CN117467430A - 有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置,所述有机发光材料包括:有机功能化合物和辅助化合物,所述有机功能化合物选自下述化学式Ⅰ和/或化学式Ⅱ所示的化合物,所述辅助化合物选自下述化学式Ⅲ所示的化合物、化学式Ⅳ所示的化合物、含有Pt和/或Ir的化合物中的至少一种。通过不同的有机功能化合物搭配不同的辅助化合物,使得有机发光材料形成敏化体系,进而提高发光材料制备的发光器件的发光效率及使用寿命,同时还可以提高色纯度,以制备得到高色域的发光器件。
Description
技术领域
本申请涉及发光材料技术领域,尤其涉及一种有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置。
背景技术
现有的有机电致发光器件中,常用MR发射体来提升发光器件的色纯度,但是这类发射体制备的发光器件的发光效率及使用寿命仍然无法满足需求。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置。
基于上述目的,本申请第一方面提供了一种有机发光材料,包括:有机功能化合物和辅助化合物,所述有机功能化合物选自下述化学式Ⅰ和/或化学式Ⅱ所示的化合物,所述辅助化合物选自下述化学式Ⅲ所示的化合物、化学式Ⅳ所示的化合物、含有Pt和/或Ir的化合物中的至少一种,
其中,Y各自独立的存在或不存在,Y存在时选自B、P、N、C、Si中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;
Z各自独立的存在或不存在,Z存在时选自O、S、N、P中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;
R1和R2存在或不存在,R1和R2存在时均可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、取代或未被取代的芳基、环烷基、环烯基、杂芳基、杂环基、卡宾、n-杂环卡宾中的至少一个,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或芳族、杂芳族环系中的至少一种,所述芳族或杂芳族环系具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R3基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R3C=CR3、C≡C、Si(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、-C(=O)O-、-C(=O)NR3-、NR3、P(=O)(R3)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一种代替;
R3可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环系的至少一个,或具有被一个或多个R′基团取代的芳族或杂芳族环系;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR’、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一个代替;两个R3基团还可一起形成环系或与另外的基团形成环系;
R4是具有5至30个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团或Ar取代的芳族或杂芳族环系;
R6存在或不存在,R6存在时可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、CN、CF3、CCl3、C(R′)3、N(R′)2、C(=O)R′、P(R′)2且R6不存在芳族环;
R5、R7、R8可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团取代的芳族、杂芳族环系、芳氧基、杂芳氧基基团中的至少一种;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR′、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO或SO2代替;
R7和/或R8中分别含有p、q个除C、H、N外杂原子,p+q≥2;
Q选自O或S;
L存在或不存在,L存在时选自C、C(HR)、CH2、CR2、C=O、O、S、N、NH、NHR、P、Si,SiH2、Si(HR)、SiR2中的至少一个,L可被一个或多个R′基团取代;
n=0,1,2,3;
m=0,1,2,3;
k=0,1,2,3。
可选地,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述含有Pt和/或Ir的化合物。
可选地,所述有机功能化合物的三重激发态能级和单重激发态能级均小于所述含有Pt和/或Ir的化合物的三重激发态能级。
