CN117501857A - 含式(1)化合物的有机电子器件、含该有机电子器件的显示装置以及用于有机电子器件中的式(1)化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机电子器件,包括阳极、阴极、至少一个光活化层以及至少一个半导体层,其中所述至少一个半导体层设置于阳极以及所述至少一个光活化层之间,而且其中所述至少一个半导体层包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物经计算的HOMO在<‑4.5eV及>6.5eV的范围内。

Description

含式(1)化合物的有机电子器件、含该有机电子器件的显示装 置以及用于有机电子器件中的式(1)化合物
技术领域
本发明涉及一种包含式(1)化合物的有机电子器件以及一种包括所述有机电子器件的显示装置。本发明进一步涉及可以用于有机电子器件中的新的式(1)化合物。
背景技术
为自发光装置的有机电子器件(例如,有机发光二极管(OLED))具有广视角、优异对比度、快速反应、高亮度、优异工作电压特性以及色彩再现性。典型的OLED包括依序地层叠于基板上的阳极、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)以及阴极。在此方面,HTL、EML以及ETL是由有机化合物形成的薄膜。
当电压施加于阳极与阴极时,从阳极注入的空穴经由HTL移动至EML,而且从阴极注入的电子经由ETL移动至EML。空穴与电子在EML中复合,以产生激子。当激子从激发态降至基态时,发光。空穴与电子的注入与流动应该维持平衡,使得具有上述结构的OLED拥有优异效率和/或长使用期限。
有机发光二极管的性能可受到半导体层的特性的影响,而且尤其是可受到也被包含在半导体层中的金属络合物的特性的影响。
仍然需要通过提供具有改良性能的空穴注入层来改良有机电子器件的性能,特别是通过改良空穴注入层以及有机电子器件的特性来达成改良的工作电压。
此外,仍然需要提供能够注入相邻层的空穴注入层,其包含具有更远离真空能级的HOMO能级的化合物。
进一步的目的在于提供空穴注入层,其包含可以在适合大量生产的条件下通过真空热蒸镀而沉积的化合物。
此外,需要提供具有改良的热性质的化合物。
发明内容
本发明的一个方面提供一种有机电子器件,所述有机电子器件包括阳极、阴极、至少一个光活化层以及至少一个半导体层,其中所述至少一个半导体层设置于阳极和所述至少一个光活化层之间;并且其中所述至少一个半导体层包含:
-式(1)化合物:
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的C2至C20杂芳基;
B2选自C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基、取代的或未取代的C2至C20杂环;
其中
B1以及B2上的取代基独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;以及-共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物经计算的HOMO在<-4.5eV及>6.5eV的范围内。
根据一个具体实施方案,所述有机电子器件包括阳极、阴极、至少一个光活化层以及至少一个半导体层,其中所述至少一个半导体层设置于阳极以及所述至少一个光活化层之间;而且其中所述至少一个半导体层包含:
-式(1)化合物:
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的C2至C20杂芳基;
B2选自C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基、取代的或未取代的C2至C20杂环;
其中
B1以及B2上的取代基独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;以及
-共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物经计算的HOMO在<-4.5eV及>6.5eV的范围内,其中HOMO是用程序包TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH,Litzenhardtstrasse 19,76135Karlsruhe,德国)通过在气相中应用杂化泛函B3LYP以及6-31G*基组计算的。
根据一个具体实施方案,至少一个半导体层可以是空穴注入层,并优选可以作为空穴注入层的所述至少一个半导体层是非发射性的。
式(1)化合物中的负电荷可以在N(SO2)2基团上部分或完全离域,而且可选地也可以在B1和/或B2基团上部分或完全离域。
应当注意,除非另有说明,否则在整个申请案及权利要求书中,任何Bn、Rn等总是指相同的部分。
