CN112582555B - 一种有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种有机电致发光器件。所述有机电致发光器件包括:阳极,阴极,以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二。所述有机层一包含特定磷光发光材料,所述有机层二包含特定的含氮杂螺二芴类化合物。使用含氮杂螺二芴类材料与特定磷光发光材料的新颖材料组合的新型有机电致发光器件,具有更高的外量子效率和更长的使用寿命,从而提供优异的电致发光器件性能。还公开了一种显示组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电子器件,例如,一种有机电致发光器件。更特别的,涉及一种使用具有氮杂螺二芴结构化合物和特定磷光发光材料的新型材料组合的有机电致发光器件。此外还公开一种显示组件。
背景技术
有机电子器件包括但是不限于下列种类:有机发光二极管(OLEDs),有机场效应晶体管(O-FETs),有机发光晶体管(OLETs),有机光伏器件(OPVs),染料-敏化太阳能电池(DSSCs),有机光学检测器,有机光感受器,有机场效应器件(OFQDs),发光电化学电池(LECs),有机激光二极管和有机电浆发光器件。
1987年,伊斯曼柯达的Tang和Van Slyke报道了一种双层有机电致发光器件,其包括芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(Applied PhysicsLetters,1987,51(12):913-915)。一旦加偏压于器件,绿光从器件中发射出来。这个发明为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。最先进的OLEDs可以包括多层,例如电荷注入和传输层,电荷和激子阻挡层,以及阴极和阳极之间的一个或多个发光层。由于OLEDs是一种自发光固态器件,它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔韧性,可以使它们非常适合于特殊应用,例如在柔性基底制作上。
OLED可以根据其发光机制分为三种不同类型。Tang和van Slyke发明的OLED是荧光OLED。它只使用单重态发光。在器件中产生的三重态通过非辐射衰减通道浪费了。因此,荧光OLED的内部量子效率(IQE)仅为25%。这个限制阻碍了OLED的商业化。1997年,Forrest和Thompson报告了磷光OLED,其使用来自含配合物的重金属的三重态发光作为发光体。因此,能够收获单重态和三重态,实现100%的IQE。由于它的高效率,磷光OLED的发现和发展直接为有源矩阵OLED(AMOLED)的商业化作出了贡献。最近,Adachi通过有机化合物的热激活延迟荧光(TADF)实现了高效率。这些发光体具有小的单重态-三重态间隙,使得激子从三重态返回到单重态的成为可能。在TADF器件中,三重态激子能够通过反向系统间穿越产生单重态激子,导致高IQE。
OLEDs也可以根据所用材料的形式分类为小分子和聚合物OLED。小分子是指不是聚合物的任何有机或有机金属材料。只要具有精确的结构,小分子的分子量可以很大。具有明确结构的树枝状聚合物被认为是小分子。聚合物OLED包括共轭聚合物和具有侧基发光基团的非共轭聚合物。如果在制造过程中发生后聚合,小分子OLED能够变成聚合物OLED。
已有各种OLED制造方法。小分子OLED通常通过真空热蒸发来制造。聚合物OLED通过溶液法制造,例如旋涂,喷墨印刷和喷嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶剂中,小分子OLED也可以通过溶液法制造。
通常,有机电致发光器件具有包括正电极、负电极和介于其间的有机材料层的结构。电荷被注入到在阳极和阴极之间形成的有机层中,以形成电子和空穴对,使具有荧光或磷光特性的有机化合物产生了光发射。由于空穴和电子的移动速度不同,往往由各自不同的物质构成的多层结构形成上述有机物层,例如空穴注入层,空穴传输层,发光层、电子传输层及电子注入层等。
CN 109638170 A公开了一种在发光层具有给体材料和受体材料以及发光材料的有机电致发光元件,其关注于具有氮杂螺二芴及其类似结构单元的化合物作为给体材料和受体材料,在发光层形成分子间电荷转移激发态在蓝光器件中的特殊作用。尽管其器件中的发光层以外的其它功能层中,如在电子传输层中,也用到了这类化合物,但其并未公开和教导将这类化合物用在发光层以外的其它功能层并与发光层中特定磷光发光材料组合使用时的任何有益效果。
US20170186967A1公开了一种包含嘧啶和含氮杂螺二芴结构的化合物,然而该专利申请并未公开和教导在发光器件中包含该结构化合物作为电子传输材料与发光层中特定磷光发光材料组合使用时的任何有益效果。
尽管在业界的研究中,新材料的开发广为关注,但是在有机电致发光器件中,材料的合理选择同样是非常重要。选择合适的材料组合可以有效地提升载流子在器件中的平衡程度,从而提高器件效率、延长器件寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种使用含氮杂螺二芴类化合物作为电子传输材料与特定磷光发光材料的新颖材料组合的新型有机电致发光器件以解决上述部分问题。该类含氮杂螺二芴化合物作为电子传输层配合磷光发光材料为发光层的有机电致发光器件具有更高的外量子效率和更长的使用寿命,从而提供更好的发光器件性能。
根据本发明的一个实施例,公开一种有机电致发光器件,包含:
阳极,
阴极,
以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二;
其中,所述有机层一至少包含一种磷光发光材料,其中所述磷光发光材料是具有M(La)t(Lb)u(Lc)v通式结构的金属配合物,所述金属M选自由Cu,Ag,Au,Ru,Rh,Pd,Pt,Os和Ir组成的组;
La、Lb和Lc能任选地连接形成多齿配体;
t是0,1,2或3,u是0,1,2或3,v是0,1,2或3,且t+u+v等于M的氧化态;
其中,配体La、Lb和Lc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:
其中,
Ra,Rb和Rc可以表示单取代,多取代,或不取代;
Ra,Rb和Rc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
