中的碳原子被酮基取代得到的酯环等。作为芳香族的单环或稠环,优选为C6~C30的单环或稠环,作为例子可举出苯环、萘环等;作为包含杂原子的单环或多环,优选的是吡咯环、苯并吡咯环、吡啶环、吲哚环、N-苯基取代吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、呋喃环、苯并呋喃环等。
具体说,当定义上述Ar1、Ar2和Ar3与R1、R2、R3和R4分别独立地选自芳基时,是指选自具有一定数目环骨架碳原子的芳族环系,包括单环结构取代基团例如苯基等,也包括共价连接结构的芳环取代基团例如联苯基、三联苯基等。
进一步的,本发明的有机电致发光器件中,用作电子传输层材料的通式(I)中,Ar1、Ar2和Ar3分别独立优选自C6~C20的取代的芳基或稠环芳烃基团、C5~C20的取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团。
当Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述其上的取代基团独立地选自优选自F、氰基,或选自C1~C5的烷基或环烷基、Si(CH3)3、烯基、烷氧基或硫代烷氧基基团。
进一步的,当Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述杂原子优选为一个或多个O、S和N。
更进一步的,本发明的有机电致发光器件中,用作电子传输层材料的通式(I)中,Ar1、Ar2和Ar3可以相同也可以不同,优选为Ar1、Ar2和Ar3不同。
进一步的,本发明的有机电致发光器件中,用作电子传输层材料的通式(I)中,Ar1、Ar2和Ar3分别独立优选的芳基或稠环芳基基团包括:苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基或并四苯基;被呋喃基、噻吩基、吡咯基和/或吡啶基取代的苯基;2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基。苯联萘基、4-萘基苯基、6-苯基萘基、7-苯基菲基。
上述萘基为1-萘基和2-萘基所组成的组中;所述蒽基选自由1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基所组成的组中;所述芴基选自由1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基和9-芴基所组成的组中;所述芴基衍生物选自由9,9’-二甲基芴,9,9’-螺二芴和苯并芴所组成的组中;所述芘基选自由1-芘基、2-芘基和4-芘基所组成的组中;所述并四苯基选自由1-并四苯基、2-并四苯基和9-并四苯基所组成的组中。
进一步的,式(I)中,Ar1、Ar2和Ar3分别独立优选的杂芳基基团包括:呋喃基、苯基呋喃基、噻吩基、苯基噻吩基、吡咯基、苯基吡咯基、吡啶基、苯基吡啶基、吡嗪基、芴基、茚并芴基、喹啉、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并三嗪、苯并吡嗪、异苯并呋喃基、吲哚基、苯并喹啉、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并吡咯基、咔唑基及其衍生物、苯基取代的二唑、啡啉基、啡啉并噻唑基和苯并间二氧杂环戊烯基中的至少一种,其中,所述咔唑基衍生物可以包括但不限于9-苯基咔唑、9-萘基咔唑苯并咔唑、二苯并咔唑、和吲哚并咔唑中的至少一种。
进一步的,本发明的有机电致发光器件中,用作电子传输层材料的通式(I)中,R1、R2、R3和R4分别独立优选自氢、C1~C5的亚烷基、卤素、氰基、硝基、C6~C15的取代或未取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C15的取代或未取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团。
当R1、R2、R3和R4分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述其上的取代基团独立地选自优选自F、氰基,或选自C1~C5的烷基或环烷基、Si(CH3)3、烯基、烷氧基或硫代烷氧基基团。
进一步的,当R1、R2、R3和R4分别独立地选自取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团时,所述杂原子优选为一个或多个O、S和N。