可选地,当所述有机功能化合物不具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅳ所示的化合物。
可选地,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于0且小于或等于10%。
可选地,所述化学式Ⅳ所示的化合物的单重激发态能级大于所述有机功能化合物的单重激发态能级。
可选地,所述化学式Ⅳ所示的化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴与所述有机功能化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴之间的距离小于或等于20nm。
可选地,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物。
可选地,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于10%且小于或等于45%。
可选地,所述有机功能化合物的归一化发射光谱中,波长超过500nm部分的光谱面积不大于总光谱面积的10%。
可选地,所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物的荧光发射光谱的半峰宽均小于45nm。
可选地,所述化学式Ⅲ所示的化合物的最高占据分子轨道能级小于或等于-5.4eV。
可选地,还包括主体材料,所述主体材料与所述有机功能化合物的三重激发态能级满足关系:0.1eV≦T1主体-T1功能≦0.5eV,其中,T1主体表示所述主体材料的三重激发态能级,T1功能表示所述有机功能化合物的三重激发态能级。
基于同一发明构思,本申请第二方面提供了一种有机电致发光器件,包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极和所述第二电极之间的至少一层功能复合层,所述功能复合层中的发光层通过上述第一方面任一项所述的有机发光材料制备得到。
基于同一发明构思,本申请第三方面提供了一种显示装置,包括上述第二方面任一项所述的有机电致发光器件。
从上面所述可以看出,本申请提供的有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置,通过不同的有机功能化合物搭配不同的辅助化合物,使得有机发光材料形成敏化体系,进而提高发光材料制备的发光器件的发光效率及使用寿命,同时还可以提高色纯度,以制备得到高色域的发光器件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1~图5为具有热激活延迟荧光特性的有机功能化合物的荧光光谱图,图中,横坐标为时间,纵坐标为光子计数,代表荧光强度;
图6~图10为不具有热激活延迟荧光特性的有机功能化合物荧光光谱图,图中,横坐标为时间,纵坐标为光子计数,代表荧光强度;
图11为本申请实施例的敏化体系的能级示意图;
图12为本申请实施例的化学式Ⅳ所示的化合物和机功能化合物的荧光发射光谱图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本申请进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
注意,在本说明书中,单重激发态是指具有激发能的单重态。S1能级是指单重激发态能级的最低能级,即最低的单重激发态的激发能。三重激发态是指具有激发能的三重态。T1能级是指三重激发态能级的最低能级,即最低的三重激发态的激发能。在本说明书中,在一些情况下,单重激发态及单重激发态能级分别表示最低的单重激发态及S1能级。在一些情况下,三重激发态及三重激发态能级分别表示最低的三重激发态及T1能级。
在本说明书中,荧光材料是指在单重激发态的最低能级(S1能级)返回到基态时在可见光区域中发光的材料。磷光材料是指在三重激发态的最低能级(T1能级)返回到基态时在室温下在可见光区域中发光的材料。换言之,磷光材料是指能够将三重激发态能转换为可见光的材料。
有机电致发光器件中,磷光发射体能够同时捕获电生成的单线态和三线态激子,从而实现理论上100%的电子到光子转换效率,因此被广泛应用于有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)中。经过多年的发展,磷光有机发光二极管在发光亮度及发光效率方面有了十足的进步,其外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)目前已可以达到30%及以上的水准。但是从商业的角度而言,磷光OLED器件的寿命和稳定性仍存在很大的发展空间。但由于磷光材料三重态激子寿命通常比较长,为了抑制TTA(三重态-三重态激子湮灭)过程,一般电致磷光器件都采用掺杂方式的器件结构,即选用磷光主体材料掺杂磷光发光客体作为发光层的构成,可以通过磷光发光客体直接捕获激子或通过主体进行能量传递的方式使磷光发光客体高效发光。目前红色或绿色磷光器件无论从效率或寿命角度而言都可以基本满足商业需求,但是在蓝色磷光方面仍存在较大的挑战。