Xb选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN1和CRC1RC2;
Xc和Xd每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se和NRN2;
RN1,RN2,RC1和RC2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
所述配体La、Lb和Lc选自的上述结构中,相邻的取代基能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含一种具有式1结构的化合物:
式1中,
所述n是1,2或3;当n大于1时,多个L可以是相同或不同的,多个B可以是相同或不同的;
所述L表示单键,取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
所述A具有由式2表示的结构:
X1至X4每次出现时相同或不同地选自C或CR1,X5至X8每次出现时相同或不同地选自C,CR1或N,且X5至X8中只有一个为N,
X1至X8中至少一个为C,且所述A通过X1至X8中的每个C与每个L连接;
Y1至Y8每次出现时相同或不同地选自CR2;
其中R1和R2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
式2中,相邻的取代基能任选地连接形成环;
式1中的所述B具有由式3表示的结构:
其中,*表示所述B与所示L连接的位置;
Z1至Z3每次出现时相同或不同地选自CR3或N,且Z1至Z3中至少两个为N;
R3、R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的另一实施例,还公开了一种显示组件,其包含所述的有机电致发光器件。
本发明提供一种使用含氮杂螺二芴类材料作为电子传输材料与特定磷光发光材料的新颖材料组合的新型有机电致发光器件,含有该含氮杂螺二芴化合物的电子传输层配合含有特定磷光发光材料的发光层的有机电致发光器件具有更高的外量子效率和更长的使用寿命,从而提供更好的电致发光器件性能。
附图说明
图1是可以含有本文所公开的化合物组合的有机发光装置示意图。
图2是可以含有本文所公开的化合物组合的另一有机发光装置示意图。
具体实施方式
OLED可以在各种基板上制造,例如玻璃,塑料和金属。图1示意性、非限制性的展示了有机发光装置100。图不一定按比例绘制,图中一些层结构也是可以根据需要省略的。装置100可以包括基板101、阳极110、空穴注入层120、空穴传输层130、电子阻挡层140、发光层150、空穴阻挡层160、电子传输层170、电子注入层180和阴极190。装置100可以通过依序沉积所描述的层来制造。各层的性质和功能以及示例性材料在美国专利US7,279,704B2第6-10栏有更详细的描述,上述专利的全部内容通过引用并入本文。
这些层中的每一个有更多实例。举例来说,以全文引用的方式并入的美国专利第5,844,363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例是以50:1的摩尔比率掺杂有F4-TCNQ的m-MTDATA,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的颁予汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中公开主体材料的实例。经n掺杂的电子输送层的实例是以1:1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例,其包括具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ITO层的复合阴极。以全文引用的方式并入的美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开案第2003/0230980号中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中提供注入层的实例。可以在以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中找到保护层的描述。
经由非限制性的实施例提供上述分层结构。OLED的功能可以通过组合以上描述的各种层来实现,或者可以完全省略一些层。它还可以包括未明确描述的其它层。在每个层内,可以使用单一材料或多种材料的混合物来实现最佳性能。任何功能层可以包括几个子层。例如,发光层可以具有两层不同的发光材料以实现期望的发光光谱。
在一个实施例中,OLED可以描述为具有设在阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包括一层或多层。
OLED也需要封装层,如图2示意性、非限制性的展示了有机发光装置200,其与图1不同的是,阴极190之上还可以包括封装层102,以防止来自环境的有害物质,例如水分和氧气。能够提供封装功能的任何材料都可以用作封装层,例如玻璃或者有机-无机混合层。封装层应直接或间接放置在OLED器件的外部。多层薄膜封装在美国专利US7,968,146B2中进行了描述,其全部内容通过引用并入本文。
根据本发明的实施例制造的器件可以并入具有该器件的一个或多个电子部件模块(或单元)的各种消费产品中。这些消费产品的一些例子包括平板显示器,监视器,医疗监视器,电视机,广告牌,用于室内或室外照明和/或发信号的灯,平视显示器,完全或部分透明的显示器,柔性显示器,智能电话,平板计算机,平板手机,可穿戴设备,智能手表,膝上型计算机,数码相机,便携式摄像机,取景器,微型显示器,3-D显示器,车辆显示器和车尾灯。
本文描述的材料和结构也可以用于前文列出的其它有机电子器件中。
如本文所用,“顶部”意指离衬底最远,而“底部”意指离衬底最近。在将第一层描述为“设置”在第二层“上”的情况下,第一层被设置为距衬底较远。除非规定第一层“与”第二层“接触”,否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说,即使阴极和阳极之间存在各种有机层,仍可以将阴极描述为“设置在”阳极“上”。
如本文所用,“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或输送和/或从液体介质沉积。
当据信配位体直接促成发射材料的光敏性质时,配位体可以称为“光敏性的”。当据信配位体并不促成发射材料的光敏性质时,配位体可以称为“辅助性的”,但辅助性的配位体可以改变光敏性的配位体的性质。