更进一步的,式(I)中,R1、R2、R3和R4分别独立地选自下述基团:甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、氰基、硝基、苯(I)基、萘基、三亚苯基、9,9二甲基芴、螺二芴基、呋喃基、苯基呋喃基、噻吩基、苯基噻吩基、吡咯基、苯基吡咯基、吡啶基、苯基吡啶基、吡嗪基、芴基、茚并芴基、喹啉、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并三嗪、苯并吡嗪、异苯并呋喃基、吲哚基、苯并喹啉、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并吡咯基、咔唑基及其衍生物、苯基取代的二唑、啡啉基、啡啉并噻唑基和苯并间二氧杂环戊烯基中的至少一种,其中,所述咔唑基衍生物可以包括但不限于9-苯基咔唑、9-萘基咔唑苯并咔唑、二苯并咔唑、和吲哚并咔唑中的至少一种。
进一步的,式(I)中,L选自化学键;Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自C6~C30的非取代的芳基,R1、R2、R3、R4分别独立地为氢。
可举出选用下述代表性化合物A1~A27作为电子传输层中的第一化合物。
上述喹唑啉类材料的代表性化合物的合成例如下所示。
通式(I)化合物合成实施例中所用的各种化学药品如石油醚、乙酸乙酯、正己烷、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、1,2-双(溴甲基)苯、CuI、邻苯二甲酰氯、盐酸苯肼、三氟乙酸、乙酸、反式-二氨基环己烷、碘苯、碳酸铯、磷酸钾、乙二胺、二苯甲酮、环戊酮、9-芴酮、叔丁醇钠、甲烷磺酸、1-溴-2-甲基萘、邻二溴苯、丁基锂、二溴乙烷、邻二溴苯、过氧化苯甲酰、1-(2-溴苯基)-2-甲基萘、N-溴代丁二酰亚胺、甲氧甲基三甲基氯化鏻、三(二亚苄基丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯、1,3-双二苯基膦丙烷氯化镍、咔唑、3,6-二甲基咔唑、3-(2-萘基)-6-苯基咔唑、N-苯基咔唑-3-硼酸、9-(2-萘基)咔唑-3-硼酸、1,4-二溴-2,5-二氨基苯等基础化工原料均可在国内化工产品市场买到。本发明中未提到的合成方法的化合物的都是通过商业途径获得的原料产品。
本发明中的中间体和化合物的分析检测使用AB SCIEX质谱仪(4000QTRAP)和布鲁克核磁共振仪(400M)。
合成实施例1.化合物A1的合成
氮气保护下,2-溴蒽醌M1(26.5g,0.01mol)、频哪醇硼酸酯(0.015mol)、Pd(dppf)Cl2(1%)、碳酸钾混合溶于500ml甲苯,加热至回流,反应过夜,反应液柱层析,浓缩,石油醚煮洗,得到中间体M2(20.1g,收率89.6%)。
氮气保护下,向装有机械搅拌,中间体M2(6.7g,22mmol,1.1eq)三口瓶中加入4-苯基-2-氯吡嗪(1eq.),碳酸钾5eq,Pd(Pph3)4(2%),甲苯1000ml+乙醇500ml+300ml水,开启搅拌,加热至回流,反应8h。有机相硅胶柱层析,浓缩,用甲苯重结晶得黄色粉末M3(9.0g,93.7%)。
氮气保护下,(25mmol)2-溴萘溶于四氢呋喃,冰乙醇浴降至-78℃,滴加正丁基锂溶液,保持低温条件,滴加完毕,控温30min,将中间体M3(4.8g,10mmol)溶于四氢呋喃,滴加入反应瓶中,滴加完毕,自然升温,反应8h。反应液中加入稀盐酸,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩,固体析出,过滤得到中间体M4(4.8g,93.1%)。
中间体M4(5.1g,10mmol),加入反应瓶中,加入100ml冰醋酸,加入碘化钾(20mmol),加入次磷酸氢钠(20mmol),加热至回流,反应5h。过滤,用水、乙醇淋洗,收集得到黄色粉末A1(5.3g,79.1%)。
化合物A1的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ8.40(s,2H),8.33(s,3H),7.75(s,3H),7.55(s,4H),7.48(t,J=28.0Hz,10H),7.24(d,J=4.0Hz,8H).
合成实施例3.化合物A3的合成
合成步骤同化合物A1,不同在于将4-苯基-2-氯吡嗪替换为等当量的2-苯基-4-氯吡嗪,反应结束后,分离得到白色固体6.4。
化合物A3的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ9.11(s,2H),8.90(s,2H),8.31(d,J=12.0Hz,50H),7.86(dd,J=8.0,59.0Hz,6H),7.65(s,1H),7.65(s,2H),7.62(s,4H),7.55(s,2H),7.49(s,2H),7.41(s,1H).