从蓝光角度而言,荧光发射材料的有机电致发光(EL)奠定了坚实的基础,相对于磷光发射体,荧光发射体在蓝光部分具有更高的发射强度、更低的商品价格并且对环境友好。三原色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)发射体的发射色纯度在有机电致发光显示器的色域中占主导地位,因此,具有超高色纯度的有机R、G和B发射器对于实现宽色域OLED显示器至关重要。但是,荧光发射体通常具有较宽的发射峰,不利于色纯度的提高。所以,采用具有多重共振特性的有机多重共振MR发射器为在没有额外光学处理的情况下构建高色纯度和宽色域的显示器开辟了一条途径。
对于MR发射体,基本的分子设计范式是将硼和氮原子对位成六元环(p-BNR),然后将它们嵌入多环芳烃(PAH)骨架中。在p-BNR嵌入的芳香体系中,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道的电子密度(LUMO)位于共轭骨架的原子上,并采用交替分布模式。这种所谓的互补MR效应可以使HOMO和LUMO的空间重叠最小化,显著的分子刚性几何结构和独特的电子结构可以赋予从基态(S0)到S1态以及S1到S0的跃迁电子密度的短程重组。因此,在弗兰克-康登跃迁中赋予了独特的激子特性,包括窄的半峰全宽(FWHM)特性、大的消光系数、高的振荡强度(f)和近单位光致发光(PL)量子产率(ΦPL)。因此,这些类MR发射器为制造具有完美色彩纯度的高性能OLED提供了前所未有的机会。除去硼和氮原子对位六元环的分子结构,目前氮和羰基的对位组合的MR型发射体也开始了深入的研究,该分子核心具有更深蓝的发射光谱,且其所具有的刚性结构可以使它具有窄带的发光谱型,更利于高色域的器件开发。
虽然这类MR型发射体有利于色纯度的提高,但是这类发射体制备的发光器件的发光效率及使用寿命仍然无法满足需求。
基于此,本申请提供了一种有机发光材料、有机电致发光器件和显示装置,既可以提高发光材料制备的发光器件的发光效率及使用寿命,同时还可以提高色纯度,以制备得到高色域的发光器件。
本申请提供了一种有机发光材料,包括:有机功能化合物和辅助化合物,所述有机功能化合物选自下述化学式Ⅰ和/或化学式Ⅱ所示的化合物,所述辅助化合物选自下述化学式Ⅲ所示的化合物、化学式Ⅳ所示的化合物、含有Pt和/或Ir的化合物中的至少一种,
其中,Y各自独立的存在或不存在,Y存在时选自B、P、N、C、Si中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;优选地,Y选自N或P;更优选地,Y选自N。
Z各自独立的存在或不存在,Z存在时选自O、S、N、P中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;优选地,Z选自O或N。
R1和R2存在或不存在,R1和R2存在时均可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、取代或未被取代的芳基、环烷基、环烯基、杂芳基、杂环基、卡宾、n-杂环卡宾中的至少一个,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或芳族、杂芳族环系中的至少一种,所述芳族或杂芳族环系具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R3基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R3C=CR3、C≡C、Si(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、-C(=O)O-、-C(=O)NR3-、NR3、P(=O)(R3)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一种代替。
R3可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环系的至少一个,或具有被一个或多个R′基团取代的芳族或杂芳族环系;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR’、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一个代替;两个R3基团还可一起形成环系或与另外的基团形成环系。
R4是具有5至30个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团或Ar取代的芳族或杂芳族环系。
R6存在或不存在,R6存在时可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、CN、CF3、CCl3、C(R′)3、N(R′)2、C(=O)R′、P(R′)2且R6不存在芳族环;
R5、R7、R8可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团取代的芳族、杂芳族环系、芳氧基、杂芳氧基基团中的至少一种;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR′、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO或SO2代替。