据相信,荧光OLED的内部量子效率(IQE)可以通过延迟荧光超过25%自旋统计限制。延迟荧光一般可以分成两种类型,即P型延迟荧光和E型延迟荧光。P型延迟荧光由三重态-三重态消灭(TTA)产生。
另一方面,E型延迟荧光不依赖于两个三重态的碰撞,而是依赖于三重态与单重激发态之间的转换。能够产生E型延迟荧光的化合物需要具有极小单-三重态间隙以便能态之间的转化。热能可以激活由三重态回到单重态的转变跃迁。这种类型的延迟荧光也称为热激活延迟荧光(TADF)。TADF的显著特征在于,延迟分量随温度升高而增加。如果逆向系间窜越(RISC)速率足够快速从而最小化由三重态的非辐射衰减,那么回填充单重激发态的分率可能达到75%。总单重态分率可以是100%,远超过电致产生的激子的自旋统计的25%。
E型延迟荧光特征可以见于激发复合物系统或单一化合物中。不受理论束缚,相信E型延迟荧光需要发光材料具有小单-三重态能隙(ΔE S-T)。有机含非金属的供体-受体发光材料可能能够实现这点。这些材料的发射通常表征为供体-受体电荷转移(CT)型发射。这些供体-受体型化合物中HOMO与LUMO的空间分离通常产生小ΔE S-T。这些状态可以包括CT状态。通常,供体-受体发光材料通过将电子供体部分(例如氨基或咔唑衍生物)与电子受体部分(例如含N的六元芳香族环)连接而构建。
关于取代基术语的定义
卤素或卤化物-如本文所用,包括氟,氯,溴和碘。
烷基–包含直链和支链烷基。烷基的实例包括甲基,乙基,丙基,异丙基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,正戊基,正己基,正庚基,正辛基,正壬基,正癸基,正十一烷基,正十二烷基,正十三烷基,正十四烷基,正十五烷基,正十六烷基,正十七烷基,正十八烷基,新戊基,1-甲基戊基,2-甲基戊基,1-戊基己基,1-丁基戊基,1-庚基辛基,3-甲基戊基。另外,烷基可以任选被取代。烷基链中的碳可被其它杂原子取代。在上述中,优选甲基,乙基,丙基,异丙基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,正戊基和新戊基。
环烷基-如本文所用包含环状烷基。优选的环烷基是含有4至10个环碳原子的环烷基,包括环丁基,环戊基,环己基,4-甲基环己基,4,4-二甲基环己基,1-金刚烷基,2-金刚烷基,1-降冰片基,2-降冰片基等。另外,环烷基可以任选被取代。环中的碳可被其它杂原子取代。
链烯基-如本文所用,涵盖直链和支链烯烃基团。优选的烯基是含有2至15个碳原子的烯基。链烯基的例子包括乙烯基,烯丙基,1-丁烯基,2-丁烯基,3-丁烯基,1,3-丁二烯基,1-甲基乙烯基,苯乙烯基,2,2-二苯基乙烯基,1,2-二苯基乙烯基,1-甲基烯丙基,1,1-二甲基烯丙基,2-甲基烯丙基,1-苯基烯丙基,2-苯基烯丙基,3-苯基烯丙基,3,3-二苯基烯丙基,1,2-二甲基烯丙基,1-苯基-1-丁烯基和3-苯基-1-丁烯基。另外,烯基可以是任选取代的。
炔基-如本文所用,涵盖直链和支链炔基。优选的炔基是含有2至15个碳原子的炔基。另外,炔基可以是任选取代的。
芳基或芳族基-如本文所用,考虑非稠合和稠合体系。优选的芳基是含有6至60个碳原子,更优选6至20个碳原子,更优选6至12个碳原子的芳基。芳基的例子包括苯基,联苯,三联苯,三亚苯,四亚苯,萘,蒽,萉,菲,芴,芘,,苝和薁,优选苯基,联苯,三联苯,三亚苯,芴和萘。另外,芳基可以任选被取代。非稠合芳基的例子包括苯基,联苯-2-基,联苯-3-基,联苯-4-基,对三联苯-4-基,对三联苯-3-基,对三联苯-2-基,间三联苯-4-基,间三联苯-3-基,间三联苯-2-基,邻甲苯基,间甲苯基,对甲苯基,对-(2-苯基丙基)苯基,4'-甲基联二苯基,4”-叔丁基-对三联苯-4-基,邻-枯基,间-枯基,对-枯基,2,3-二甲苯基,3,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,均三甲苯基和间四联苯基。
杂环基或杂环-如本文所用,考虑芳族和非芳族环状基团。异芳基也指杂芳基。优选的非芳族杂环基是含有3至7个环原子的那些,其包括至少一个杂原子如氮,氧和硫。杂环基也可以是具有至少一个选自氮原子,氧原子,硫原子和硒原子的杂原子的芳族杂环基。
杂芳基-如本文所用,考虑了可以包含1至5个杂原子的非稠合和稠合杂芳族基团。优选的杂芳基是含有3至30个碳原子,更优选3至20个碳原子,更优选3至12个碳原子的杂芳基。合适的杂芳基包括二苯并噻吩,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,吲哚咔唑,吡啶吲哚,吡咯并吡啶,吡唑,咪唑,三唑,恶唑,噻唑,恶二唑,恶三唑,二恶唑,噻二唑,吡啶,哒嗪,嘧啶,吡嗪,三嗪,恶嗪,恶噻嗪,恶二嗪,吲哚,苯并咪唑,吲唑,茚并嗪,苯并恶唑,苯并异恶唑,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,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,硒苯并二吡啶,优选二苯并噻吩,二苯并呋喃,二苯并硒吩,咔唑,吲哚并咔唑,咪唑,吡啶,三嗪,苯并咪唑,1,2-氮杂硼烷,1,3-氮杂硼烷,1,4-氮杂硼烷,硼唑和其氮杂类似物。另外,杂芳基可以任选被取代。
烷氧基-由-O-烷基表示。烷基例子和优选例子与上述相同。具有1至20个碳原子,优选1至6个碳原子的烷氧基的例子包括甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基和己氧基。具有3个以上碳原子的烷氧基可以是直链状,环状或支链状。
芳氧基-由-O-芳基或-O-杂芳基表示。芳基和杂芳基例子和优选例子与上述相同。具有6至40个碳原子的芳氧基的例子包括苯氧基和联苯氧基。
芳烷基-如本文所用,具有芳基取代基的烷基。另外,芳烷基可以任选被取代。芳烷基的例子包括苄基,1-苯基乙基,2-苯基乙基,1-苯基异丙基,2-苯基异丙基,苯基叔丁基,α-萘基甲基,1-α-萘基-乙基,2-α-萘基乙基,1-α-萘基异丙基,2-α-萘基异丙基,β-萘基甲基,1-β-萘基-乙基,2-β-萘基-乙基,1-β-萘基异丙基,2-β-萘基异丙基,对甲基苄基,间甲基苄基,邻甲基苄基,对氯苄基,间氯苄基,邻氯苄基,对溴苄基,间溴苄基,邻溴苄基,对碘苄基,间碘苄基,邻碘苄基,对羟基苄基,间羟基苄基,邻羟基苄基,对氨基苄基,间氨基苄基,邻氨基苄基,对硝基苄基,间硝基苄基,邻硝基苄基,对氰基苄基,间氰基苄基,邻氰基苄基,1-羟基-2-苯基异丙基和1-氯-2-苯基异丙基。在上述中,优选苄基,对氰基苄基,间氰基苄基,邻氰基苄基,1-苯基乙基,2-苯基乙基,1-苯基异丙基和2-苯基异丙基。