合成实施例4.化合物A4的合成
合成步骤同化合物A1,不同在于将2-溴蒽醌替换为等当量的2,6-二溴蒽醌,得到中间体M2B 4.6g。氮气保护下,向装有机械搅拌,中间体M2B(6.7g,22mmol,1.1eq)三口瓶中加入4-苯基-2-氯吡嗪(1eq.),碳酸钾5eq,Pd(Pph3)4(2%),甲苯1000ml+乙醇500ml+300ml水,开启搅拌,加热至回流,反应8h。有机相硅胶柱层析,浓缩,用甲苯重结晶得黄色粉末M3B(9.0g,93.7%)。
氮气保护下,向装有机械搅拌,中间体M3B(6.7g,22mmol,1.1eq)三口瓶中加入溴苯(1eq.),碳酸钾5eq,Pd(Pph3)4(2%),甲苯1000ml+乙醇500ml+300ml水,开启搅拌,加热至回流,反应8h。有机相硅胶柱层析,浓缩,用甲苯重结晶得黄色粉末M4B
氮气保护下,(25mmol)2-溴萘溶于四氢呋喃,冰乙醇浴降至-78℃,滴加正丁基锂溶液,保持低温条件,滴加完毕,控温30min,将中间体M4B(4.8g,10mmol)溶于四氢呋喃,滴加入反应瓶中,滴加完毕,自然升温,反应8h。反应液中加入稀盐酸,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩,固体析出,过滤得到中间体M5(4.8g,93.1%)。
中间体M5(5.1g,10mmol),加入反应瓶中,加入100ml冰醋酸,加入碘化钾(20mmol),加入次磷酸氢钠(20mmol),加热至回流,反应5h。过滤,用水、乙醇淋洗,收集得到黄色粉末A4(5.3g,79.1%)。
化合物A4的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ9.11(s,1H),8.84(s,1H),8.31(d,J=10.0Hz,3H),8.04(dd,J=10.0,6.0Hz,4H),7.96–7.96(m,2H),7.85(d,J=8.0Hz,2H),7.63(s,1H),7.57(d,J=10.0Hz,3H),7.49(s,1H),7.38(s,1H).
合成实施例5.化合物A5的合成
合成步骤同化合物A4,不同在于将溴苯替换为等当量的2-溴二苯并呋喃,反应结束后,分离得到白色固体5.2g。
化合物A5的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ8.97(s,1H),8.56(s,2H),8.35(s,1H),8.28(s,2H),7.79(t,J=8.0Hz,4H),7.65(s,2H),7.63–7.47(m,4H),7.41(s,1H),7.28(s,1H).
合成实施例9.化合物A9的合成
合成步骤同化合物A1,不同在于将2-溴萘替换为等当量的2-(4-苯基)-吡啶,反应结束后,分离得到白色固体5.2g。
化合物A9的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ9.29(s,2H),8.97(s,1H),8.35(s,1H),7.96(s,2H),7.65(s,2H),7.54(d,J=12.0Hz,4H),7.41(s,2H),7.25(s,2H).
合成实施例10.化合物A10的合成
合成步骤同化合物A1,不同在于将2-溴蒽醌替换为等当量的2-溴-苯并呋喃并蒽醌,将2-溴萘替换为等当量的溴苯,反应结束后,分离得到白色固体4.8g。
化合物A10的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ8.97(s,2H),8.69(d,J=8.0Hz,4H),8.37(d,J=10.0Hz,3H),8.07(d,J=10.0Hz,3H),7.94(s,1H),7.85(s,3H),7.65(s,10 3H),7.54(d,J=12.0Hz,4H),7.41(s,3H).
合成实施例18.化合物A18的合成
合成步骤同化合物A1,不同在于将4-苯基-2-氯吡嗪替换为等当量的4-苯基-2-(5-吡啶-2-溴)-2-吡嗪,得到淡黄色固体5.8g。
化合物A18的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ9.16(s,1H),8.88(s,1H),8.35(s,2H),8.32–8.18(m,4H),8.10(q,J=12.0Hz,6H),8.04–7.94(m,4H),7.79(s,1H),7.63(s,2H),7.60–7.48(m,10H),7.38(s,2H).
合成实施例27.化合物A27的合成
合成步骤同化合物A24,不同在于将4-联苯基-2-氯吡嗪替换为等当量的2-苯基-7-(2-萘基)-4-氯吡嗪,得到淡黄色固体5.8g。
化合物A27的核磁波谱数据:1H NMR(400MHz,Chloroform)δ9.35(s,1H),8.95(s,1H),8.49(d,J=4.0Hz,2H),8.38–8.23(m,4H),8.20(s,2H),8.08(d,J=12.0Hz,4H),7.99(s,2H),7.89(s,3H),7.88–7.74(m,3H),7.62(dd,J=12.0,8.0Hz,7H),7.57(d,J=12.0Hz,4H),7.54(dd,J=10.0,8.0Hz,8H),7.43–7.32(m,4H).