R7和/或R8中分别含有p、q个除C、H、N外杂原子,p+q≥2。
Q选自O或S;L存在或不存在,L存在时选自C、C(HR)、CH2、CR2、C=O、O、S、N、NH、NHR、P、Si,SiH2、Si(HR)、SiR2中的至少一个,L可被一个或多个R′基团取代。
n=0,1,2,3;m=0,1,2,3;k=0,1,2,3。优选地,m=1。
具体地,所述化学式Ⅰ所示的化合物选自下述化学式所示结构的化合物中的任意一种:
所述化学式Ⅱ所示的化合物选自下述化学式所示结构的化合物中的任意一种:
所述化学式Ⅲ所示的化合物选自下述化学式所示结构的化合物中的任意一种:
/>
/>
所述化学式Ⅳ所示的化合物选自下述化学式所示结构的化合物中的任意一种:
/>
本申请中,所述有机功能化合物为氮和羰基的对位组合的MR型荧光发射材料,这类材料的分子核心具有更深蓝的发射光谱,且其所具有的刚性结构可以使其具有窄带的发光谱型,更利于高色域的器件开发。因此,有机发光材料中添加有机功能化合物,可以提高色纯度,以制备得到高色域的发光器件。
同时,不同性质的有机功能化合物搭配不同类型的辅助化合物,使得有机发光材料形成发光材料与敏化剂混合的敏化体系,最大程度地抑制了三线态激子和极化子引发的劣化过程,同时最大化地提高了激子利用率,因此提高了有机发光材料制备的发光器件的发光效率、使用寿命及稳定性。
在一些实施例中,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述含有Pt和/或Ir的化合物。
具体地,当三重态激发态与单重态激发态能量接近时(一般为T1态和S1态),处于三重激发态的分子可以通过反系间窜越(Reverse Intersystem Crossing,RISC)过程到达单重激发态,之后通过辐射跃迁过程回到基态。这一系列过程称作E型延迟荧光,又称为热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)或热激活延迟荧光。
理论上,具有热活化延迟荧光特性的材料的内量子产率可以达到100%,因此非常有利于提高有机发光材料的发光效率,并且,纯有机热活化延迟荧光材料不含有贵金属元素,因此原料成本较低。利于实际工艺。
具体实施时,可以通过其荧光光谱来确定有机功能化合物是否具有热激活延迟荧光特性。示例性地,图1、图2、图3、图4和图5为具有热激活延迟荧光特性的有机功能化合物的荧光光谱图,图6、图7、图8、图9和图10为不具有热激活延迟荧光特性的有机功能化合物的荧光光谱图。
当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述含有Pt和/或Ir的化合物,此时所述有机功能化合物作为发光材料使用,所述含有Pt和/或Ir的化合物作为磷光敏化剂使用,二者形成磷光敏化体系。
参见图11所示,磷光敏化剂即含有Pt和/或Ir的化合物的T1能级将能量传递给有机功能化合物的T1能级,再通过其反隙间窜越作用上转换到S1,实现高激子利用率的荧光发射,在该作用下可以缓解磷光敏化剂及有机功能化合物的材料劣化,提升有机发光材料的发光效率及使用寿命。
在一些实施例中,继续参见图11,所述有机功能化合物的三重激发态能级和单重激发态能级均小于所述含有Pt和/或Ir的化合物的三重激发态能级。
具体地,能量通过磷光敏化剂材料的T1能级向发光材料的T1能级传递,为保证有效的能量传递,需要T1(含有Pt和/或Ir的化合物)>T1(有机功能化合物);同时,只有T1(含有Pt和/或Ir的化合物)>S1(有机功能化合物),才能保证激子主要产生在磷光敏化剂的T1能级,才能提高能量传递的效率,进而提高有机发光材料的发光效率。
在一些实施例中,当所述有机功能化合物不具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅳ所示的化合物。
具体地,当所述有机功能化合物不具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅳ所示的化合物,此时所述有机功能化合物作为发光材料使用,所述化学式Ⅳ所示的化合物具有热激活延迟荧光特性,作为TADF敏化剂使用,如此二者形成敏化体系,有利于降低发光材料的效率滚降(roll-off)。
可选地,所述化学式Ⅳ所示的化合物的单重激发态能级大于所述有机功能化合物的单重激发态能级。如此可以确保激子产生在敏化剂上,敏化剂S1能量通过荧光共振能量转移转移到发光材料,使得发光材料辐射发光。
可选地,参见图12所示,所述化学式Ⅳ所示的化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴与所述有机功能化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴之间的距离d小于或等于20nm。
具体地,当d小于或等于20nm时,说明化学式Ⅳ所示的化合物的荧光发射光谱与有机功能化合物的荧光发射光谱的光谱重叠面积较大,保证有效的能量转移,同时,当能量转移不完全时,敏化剂发光不影响色纯度。