氮杂二苯并呋喃,氮杂-二苯并噻吩等中的术语“氮杂”是指相应芳族片段中的一个或多个C-H基团被氮原子代替。例如,氮杂三亚苯包括二苯并[f,h]喹喔啉,二苯并[f,h]喹啉和在环系中具有两个或更多个氮的其它类似物。本领域普通技术人员可以容易地想到上述的氮杂衍生物的其它氮类似物,并且所有这些类似物被确定为包括在本文所述的术语中。
在本公开中,除另有定义,当使用由以下组成的组中的任意一个术语时:取代的烷基,取代的环烷基,取代的杂烷基,取代的芳烷基,取代的烷氧基,取代的芳氧基,取代的烯基,取代的芳基,取代的杂芳基,取代的烷硅基,取代的芳基硅烷基,取代的胺基,取代的酰基,取代的羰基,取代的羧酸基,取代的酯基,取代的亚磺酰基,取代的磺酰基,取代的膦基,是指烷基,环烷基,杂烷基,芳烷基,烷氧基,芳氧基,烯基,芳基,杂芳基,烷硅基,芳基硅烷基,胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,亚磺酰基,磺酰基和膦基中的任意一个基团可以被一个或多个选自氘,未取代的具有1-20个碳原子的烷基,未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,未取代的具有7-30个碳原子数的芳烷基,未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,未取代的具有2-20个碳原子的烯基,未取代的具有6-30个碳原子的芳基,未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基及其组合所取代。
应当理解,当将分子片段描述为取代基或以其他方式连接到另一部分时,可根据它是否是片段(例如苯基,亚苯基,萘基,二苯并呋喃基)或根据它是否是整个分子(如苯,萘,二苯并呋喃)来书写它的名称。如本文所用,指定取代基或连接片段的这些不同方式被认为是等同的。
在本公开中提到的化合物中,氢原子可以被氘部分或完全替代。其他原子如碳和氮也可以被它们的其他稳定的同位素代替。由于其增强器件的效率和稳定性,化合物中其它稳定同位素的替代可能是优选的。
在本公开中提到的化合物中,多(重)取代指包含二(重)取代在内,直到高达最多的可用取代的范围。当本公开中提到的化合物中某个取代基表示多取代(包括二取代、三取代、四取代等)时,即表示该取代基可以在其连接结构上的多个可用的取代位置上存在,在多个可用的取代位置上均存在的该取代基可以是相同的结构,也可以是不同的结构。
在本公开中提到的化合物中,除非明确限定,例如相邻的取代基能任选地连接形成环,否则所述化合物中相邻的取代基不能连接形成环。在本公开中提到的化合物中,相邻的取代基能任选地连接形成环,既包含相邻的取代基可以连接形成环的情形,也包含相邻的取代基不连接形成环的情形。相邻的取代基能任选地连接形成环时,所形成的环可以是单环或多环,以及脂环、杂脂环、芳环或杂芳环。在这种表述中,相邻的取代基可以是指键合在同一个原子上的取代基、与彼此直接键合的碳原子键合的取代基、或与进一步远离的碳原子键合的取代基。优选的,相邻的取代基是指键合在同一个碳原子上的取代基以及与彼此直接键合的碳原子键合的取代基。
相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指键合在同一个碳原子上的两个取代基通过化学键彼此连接形成环,这可以由下式示例:
相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指与彼此直接键合的碳原子键合的两个取代基通过化学键彼此连接形成环,这可以由下式示例:
此外,相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指,在与彼此直接键合的碳原子键合的两个取代基之一表示氢的情况下,第二取代基键合在氢原子键合至的位置处,从而成环。这由下式示例:
根据本发明的一个实施例,公开一种有机电致发光器件,包含:
阳极,
阴极,
以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二,
其中,所述有机层一至少包含一种磷光发光材料,
其中所述磷光发光材料是具有M(La)t(Lb)u(Lc)v通式结构的金属配合物,所述金属M选自Cu,Ag,Au,Ru,Rh,Pd,Pt,Os和Ir;
La、Lb和Lc可任选地连接形成多齿配体;
t是0,1,2或3,u是0,1,2或3,v是0,1,2或3,且t+u+v是M的氧化态;
其中,配体La、Lb和Lc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:
其中,
Ra,Rb和Rc可以表示单取代,多取代,或不取代;
Ra,Rb和Rc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
Xb选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN1和CRC1RC2;
Xc和Xd每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se和NRN2;
RN1,RN2,RC1和RC2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子数的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
所述配体La、Lb和Lc的结构中,相邻的取代基能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含一种具有式1结构的化合物:
式1中,
所述n是1,2或3;当n大于1时,多个L可以是相同或不同的,多个B可以是相同或不同的;
所述L表示单键,或者取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
所述A具有由式2表示的结构:
其中,X1至X4每次出现时相同或不同地选自C或CR1,X5至X8每次出现时相同或不同地选自C,CR1或N,且X5至X8中只有一个为N;
X1至X8中至少一个为C,且所述A通过X1至X8中的每个C与每个L连接;
Y1至Y8每次出现时相同或不同地选自CR2;
其中R1和R2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