本发明实施例中公开的具体优选合成结构化合物的分析检测数据列在下表1中:
表1
化合物 | 分子式 | 分子量 | 元素分析 |
A1 | C<sub>48</sub>H<sub>30</sub>N<sub>2</sub> | 634.4 | C,90.95;H,4.62;N,4.38 |
A3 | C<sub>48</sub>H<sub>30</sub>N<sub>2</sub> | 634.2 | C,90.98;H,4.70;N,4.26 |
A4 | C<sub>54</sub>H<sub>34</sub>N<sub>2</sub> | 709.7 | C,91.53;H,4.87;N,3.69 |
A5 | C<sub>60</sub>H<sub>36</sub>N<sub>2</sub>O | 800.3 | C,89.86;H,4.38;N,3.42 |
A9 | C<sub>50</sub>H<sub>32</sub>N<sub>4</sub> | 688.1 | C,87.39;H,4.35;N,8.21 |
A10 | C<sub>46</sub>H<sub>28</sub>N<sub>2</sub>O | 624.3 | C,88.19;H,4.35;N,4.26 |
A18 | C<sub>53</sub>H<sub>33</sub>N<sub>3</sub> | 711.1 | C,89.69;H,4.60;N,5.62 |
A27 | C<sub>58</sub>H<sub>36</sub>N<sub>2</sub> | 760.4 | C,91.30;H,4.61;N,3.32 |
苯并咪唑类材料如下述通式(2)所示:
式(2)中,其中Ar选自碳原子数为6-30的亚稠环芳烃,或选自碳原子数为6-30的亚稠杂环芳烃;R1是苯基、联苯基、萘基,1-5个碳的烷基或者氢;n选自2-3的整数。
优选化合物为以下所示的化合物2-1~2-30:
其中更优选化合物2-1和化合物2-9。
上述苯并咪唑类材料优选化合物合成实施例可参照专利CN200910234761中的实例。
特定的含氮杂环化合物如以下通式(3)、(4)或(5)所示。
通式(3)中,
通式(4)中,
通式(5)中,
R2和R3各自独立的代表氢原子,具有6-40个碳原子的芳基,吡啶基或喹啉基,或者具有1-20个碳原子的烷基;L代表具有6-60个碳原子的亚芳基;Ar3代表具有6-60个碳原子的芳基或由-Ar1-Ar2代表的基团,其中Ar1代表具有6-60个碳原子的亚芳基,Ar2代表具有6-60个碳原子的芳基。
所述第一化合物中的特定的含氮杂环化合物优选为下述通式(6)所示的含氮杂环类材料,
HAr-L-Ar1-Ar2(6)
特定的含氮杂环化合物更优选为以下化合物结构:
HAr-L-Ar1-Ar2
特定的含氮杂环化合物进一步优选为上述化合物3-5、3-10、3-13。
上述含氮杂环类材料优选化合物合成实施例可参照专利CN1784388B中的实例;可参照专利CN101503393B中的实例;可参照CN101812021B中的实例。
(第二化合物)
本发明中采用的第二化合物为特定的金属Al配合物,其由下述通式(A)所示:
(Q)2-Al-L(A)
通式(A)中,Q选自式(Q1)或(Q2)所示的结构式,
R1为甲基,R2-R6独立地选自氢原子、甲基或氰基的其中之一:
L为下述式(IV)所示的结构式:
R7-R11独立地选自氢原子、苯基、吡啶基团、嘧啶基团、C6-C30的取代或非取代的芳环或C6-C30的含氮杂芳环的其中之一。
所述第二化合物优选通式(A)中的Q为式(Q1)所示的结构式,式(IV)中的R7~R11选自氢原子或吡啶基。
所述第二化合物优选为选自以下的特定的Al金属配合物:
所述第二化合物更优选为选自化合物1-11或1-12的化合物。
就本发明的电子传输层而言,其中的第一化合物的电子迁移率高于第二化合物的电子迁移率。
电子传输层中的第一化合物与第二化合物的重量比范围为1:0.2~1:1,优选5:4。
电子传输层中的第一化合物与第二化合物的蒸镀厚度为15-30nm,优选25nm。
电子传输层中的第二化合物的HOMO能级大于6.3,且大于第一化合物的HOMO能级,可以阻挡空穴,使得更多的空穴电子复合在发光区域。
电子传输层中的第二化合物的T1能级大于2.3,且大于第一化合物的T1能级,可以阻挡激子,尤其是三线态激子。
电子传输层中的第二化合物的LUMO能级大于3.3,且大于第一化合物的LUMO能级,有助于器件的电子注入性能。
电子传输层中的第二化合物(速率1埃/秒)的蒸镀温度为220-230度,其低于第一化合物的蒸镀温度,且相比Liq低近100度,且蒸镀时稳定性极高。
本发明的有机电致发光器件中,采用真空蒸镀方式制备。
在本发明的电子传输层中,通过同时使用上述特定的第一化合物与第二化合物,在确保器件稳定性、适于量产使用的基础上,还可以实现协同增效的器件效率提高以及使用寿命延长的效果。
尽管其机理尚不明确,但可以推定的是:本发明的第一化合物本身具有较强的电子传输能力,第二化合物具有高的T1和HOMO,阻挡激子和载流子。相对于单独使用第一化合物或第二化合物作为电子传输层,在将两种化合物组合使用的情况下:
1)因第二化合物相对于第一化合物有较高的T1能级和更大的HOMO能级,因此第二化合物可以更有效地阻挡发光层未辐射的激子和过多的载流子。由此,相对于单独使用第一化合物作为电子传输层,组合使用第一化合物和第二化合物使得激子的复合利用率得以提高,进一步提升了器件的工作效率;