在一些实施例中,当所述有机功能材料在所述有机发光材料中作为发光材料使用时,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于0且小于或等于10%。
具体地,对浓度的限定保证所述材料在发光器件中发挥应有性能,当有机功能材料作为发光材料使用时,低浓度掺杂(≤10%),保证发光效率且抑制猝灭。当浓度大于10%时,容易引起浓度猝灭,降低发光效率。
在一些实施例中,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物。
具体地,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物,此时所述有机发光材料作为敏化剂使用,所述化学式Ⅲ所示的化合物作为发光材料使用,二者形成敏化体系,提升有机发光材料的发光效率及使用寿命。
所述化学式Ⅲ所示的化合物至少含有一个C=O取代基,其发射波长为430nm-500nm,可作为发光材料发挥作用,其电子迁移率高于空穴迁移率,以提高其发光效率。
可选地,当所述有机功能材料作为敏化剂使用时,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于10%且小于或等于45%,有机功能材料为激子产生区,做敏化剂时较高浓度掺杂(≤45%)使得有机功能材料具有高浓度分散激子,保证使用寿命,同时为平衡器件中载流子浓度,限定其掺杂浓度不大于45%。
可选地,所述有机功能化合物的归一化发射光谱中,波长超过500nm部分的光谱面积不大于总光谱面积的10%。
具体地,当所述有机功能材料作为敏化剂使用时,波长超过500nm部分的光谱面积不大于总光谱面积的10%,使得敏化剂发光较少,低敏化剂发光有利于提高发光器件的色纯度和寿命。
可选地,所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物的荧光发射光谱(在10-5M的甲苯溶液中)的半峰宽均小于45nm,如此使得有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物的荧光发射光谱均为窄光谱,可以提升有机发光材料的发光效率及色纯度。
可选地,所述化学式Ⅲ所示的化合物的最高占据分子轨道(即HOMO)能级小于或等于-5.4eV,如此使得化学式Ⅲ所示的化合物具有较深的HOMO,可以防止空穴陷阱(holetrap)。
在一些实施例中,所述有机功能化合物的发射波长为430nm-590nm,当发射波长在该波长范围内时所述有机功能化合物具有较高的发光效率,当光谱发射波长大于590nm时其发光效率会明显下降。
在一些实施例中,还包括主体材料,所述主体材料与所述有机功能化合物的三重激发态能级满足关系:0.1eV≦T1主体-T1功能≦0.5eV,其中,T1主体表示所述主体材料的三重激发态能级,T1功能表示所述有机功能化合物的三重激发态能级。
具体地,所述主体材料可选为OLED有机发光器件中的发光材料中常用的主体材料,所述主体材料可选为红光主体材料、绿光主体材料及蓝光主体材料,示例性地,所述主体材料可选为聚苯乙炔、聚噻吩类的有机共轭聚合物等。
其中,0.1eV≦T1主体-T1功能≦0.5eV可以保证有效的能量传递,并抑制猝灭。
本申请还提供了一种有机电致发光器件,包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极和所述第二电极之间的至少一层功能复合层,所述功能复合层中的发光层通过上述任一实施例所述的有机发光材料制备得到。
具体地,所述第一电极可以为阳极,所述第二电极可以为阴极;同样地,所述第一电极也可以为阴极,所述第二电极也可以为阳极。所述第一电极和/或第二电极可以由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)等的透明导电材料形成,或者由诸如锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)等的反射金属形成。
将所述有机发光材料制备得到发光层,并形成有机电致发光器件,既可以提高发光器件的发光效率、使用寿命及稳定性,同时还可以提高色纯度,以制备得到高色域的发光器件。
除所述发光层(EML)外,所述功能复合层还可以包括空穴注入层(HIL)、电子注入层(EIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)等。
本申请还提供了一种显示装置,包括上述任意实施例所述的有机电致发光器件。所述显示装置可以是具有图像显示功能的产品,例如可以是:显示器、电视、广告牌、数码相框、具有显示功能的激光打印机、电话、手机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)、数码相机、便携式摄录机、取景器、导航仪、车辆、大面积墙壁、家电、信息查询设备(如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询设备、监视器等)。
所述显示装置具有上述任一实施例所述的技术效果,在此不做赘述。