式2中,两个相邻的取代基能任选地连接形成环;
式1中的所述B具有由式3表示的结构:
其中,*表示所述B与所示L连接的位置;
Z1至Z3每次出现时相同或不同地选自CR3或N,且Z1至Z3中至少两个为N;R3、R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
在本实施例中,所述磷光发光材料中,La、Lb和Lc可任选地连接形成多齿配体,包括La、Lb和/或Lc连接形成四齿配体或六齿配体等多齿配体的情况,也包括La、Lb和Lc均不连接的情况。所述磷光发光材料的所述配体La、Lb和Lc选自的上述结构中,相邻的取代基能任选地连接形成环,包括两个相邻的取代基连接形成环的情况,如取代基Ra与Rb之间,取代基Ra与Rc之间,取代基Rb与Rc之间,和/或取代基RC1和RC2之间。另外,也包括当取代基Ra、Rb和Rc表示多重取代时,两个相邻的取代基连接形成环的情况,例如相邻的两个取代基Ra之间,相邻的两个取代基Rb之间,和/或相邻的两个取代基Rc之间。另外,还包括相邻的取代基均不连接的情况。
根据本发明的一个实施例,其中,金属M选自Pt、Os或Ir。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层一的磷光发光材料发射波长在500nm至650nm之间,或者500nm至550nm之间,或者600nm至640nm之间。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层一为发光层,所述有机层二为电子传输层。
根据本发明的一个实施例,其中所述式1中,n是1。
根据本发明的一个实施例,其中所述式1中,所述L每次出现时相同或不同的选自由单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚三联苯基和亚吡啶基组成的组。
根据本发明的一个实施例,其中所述式1中,所述L是单键、亚苯基或亚萘基。
根据本发明的一个实施例,其中X1至X4每次出现时相同或不同地选自C或CR1,且X1至X4中至少一个为C,所述A通过X1至X4中的每个C与每个L连接;其中X5-X8每次出现时相同或不同地选自CR1或N,且X5至X8中只有一个为N,例如X5为N,或者X6为N,或者X7为N,或者X8为N。在本实施例中,X1至X4中的一个或多个选自C时,所述A通过所述C与所述L连接,显而易见的,X5-X8中没有选自C的情况,即表示L不与X5-X8中的任一个连接。
根据本发明的一个实施例,其中X1-X4每次出现时相同或不同地为CR1,X5至X8每次出现时相同或不同地选自C,CR1或N,且X5至X8中至少一个为C,所述A通过X5至X8中的每个C与每个L连接;其中X5至X8中只有一个为N,例如X5为N,或者X6为N,或者X7为N,或者X8为N。在本实施例中,X5至X8中的一个或多个选自C时,所述A通过所述C与所述L连接,显而易见的,X1-X4中没有选自C的情况,即表示L不与X1-X4中的任一个连接。
根据本发明的一个实施例,其中所述B具有由式3-1,式3-2或式3-3表示的结构:
其中,式3-1,式3-2和式3-3中,*表示所述B与所示L连接的位置,
R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的一个实施例,其中所述式3,式3-1,式3-2或式3-3中,所述R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,及其组合。
根据本发明的一个实施例,其中所述式3,式3-1,式3-2或式3-3中,所述R4和R5每次出现时相同或不同地选自苯基、吡啶基、联苯基、三联苯基、芴基、氮杂芴基、螺二芴基、氮杂螺二芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并呋喃基、氮杂二苯并噻吩基、二苯并硒吩基、氮杂二苯并硒吩基、硅芴基、咔唑基、氮杂咔唑基及其组合。
根据本发明的一个实施例,其中所述B选自由以下结构组成的组:
/>
/>
/>
/>
/>
根据本发明的一个实施例,其中所述R1和R2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,腈,及其组合。
根据本发明的一个实施例,其中所述R1和R2为氢。
根据本发明的一个实施例,其中所述式2中,相邻的取代基均不连接形成环。
根据本发明的一个实施例,其中所述A选自由以下结构组成的组:
/>
根据本发明的一个实施例,其中有机层二中所述化合物选自由化合物1至化合物220组成的组;所述化合物1至化合物220的具体结构具有式1表示的结构:其中,A、L、B和n对应选自下表中列出的基团和数字:
/>
/>
该表中,L1为单键,L2为L3为/>
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层二是电子传输层,所述电子传输层还可进一步包含至少一种材料。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层二是电子传输层,所述电子传输层还可进一步包含一种金属配合物。
根据本发明的另一个实施例,其中所述有机层二中包含的所述金属配合物包含由式4表示的配体Lx:
其中Q1至Q6每次出现时相同或不同地选自CRQ或N;其中每个RQ每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的氨基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的甲硅烷基,氰基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基和取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基;
其中W是NH,O,S或Se。
根据本发明的另一个实施例,其中所述有机层二中包含的所述金属配合物是8-羟基喹啉-锂,8-羟基喹啉-钠,8-羟基喹啉-钾,二(8-羟基喹啉)-铍,二(8-羟基喹啉)-镁,二(8-羟基喹啉)-钙,三(8-羟基喹啉)-硼,三(8-羟基喹啉)-铝,或三(8-羟基喹啉)-镓。
根据本发明的另一实施例,其中所述磷光发光材料是Ir配合物,且所述Ir配合物具有Ir(La)(Lb)(Lc)的结构,其中,La,Lb和Lc每次出现时相同或不同地选自以下组中的任一个的配体:
其中,
Ra,Rb和Rc可以表示单取代,多取代,或不取代;