2)从阴极侧向发光层传输过来的电子,由于第一化合物有较高的电子迁移率,因此相对于单独使用第二化合物作为电子传输层,电子能够在传输层内高效地传输,使得大量的载流子在发光层的界面复合;在这样特定的组合下,发光层内载流子复合几率和激子利用率得以提升,器件的稳定性以及使用寿命进一步提高。
器件实施例
实施方式
有机发光二极管包括位于基板上的阳极和阴极,以及位于电极之间有机材料,阳极以上依次为空穴传输层、发光层、电子传输层。
基底
本发明中可以采用刚性基底或柔性基底,刚性基底包括玻璃基底、Si基底等,柔性基底包括聚乙烯醇(PVA)薄膜、聚酰亚胺(PD)薄膜、聚酯(PET)薄膜等。本发明基底优选刚性玻璃基底。
阳极
阳极可优选功函数较大的导电性化合物、合金、金属以及该种材料的混合物。可以采用无机材料,无机材料包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO)等金属氧化物或金、银、铜、铝等功函数较高的金属或金属与金属或非金属的交替形成的层叠物等。本发明阳极优选ITO。
空穴注入层
空穴注入层是为了降低驱动电压提升器件亮度,便于空穴从阳极进入空穴传输层而设置在阳极和阴极之间的一层。一般采用单层HATCN、MoO3或空穴传输材料掺杂P-dopant材料。本发明中优选HATCN。
空穴传输层
空穴传输层为具有空穴传输性能的层,可为单层,也可为多层。空穴传输材料可以选自芳胺类或枝聚芴类低分子材料,包括以下所罗列的HT1-HT31。
发光层
发光层是空穴和电子复合发生辐射跃迁的区域,一般复合在界面的几率较大。通过对发光层材料发光颜色的选择,可以制备不同颜色的发光器件来满足使用的要求。
其中,蓝色荧光主体包括以下所罗列的BFH1-BFH14。
蓝色荧光染料包括以下所罗列的BFD01-BFD09。
本发明的化合物可以但不限于和以下绿色磷光主体材料GPH1-GPH80搭配使用。
绿色磷光掺杂剂包括以下所罗列的GPD1-GPD57等。
红色磷光主体材料包括以下所罗列的RH1-RH31。
红色磷光掺杂剂包括以下所罗列的RPD1-RPD29。
电子注入层
电子注入层一般采用薄层LiF、CsF、CsCO3等作为注入层,包括以下所罗列的ET1-ET17等;厚度不超过1.5nm。本发明采用的是LiF作为注入层。
阴极
阴极一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金,或金属与金属氟化物交替形成的电极层。本发明中阴极优选LiF和Al。
本发明的有机电致发光器件的制备方法,包括以下工序:
1)对玻璃基底清洗、烘干,并在所述基板上溅射或蒸镀一层阳极层;
2)对工序1)得到的带有阳极层的基板进行UV照射10min,后置于真空腔内,抽真空,蒸镀一层空穴注入层;
3)采用双源或三源共蒸的方式蒸镀发光层;
4)采用双源共蒸的方式蒸镀包含上述第一化合物与上述第二化合物、的材料的电子传输层;
5)蒸镀电子注入层和阴极。
具体实施例
以下基于实施例,对本发明进行详细说明。需要说明的是,以下实施例仅为示例。本发明不受以下实施例的任何限制。
实施例B-1
利用去污粉对玻璃片进行搓洗,冲洗干净后,使用煮沸的去离子水对玻璃片进行煮沸处理15min,然后超声清洗15min,并放置在130℃的烘箱完成烘烤。在玻璃上溅射一层ITO作为阳极,膜厚为150nm。将溅射有阳极的玻璃基片置于真空腔内,抽真空至5×10-4Pa,在阳极上蒸镀HATCN,速率为0.05nm/s,蒸镀膜厚为10nm。然后蒸镀一层下述表2中的HT28作为空穴传输层,速率为0.1nm/s,蓝光器件对应蒸镀膜厚为60nm,绿光器件对应蒸镀厚度为100nm,红光器件对应蒸镀厚度为1700nm。
继续蒸镀一层下述表2中的HT21作为电子阻挡层,速率为0.1nm/s,蒸镀厚度为20nm;再采用双源或三源共蒸的方式蒸镀发光层,蓝光发光层采用双源共蒸的方式,蒸镀厚度为30nm,蒸镀比例为1:0.05,表2中的BFH-3作为主体,其蒸镀速率为0.1nm/s,表2中的染料BFD-3的蒸镀速率为0.005nm/s;绿光发光层采用三源共蒸的方式,蒸镀厚度为30nm,蒸镀比例为1:1:0.1,表2中的主体GPH-36作为主体,其蒸镀速率为0.5nm/s,表2中的主体GPH-41作为主体,其蒸镀速率为0.5nm/s,表2中的染料GDP-1的蒸镀速率为0.05nm/s;红光发光层采用双源共蒸的方式,蒸镀厚度为30nm,蒸镀比例为1:0.04,表2中的主体RPH-43作为主体,其蒸镀速率为0.1nm/s,表2中的染料RPD-1的蒸镀速率为0.004nm/s。
在发光层上,采用双源蒸镀方式制备电子传输层,其采用“化合物2-1:80%化合物1-11”作为构成材料,电子传输层的厚度为25nm,蒸镀比例为1:1。
最后,依次蒸镀LiF和Al作为器件的阴极,其中LiF的蒸镀厚度为1nm,速率为0.1nm/s,Al的蒸镀厚度为80nm,速率为0.2-1nm/s。
表2
其他实施例与各比较例
除了将实施例B-1中的电子传输层的构成材料变更以下所示的对应材料以外,其他与实施例B-1操作完全相同。
(实施例)