以下通过具体实施例来对本申请进行进一步阐述。
实施例及对比例
按照表1所示的发光层组分作为发光层的制备材料,并按照如下步骤来制备实施例及对比例的OLED发光器件。
在真空度为1×10-5Pa条件下,在含有氧化铟锡(ITO)阳极(膜厚为100nm)的玻璃基板上,通过真空蒸镀法沉积薄膜;
之后在该基板上蒸镀HIL,膜厚10nm;
在HIL上接着蒸镀HTL,膜厚60nm;
在该HTL层上蒸镀EBL层,膜厚10nm;
在该EBL层上共蒸镀发光层,膜厚25nm;
在该发光层上蒸镀HBL层,膜厚10nm;
在该发光层上蒸镀ETL层,膜厚30nm;
在该ETL上蒸镀LiF,膜厚1nm;
在该LiF膜上蒸镀金属Al,形成膜厚80nm的金属阴极,最终完成OLED发光器件的制备。
对实施例及对比例制备得到的OLED发光器件进行测试,测试结果详见下表1所示。
表1实施例及对比例的测试结果列表
其中,EQE表示外量子效率;LT50@1000cd/m2表示器件寿命,在1000cd/m2的初始亮度下,测试亮度下降到初始亮度50%时所需时间;λpeak表示器件发射光谱峰值。
由表1可知,对比例1~2为常规的有机发光材料的配比,其有机发光材料中没有添加有机功能材料;对比例3~4中有机发光材料中仅添加了有机功能化合物但是没有添加辅助化合物;实施例1的有机发光材料中,不仅包括具有延迟荧光特性的有机功能化合物(作为发光材料使用),还包括含有Pt和/或Ir的化合物;实施例2的有机发光材料中,不仅包括不具有延迟荧光特性的有机功能化合物(作为发光材料使用),还包括具有延迟荧光特性的化学式Ⅳ所示的化合物;实施例3的有机发光材料中,不仅包括具有延迟荧光特性的有机功能化合物(作为敏化剂使用),还包括作为发光材料使用的化学式Ⅲ所示的化合物。
对于EQE和LT50@1000cd/m2来说,实施例1~3的EQE和LT50@1000cd/m2明显大于各对比例,同时对比例3~4的EQE和LT50@1000cd/m2大于对比例1~2,由此可知,在有机发光材料中添加有机功能化合物可以提高发光器件的发光效率和寿命,进一步地,在有机发光材料中同时添加有机功能化合物和辅助化合物可以显著提高发光器件的发光效率和寿命。
其中,表1中涉及到的各个化合物的结构式如下所示:
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本公开的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本公开实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种有机发光材料,其特征在于,包括:有机功能化合物和辅助化合物,所述有机功能化合物选自下述化学式Ⅰ和/或化学式Ⅱ所示的化合物,所述辅助化合物选自下述化学式Ⅲ所示的化合物、化学式Ⅳ所示的化合物、含有Pt和/或Ir的化合物中的至少一种,
其中,Y各自独立的存在或不存在,Y存在时选自B、P、N、C、Si中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;
Z各自独立的存在或不存在,Z存在时选自O、S、N、P中的至少一个,可被一个或多个R基团取代;
R1和R2存在或不存在,R1和R2存在时均可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、取代或未被取代的芳基、环烷基、环烯基、杂芳基、杂环基、卡宾、n-杂环卡宾中的至少一个,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或芳族、杂芳族环系中的至少一种,所述芳族或杂芳族环系具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R3基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R3C=CR3、C≡C、Si(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、-C(=O)O-、-C(=O)NR3-、NR3、P(=O)(R3)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一种代替;
R3可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一个,或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环系的至少一个,或具有被一个或多个R′基团取代的芳族或杂芳族环系;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR’、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO、SO2中的至少一个代替;两个R3基团还可一起形成环系或与另外的基团形成环系;
R4是具有5至30个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团或Ar取代的芳族或杂芳族环系;