Xb选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN1和CRC1RC2;
Xc和Xd每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se,和NRN2;
Ra,Rb,Rc,RN1,RN2,RC1,和RC2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子数的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
所述配体结构中,相邻的取代基能任选地连接形成环。
根据本发明的另一实施例,其中所述磷光发光材料具有以下其中一种的结构:
其中,Xf每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN3和CRC3RC4;
其中,Xe是CRd或N;
Ra,Rb和Rc可以表示单取代,多取代,或不取代,且各自在每次出现时可以是相同或不同;
Ra,Rb,Rc,Rd,RN3,RC3和RC4每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的另一实施例,还公开了一种显示组件,其包含所述有机电致发光器件,所述有机电致发光器件的具体结构为前述任一实施例所示。
与其他材料组合
本发明描述的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各种其它材料组合使用。这些材料的组合在美国专利申请US2016/0359122A1中第0132-0161段有详细描述,其全部内容通过引用并入本文。其中描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例,并且本领域技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。
本文描述为可用于有机发光器件中的具体层的材料可以与存在于所述器件中的多种其它材料组合使用。举例来说,本文所公开的发光掺杂剂可以与多种主体、输送层、阻挡层、注入层、电极和其它可能存在的层结合使用。这些材料的组合在美国专利申请US2015/0349273A1中的第0080-0101段有详细描述,其全部内容通过引用并入本文。其中描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例,并且本领域技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。
在器件的实施例中,器件的特性也是使用本领域常规的设备(包括但不限于Angstrom Engineering生产的蒸镀机,苏州弗士达生产的光学测试系统、寿命测试系统,北京量拓生产的椭偏仪等),以本领域技术人员熟知的方法进行测试。由于本领域技术人员均知晓上述设备使用、测试方法等相关内容,能够确定地、不受影响地获得样品的固有数据,因此上述相关内容在本篇专利中不再展开赘述。
实施例1-1:
首先,清洗玻璃基板,其具有120nm厚的铟锡氧化物(ITO)阳极,然后用UV臭氧和氧等离子体处理。处理后,将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,然后将基板安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机层,在真空度约为10-8Torr的情况下以0.01- /s的速率通过热真空依次在ITO阳极上进行蒸镀。化合物HI用作空穴注入层(HIL),厚度为。化合物HT用作空穴传输层(HTL),厚度为/>。化合物Host 1-1用作电子阻挡层(EBL),厚度为/>。化合物Host 1-2作为主体材料,磷光发光化合物RD作为掺杂剂,其重量比为98%:2%,二者共沉积用作发光层(EML),厚度为/>。在EML之上,使用化合物Host2-2作为空穴阻挡层(HBL),厚度为/>。在HBL上,使用本发明化合物146和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EI占电子传输层材料总重量的60%,ETL厚度为/>。最后,蒸镀/>厚度的化合物EI作为电子注入层(EIL),并且蒸镀/>的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖封装以完成该器件。
比较例1-1:
比较例1-1的制备方法与实施例1-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET1代替本发明化合物146。
比较例1-2:
比较例1-2的制备方法与实施例1-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET2代替本发明化合物146。
比较例1-3:
比较例1-3的制备方法与实施例1-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET3代替本发明化合物146。
器件中使用的部分材料结构如下所示:
器件的电子传输层所用材料如表1所示。在10mA/cm2的条件下测得的器件的色坐标(CIE)、外量子效率(EQE)和器件寿命(LT95)等数据被记录和展示在表1中。
表1
讨论:
从实施例1-1和比较例1-1的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,其寿命大幅度提高,从4441h提高至5562h,提升了25%,器件的外量子效率提高了0.38%。
从实施例1-1和比较例1-2的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,其寿命大幅度提高,从4305h提高至5562h,提升了29%,,外量子效率提升了0.29%。
从实施例1-1和比较例1-3的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,其寿命大幅度提高,从1088h提高至5562h,提升了411%。此外还可明显提高器件外量子效率,提升了3.26%。
因此,从实施例1-1与比较例1-1~1-3的结果可知,在包含红光磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件中,能够提高器件的效率,和最重要地,能大幅度地提升器件寿命。
实施例2-1:
首先,清洗玻璃基板,其具有80nm厚的铟锡氧化物(ITO)阳极,然后用UV臭氧和氧等离子体处理。处理后,将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,然后将基板安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机层,在真空度约为10-8Torr的情况下以0.01-/s的速率通过热真空依次在ITO阳极上进行蒸镀。化合物HI用作空穴注入层(HIL),厚度为/>。化合物HT用作空穴传输层(HTL),厚度为/>。化合物Host 2-1作为第一主体材料,化合物Host 2-2作为第二主体材料,磷光发光化合物GD作为掺杂剂,其重量比为45%:45%:10%,三者共沉积用作发光层(EML),总厚度为/>。在EML之上,使用化合物Host 2-2作为空穴阻挡层(HBL),厚度为/>。在HBL上,化合物146和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EI占电子传输层材料总重量的60%,ETL厚度为/>。最后,蒸镀/>厚度的化合物EI作为电子注入层(EIL),并且蒸镀/>的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖封装以完成该器件。
实施例2-2:
实施例2-2的制备方法与实施例2-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用本发明化合物14代替本发明化合物146。
比较例2-1:
比较例2-1的制备方法与实施例2-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET1代替本发明化合物146。
比较例2-2:
比较例2-2的制备方法与实施例2-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET2代替本发明化合物146。
比较例2-3:
比较例2-3的制备方法与实施例2-1的制备方法相同,除了在电子传输层中使用化合物ET3代替本发明化合物146。
实施例2-1中,所使用的不同于实施例1-1中的新化合物的结构如下所示:
电子传输层所用材料,以及在10mA/cm2条件下测得的实施例和各比较例的色坐标(CIE)、外量子效率(EQE)和器件寿命(LT95)等数据如表2所示。
表2
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讨论二:
从实施例2-1和比较例2-1的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,可提高器件的外量子效率,从18.90%提高至19.04%,器件寿命(LT95)大幅度提高,从3888h提升至4671h,提升了20%;从实施例2-2和比较例2-1的结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,同样可以较大幅度提高器件的寿命,从3888h提升至4456h,提升了约15%,器件的外量子效率从18.90%提升至19.17%。
从实施例2-1和比较例2-2的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,可大幅度提高器件的寿命,从3836h提高至4671h,提升了近22%,器件效率基本保持不变;从实施例2-2和比较例2-2对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,同样可以较大幅度提升器件寿命,从3836h提升至4456小时,提升了16%,器件的效率略有提升。
从实施例2-1和比较例2-3的对比结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,可明显提高器件外量子效率,从15.9%提升至19.04%;极大幅度提升器件的寿命,从1143h提升至4671h,提升了近3.1倍;从实施例2-2和比较例2-3结果可知,使用了磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件,可明显提高器件的外量子效率,从15.9%提升至19.17%,寿命也有极大幅度的提升,从1143h提升至4456h,提升了近2.9倍。
因此,从实施例2-1,2-2与比较例2-1~2-3的结果可知,在包含绿光磷光发光材料和本发明的电子传输层化合物组合的器件中,能够在提升或保持外量子效率基本不变的基础上大幅度提升器件的寿命。
综上所述,本发明所公开的新型有机电致发光器件,使用特定的具有氮杂螺二芴结构的化合物和磷光发光材料的组合,能够在器件效率提升或基本不变的基础上,大幅地提高器件的寿命,因此提供了具有优异性能的有机电致发光器件,极具工业应用前景。
应当理解,这里描述的各种实施例仅作为示例,并无意图限制本发明的范围。因此,如本领域技术人员所显而易见的,所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代,而不脱离本发明的精神。应理解,关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。
Claims (19)
1.一种有机电致发光器件,包含:
阳极,
阴极,
以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二;
其中,所述有机层一为发光层,所述有机层一至少包含一种磷光发光材料,其中所述磷光发光材料是具有M(La)t(Lb)u(Lc)v通式结构的金属配合物,所述金属M选自由Cu,Ag,Au,Ru,Rh,Pd,Pt,Os和Ir组成的组;
La、Lb和Lc任选地连接形成多齿配体;
t是0,1,2或3,u是0,1,2或3,v是0,1,2或3,且t+u+v等于M的氧化态;
其中,配体La、Lb和Lc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:
其中,
Ra,Rb和Rc表示单取代,多取代,或不取代;
Ra,Rb和Rc每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,腈基,异腈基,硫基,及其组合;
Xb选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN1和CRC1RC2;
Xc和Xd每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se和NRN2;