B-1(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-2(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1:30%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-3(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/OEMT-P009(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1:120%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-4(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物A3:30%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-5(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物A3:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-6(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物A3:120%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
G-1(绿色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(100)/HT21(20)/GPH-36:GPH-41:10%GDP-1(30)/化合物2-1:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
G-2(绿色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(100)/HT21(20)/GPH-36:GPH-41:10%GDP-1(30)/化合物A3:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
R-1(红色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(170)/HT21(20)/RPH-43:4%RPD-1(30)/化合物2-1:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
R-2(红色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(100)/HT21(20)/RPH-43:10%RPD-1(30)/化合物A3:80%化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
(比较例)
B-Ref1(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1:80%Liq(25)/LiF(1)/Al(80)
B-ref2(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1(25)/LiF(1)/Al(80)
B-ref3(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物1-11(25)/LiF(1)/Al(80)
B-ref 4(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物2-1(12.5)/化合物1-11(12.5)/LiF(1)/Al(80)
B-ref 5(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物1-11(12.5)/化合物2-1(12.5)/LiF(1)/Al(80)
B-ref6(蓝色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(60)/HT21(20)/BFH-3:5%BFD-3(30)/化合物A3(25)/LiF(1)/Al(80)
G-ref(绿色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(100)/HT21(20)/GPH-36:GPH-41:10%RPD-1(30)/化合物2-1:80%Liq(25)/LiF(1)/Al(80)
R-ref(红色器件):
ITO/HATCN(10)/HT28(170)/HT21(20)/RPH-43:4%RPD-1(30)/化合物2-1:80%Liq(25)/LiF(1)/Al(80)
试验例
针对按照上述所获得的有机电致发光元件,进行各种性能测定。具体测定方法如下:
器件光电及寿命测试的条件
实验片封装完成后后烘1h,待恢复室温后切割测试。实验结果是在室温下完成测试;
1)亮度、效率、色度是通过OSM软件联动光谱仪完成测试,电压从0V增加至8V,步长为0.01V,在有机电致发光器件两端施加电压,设置起始电压,通过逐步增大外加电压,测得一系列亮度、效率、色度随电压变化曲线。
2)寿命通过MC-6000完成测试的,通过设定不同的测试亮度,得出有机电致发光器件的亮度与寿命衰减曲线,从而取得器件在要求衰减亮度下的寿命数值。
3)使用膜厚监测仪检测材料的蒸发速率,探测器位于对应蒸发源的上方20~30cm,晶振频率6MHz。测试时预先在膜厚监测仪中设定工具因子为15,在当前条件下以的蒸发速率蒸镀厚度为的薄膜(真空度<2.0*10-4Pa),利用台阶仪或椭偏仪对薄膜样品的厚度进行测试并根据测试结果调整膜厚监测仪的工具因子,再次使用校正过的工具因子重新进行膜厚标定,如膜厚监测仪的显示厚度与实际测量厚度相同,标膜结束,否则重复进行上述工作,直至膜厚仪显示值与真实值相同,此时,通过膜厚监测仪显示的蒸发速率即为材料的实际蒸发速率。