R6存在或不存在,R6存在时可独立选自H、D、F、Cl、Br、I、CN、CF3、CCl3、C(R′)3、N(R′)2、C(=O)R′、P(R′)2且R6不存在芳族环;
R5、R7、R8可独立选自H、D、OH、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N(Ar)2、N(R′)2、C(=O)OAr、C(=O)OR′、C(=O)N(Ar)2、C(=O)N(R′)2、C(Ar)3、C(R′)3、Si(Ar)3、Si(R′)3、B(Ar)2、B(R′)2、C(=O)Ar、C(=O)R′、P(=O)(Ar)2、P(=O)(R′)2、P(Ar)2、P(R′)2、S(=O)Ar、S(=O)R′、S(=O)2Ar、S(=O)2R′、OSO2Ar、OSO2R′中的至少一种,或具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基、硫代烷氧基基团中的至少一种,或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R′基团取代的芳族、杂芳族环系、芳氧基、杂芳氧基基团中的至少一种;其中,所述烷基、烷氧基、硫代烷氧基、烯基或炔基基团可被一个或多个R1基团取代,其中一个或多个非相邻的CH2基团可被R1C=CR1、C≡C、Si(R′)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR′、-C(=O)O-、-C(=O)NR′-、NR′、P(=O)(R′)、-O-、-Se-、-S-、SO或SO2代替;
R7和/或R8中分别含有p、q个除C、H、N外杂原子,p+q≥2;
Q选自O或S;
L存在或不存在,L存在时选自C、C(HR)、CH2、CR2、C=O、O、S、N、NH、NHR、P、Si,SiH2、Si(HR)、SiR2中的至少一个,L可被一个或多个R′基团取代;
n=0,1,2,3;
m=0,1,2,3;
k=0,1,2,3。
2.根据权利要求1所述的有机发光材料,其特征在于,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述含有Pt和/或Ir的化合物。
3.根据权利要求2所述的有机发光材料,其特征在于,所述有机功能化合物的三重激发态能级和单重激发态能级均小于所述含有Pt和/或Ir的化合物的三重激发态能级。
4.根据权利要求1所述的有机发光材料,其特征在于,当所述有机功能化合物不具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅳ所示的化合物。
5.根据权利要求2或4所述的有机发光材料,其特征在于,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于0且小于或等于10%。
6.根据权利要求4所述的有机发光材料,其特征在于,所述化学式Ⅳ所示的化合物的单重激发态能级大于所述有机功能化合物的单重激发态能级。
7.根据权利要求4所述的有机发光材料,其特征在于,所述化学式Ⅳ所示的化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴与所述有机功能化合物的荧光发射光谱的发射峰的中心轴之间的距离小于或等于20nm。
8.根据权利要求1所述的有机发光材料,其特征在于,当所述有机功能化合物具有热激活延迟荧光特性时,所述有机发光材料包括所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物。
9.根据权利要求8所述的有机发光材料,其特征在于,所述有机功能化合物在所述有机发光材料中的掺杂浓度大于10%且小于或等于45%。
10.根据权利要求8所述的有机发光材料,其特征在于,所述有机功能化合物的归一化发射光谱中,波长超过500nm部分的光谱面积不大于总光谱面积的10%。
11.根据权利要求8所述的有机发光材料,其特征在于,所述有机功能化合物和所述化学式Ⅲ所示的化合物的荧光发射光谱的半峰宽均小于45nm。
12.根据权利要求8所述的有机发光材料,其特征在于,所述化学式Ⅲ所示的化合物的最高占据分子轨道能级小于或等于-5.4eV。
13.根据权利要求1所述的有机发光材料,其特征在于,还包括主体材料,所述主体材料与所述有机功能化合物的三重激发态能级满足关系:0.1eV≦T1主体-T1功能≦0.5eV,其中,T1主体表示所述主体材料的三重激发态能级,T1功能表示所述有机功能化合物的三重激发态能级。
14.一种有机电致发光器件,其特征在于,包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极和所述第二电极之间的至少一层功能复合层,所述功能复合层中的发光层通过权利要求1~13任一项所述的有机发光材料制备得到。
15.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求14所述的有机电致发光器件。
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