RN1,RN2,RC1和RC2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,腈基,异腈基,硫基,及其组合;
所述配体La、Lb和Lc选自的上述结构中,相邻的取代基能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含一种具有式1结构的化合物:
式1中,
所述n是1;
所述L表示单键;
所述A具有由式2表示的结构:
X1至X4每次出现时相同或不同地选自C或CR1,X5至X8每次出现时相同或不同地选自C,CR1或N,且X5至X8中只有一个为N,
X1至X8中一个为C,且所述A通过C与L连接;
Y1至Y8每次出现时相同或不同地选自CR2;
其中R1和R2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,腈,异腈,硫基及其组合;
式2中,相邻的取代基能任选地连接形成环;
式1中的所述B具有由式3-3表示的结构:
其中,*表示所述B与所示L连接的位置;
R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,腈,异腈,硫基,及其组合。
2.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述有机层一的所述磷光发光材料的发射波长在500nm至650nm之间。
3.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述有机层二为电子传输层。
4.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中金属M选自Pt、Os或Ir。
5.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中,X1-X4每次出现时相同或不同地为C或CR1,且X1-X4中一个为C,且所述A通过X1至X4中的C与L连接;X5-X8每次出现时相同或不同地选自CR1或N,其中,X5为N,或X6为N,或X7为N,或X8为N。
6.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中,X1-X4每次出现时相同或不同地为CR1;X5至X8每次出现时相同或不同地选自C,CR1或N,其中X5为N,或X6为N,或X7为N,或X8为N,X5至X8中一个为C,且所述A通过X5至X8中的C与L连接。
7.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述B具有由式3-3表示的结构:
其中,*表示所述B与所示L连接的位置,且R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,腈,异腈,及其组合。
8.如权利要求7所述的有机电致发光器件,其中,所述R4和R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,及其组合。
9.如权利要求7所述的有机电致发光器件,其中,所述R4和R5每次出现时相同或不同地选自苯基、吡啶基、联苯基、三联苯基、芴基、氮杂芴基、螺二芴基、氮杂螺二芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并呋喃基、氮杂二苯并噻吩基、二苯并硒吩基、氮杂二苯并硒吩基、硅芴基、咔唑基、氮杂咔唑基及其组合。
10.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述B选自由以下结构组成的组:
11.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述R1和R2每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,腈,及其组合。
12.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述式2中,相邻的取代基均不连接形成环。
13.如权利要求10所述的有机电致发光器件,其中所述A选自由以下结构组成的组:
14.如权利要求13所述的有机电致发光器件,其中有机层二中的所述化合物具有式1表示的结构:其中,A、L、B和n对应选自下表中列出的基团和数字:
该表中,L1为单键。
15.如权利要求1所述有机电致发光器件,其中所述有机层二是电子传输层,所述电子传输层还进一步包含至少一种材料;
其中所述有机层二还进一步包含至少一种金属配合物;
其中所述金属配合物包含由式4表示的配体Lx:
其中Q1至Q6每次出现时相同或不同地选自CRQ或N;其中RQ每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的氨基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的甲硅烷基,氰基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基和取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基;
其中W是NH,O,S或Se。
16.如权利要求1所述有机电致发光器件,其中所述金属配合物是8-羟基喹啉-锂,8-羟基喹啉-钠,8-羟基喹啉-钾,二(8-羟基喹啉)-铍,二(8-羟基喹啉)-镁,二(8-羟基喹啉)-钙,三(8-羟基喹啉)-硼,三(8-羟基喹啉)-铝,或三(8-羟基喹啉)-镓。
17.如权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述磷光发光材料是Ir配合物,且所述Ir配合物具有Ir(La)(Lb)(Lc)的结构。
18.如权利要求17所述的有机电致发光器件,其中所述磷光发光材料具有以下其中一种的结构:
其中,Xf每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se,NRN3和CRC3RC4;
其中,Xe每次出现时相同或不同地选自CRd或N;
Ra,Rb和Rc表示单取代,多取代,或不取代;
Ra,Rb,Rc,Rd,RN3,RC3和RC4每次出现时相同或不同地选自选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
19.一种显示组件,其包含权利要求1-18之一所述的有机电致发光器件。
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