4)蒸发温度;首先使用目标材料标定膜厚,重新设置膜厚监测仪的工具因子。然后,使用真空蒸镀设备在2.0*10-4Pa真空度下升温至有速率产生,保持该温度并持续蒸发10分钟后,继续以20℃/min的频率升高温度,当蒸发速率接近调整升温速率至2℃/min,到达该蒸发速率后保持当前温度,稳定蒸发5分钟后记录当前温度,随后重复升温操作查找并记录速率在时的蒸发温度。温度探测器位于圆柱形坩埚的底部。
具体测定结果如下述表3所示:
表3
器件(1)-(12)为电子传输层在蓝光中的器件数据,器件(1)-(6)、(9)-(12)为设置单层电子传输层的相关数据,其中器件(5)、(6)、(9)为采用单一组分化合物的相关数据,器件(7)、(8)为将第一化合物与第二化合物分别设置在双层电子传输层的相关数据;器件(13)-(15)为电子传输层在绿光中的器件对比数据;器件(16)-(18)为电子传输层在红光中的器件对比数据。在设置单层电子传输层的器件中,与单独使用第一化合物或第二化合物的器件(5)、(6)相比,组合使用了第一化合物和第二化合物的器件(2)~(4)实现了极为优异的效果,尤其是使用寿命呈现协同增效的优异效果。
在将第一化合物与第二化合物分别设置在双层电子传输层的器件(7)~(8)中,尽管同时使用了第一化合物和第二化合物,但由于分别设置在不同的两层中,因而无法实现协同增效的效果。
从三色(蓝、绿、红)的对比数据来看,使用特定Al配合物化合物1-11搭配化合物2-1作为电子传输层,可以极为有效地降低电压,提升效率和寿命。三色器件中,配合使用的特定的Al配合物具有较高的HOMO和LUMO,可以有效阻止空穴进入电子传输层,同时低的LUMO也增强电子的注入,所以能够与化合物1-11协同地显著降低器件电压。另外,Al配合物有较高的T1,能够有效阻挡发光层的三线态激子,可以增加激子的利用率,所以能够与化合物1-11协同地提升器件的效率和寿命。另外,Al配合物的蒸镀温度较低,只有220℃,相比Liq的蒸镀温度低110℃,且蒸镀稳定性比常用的Liq高,因此在实际制备器件时可以稳定地批量生产。
对其他部分优选化合物在蓝光中进行器件性能的实验,具体如表4所示:
表4
从上述表4的对比数据来看,使用本发明的其他优选第一化合物(2-1、2-9、3-5、3-10或3-12)搭配其他优选第二化合物(1-11或1-12)作为电子传输层,可以极为有效地降低电压,提升效率和寿命。且具有稳定地批量生产的前景。
工业实用性
本发明所涉及的有机电致发光元件,由于在电子传输层中组合使用特定的第一化合物与第二化合物,可批量化地获得更为优异的器件效率,提高使用寿命,适用于各种显示和照明的大规模商业化应用,满足日益增长的工业化需求。
Claims (16)
1.一种有机电致发光器件,其包括:基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、掺杂型电子传输层、电子注入层与阴极,所述电子传输层由至少包含作为第一化合物的含氮杂环化合物与下述通式(A)所示的第二化合物的材料共蒸镀而成,
(Q)2-Al-L1 (A)
通式(A)中,Q选自式(Q1)或(Q2)所示的结构式,
R1为甲基,R2-R6独立地选自氢原子、甲基或氰基的其中之一:
L1为下述式(IV)所示的结构式:
R7-R11独立地选自氢原子、苯基、吡啶基团、嘧啶基团、C6-C30的取代或非取代的芳环、或者C6-C30的含氮杂芳环的其中之一;
其中,所述电子传输层中的第一化合物与第二化合物的重量比范围为1∶0.2~1∶1;
所述作为第一化合物的含氮杂环化合物为下述通式(I)所示的喹唑啉类材料,
其中,L选自化学键、C6~C12的亚芳基或亚稠环芳烃基团、C3~C12的亚杂芳基或亚稠杂环芳烃基团;
Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自C6~C30的取代或非取代的芳基或稠环芳烃基团、C3~C30的取代或非取代的杂芳基或稠杂环芳烃基团,当Ar1、Ar2和Ar3分别独立地选自取代的芳基、稠环芳烃基团、杂芳基或稠杂环芳烃基团时,其上的所述取代基团独立地选自卤素、氰基、硝基,或选自C1~C10的烷基或环烷基、烯基、C1~C6的烷氧基或硫代烷氧基基团,或者选自Si(R5)3,该R5选自C1~C6的烷基,
R1、R2、R3和R4分别独立地选自下述基团:甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、氰基、硝基、苯基、萘基、三亚苯基、9,9二甲基芴、螺二芴基、呋喃基、苯基呋喃基、噻吩基、苯基噻吩基、吡咯基、苯基吡咯基、吡啶基、苯基吡啶基、吡嗪基、芴基、茚并芴基、喹啉、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并三嗪、苯并吡嗪、异苯并呋喃基、吲哚基、苯并喹啉、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、二苯并吡咯基、咔唑基及其衍生物、苯基取代的二唑、啡啉基、啡啉并噻唑基和苯并间二氧杂环戊烯基中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中,所述作为第一化合物的含氮杂环化合物为下述通式(3)、通式(4)或通式(5)所示的含氮杂环类材料,
通式(3)中,
通式(4)中,
通式(5)中,
R2和R3各自独立的代表氢原子,具有6-40个碳原子的芳基,吡啶基或喹啉基,或者具有1-20个碳原子的烷基;L代表具有6-60个碳原子的亚芳基;Ar3代表具有6-60个碳原子的芳基或由-Ar1-Ar2代表的基团,其中Ar1代表具有6-60个碳原子的亚芳基,Ar2代表具有6-60个碳原子的芳基。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,电子传输层中第一化合物的电子迁移率高于第二化合物的电子迁移率,第二化合物的电子迁移率的数量级为10-5cm2/V·s。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,电子传输层中的第一化合物与第二化合物的重量比范围为5∶4。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,电子传输层中的第一化合物和第二化合物的蒸镀总厚度为15-30nm。
10.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,电子传输层中的第一化合物和第二化合物的蒸镀总厚度为25nm。
11.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,第二化合物的HOMO能级大于6.3eV,且大于第一化合物的HOMO能级。
12.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,第二化合物的T1能级大于2.3eV,且大于第一化合物的T1能级。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,第二化合物的LUMO能级大于3.3eV,且大于第一化合物的LUMO能级。
14.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,第二化合物的蒸镀温度为220-230度。
15.根据权利要求1~3中任一项所述的有机电致发光器件,其中,第二化合物的蒸镀温度低于第一化合物的蒸镀温度。
16.权利要求1~15中任一项所述的有机电致发光器件的制备方法,其包括如下工序:
1)对玻璃基底清洗、烘干,并在所述基板上溅射或蒸镀一层阳极层;
2)对工序1)得到的带有阳极层的基板进行UV照射10min,后置于真空腔内,抽真空,蒸镀一层空穴注入层;
3)采用双源或三源共蒸的方式蒸镀发光层;
4)采用双源共蒸的方式蒸镀包含所述第一化合物与所述第二化合物的材料的电子传输层;
5)蒸镀电子注入层和阴极。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101812021A (zh) * | 2003-03-13 | 2010-08-25 | 出光兴产株式会社 | 含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件 |
CN103531714A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-01-22 | 昆山维信诺显示技术有限公司 | 电子传输层、含该层的有机电致发光器件及其制备 |
CN103992342A (zh) * | 2013-02-16 | 2014-08-20 | 清华大学 | 金属铝配合物及其在有机发光器件中的应用 |
CN105143186A (zh) * | 2013-02-22 | 2015-12-09 | 出光兴产株式会社 | 蒽衍生物、有机电致发光元件用材料、有机电致发光元件和电子设备 |
KR101624412B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2016-05-25 | 주식회사 엘지화학 | 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070212569A1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Je Jong-Tae | Organometallic complex for organic light-emitting layer and organic light-emitting diode using the same |
-
2017
- 2017-12-25 CN CN201711421409.0A patent/CN109962166B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101812021A (zh) * | 2003-03-13 | 2010-08-25 | 出光兴产株式会社 | 含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件 |
CN103531714A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-01-22 | 昆山维信诺显示技术有限公司 | 电子传输层、含该层的有机电致发光器件及其制备 |
CN103992342A (zh) * | 2013-02-16 | 2014-08-20 | 清华大学 | 金属铝配合物及其在有机发光器件中的应用 |
CN105143186A (zh) * | 2013-02-22 | 2015-12-09 | 出光兴产株式会社 | 蒽衍生物、有机电致发光元件用材料、有机电致发光元件和电子设备 |
KR101624412B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2016-05-25 | 주식회사 엘지화학 | 헤테로환 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 |
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