在本说明书中,当未另行提供定义时,“取代的”是指被氘(也称为D)、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基的取代基所取代。
然而,在本说明书中,“芳基取代的”是指被一个或多个芳基基团所取代,所述芳基基团本身可以被一个或多个芳基和/或杂芳基基团取代。
此外,术语“取代的或未取代的芳基”或“取代的或未取代的C6至C19芳基”包括“稠合芳基环”或“缩合芳基环”的芳基化合物。
对应地,在本说明书中,“杂芳基取代的”是指被一个或多个杂芳基基团所取代,所述杂芳基基团本身可以被一个或多个芳基和/或杂芳基基团取代。
此外,术语“取代的或未取代的杂芳基”或“取代的或未取代的C2至C20杂芳基”包括“稠合杂芳基环”或“缩合芳基环”或“包括至少一个非杂芳基环的稠合杂芳基环”或“包括至少一个非杂芳基环的缩合芳基环”的杂芳基化合物。
术语“稠合芳基环”或“缩合芳基环”被理解为当两个芳基环共享至少两个共同的sp2-杂化碳原子时被认为是稠合或缩合的。
对应地,在本说明书中,“杂芳基取代的”是指被一个或多个杂芳基基团所取代,所述杂芳基基团本身可以被一个或多个芳基和/或杂芳基基团取代。
在本说明书中,当没有另外提供定义时,“烷基基团”是指饱和脂肪族烃基基团。烷基基团可以是C1至C12烷基基团或C1至C8烷基基团。更具体地,烷基基团可以是C1至C10烷基基团或C1至C6烷基基团。例如,C1至C4烷基基团在烷基链中包括1至4个碳,并且可以选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基以及叔丁基。
烷基基团的具体示例可以是甲基基团、乙基基团、丙基基团、异丙基基团、丁基基团、异丁基基团、叔丁基基团、戊基基团以及己基基团。
术语“环烷基”是指由环烷烃衍生的通过从包含在所述对应的环烷烃中的环原子形式上去掉一个氢原子而形成的饱和烃基基团。环烷基基团的示例可以是环丙基基团、环丁基基团、环戊基基团、环己基基团、甲基环己基基团、金刚烷基基团等。
术语“杂”被理解为在可以由共价结合的碳原子形成的结构中的至少一个碳原子被另一个多价原子替代。优选地,所述杂原子选自B、Si、N、P、O、S;更优选选自N、P、O、S,且最优选是N。
术语“稠合环系”被理解为是指其中两个或更多个环共享至少两个原子的环系。
术语“5、6或7元环”被理解为是指包含5、6或7个原子的环。原子可以选自C以及一个或多个杂原子。
在本说明书中,单键是指直接键。
在本发明的上下文中,“不同”是指化合物不具有相同的化学结构。
术语“不含”、“不包含”、“不包括”并不排除沉积前可能存在于化合物中的杂质。杂质对本发明所达成的目的没有技术上的影响。
术语“接触”或“接触中”是指至少两层的布置,其中第一层与相邻的第二层直接接触。
术语“光活化层”可以包括“吸光层”,且与“光吸收层”被同义地使用。
术语“光活化层”可以包括例如“发光层”、“光发射层”和“发射层”的层。
术语“OLED”、“有机发光二极管”和“有机发光器件”同义地使用。
术语阳极和阳极电极同义地使用。术语“至少两个阳极子层”被理解为是指两个或多个阳极子层,例如,两个或三个阳极子层。
术语阴极及阴极电极同义地使用。
术语“空穴传输层”被理解为是指在空穴注入层与设置于空穴注入层和阴极层之间的其它层之间传输空穴的层。
工作电压U是以伏特为单位而测量。
在本说明书的上下文中,术语“基本上非发射性的”或“非发射性的”是指式(1)化合物、共价基质化合物、基本上共价的基质化合物、式(2)或式(3)的基质化合物、金属络合物和/或层(例如空穴注入层),对于来自有机电子器件例如OLED或显示装置的可见发射光谱的贡献,相对于所述可见发射光谱而言小于10%,优选小于5%。可见发射光谱是波长约≥380nm至约≤780nm的发射光谱。
在本说明书中,空穴特性是指当施加电场时施予电子以形成空穴的能力,并且由于根据最高占据分子轨域(HOMO)能级的导电特性,在阳极中形成的空穴可轻易地注入发射层并且在发射层中传输。
此外,电子特性是指当施加电场时接受电子的能力,并且由于根据最低未占据分子轨域(LUMO)能级的导电特性,在阴极中形成的电子可轻易地注入发射层并且在发射层中传输。
术语“HOMO能级”被理解为是指最高占据分子轨域,并且以eV(电子伏特)为单位测定。
术语“更远离真空能级的HOMO能级”被理解为是指HOMO能级的绝对值高于参考化合物的HOMO能级的绝对值。例如,术语“比N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(4-甲氧苯基)-9,9'-螺二[芴]-2,2',7,7'-四胺的HOMO能级更远离真空能级”被理解为是指空穴注入层的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的HOMO能级的绝对值高于N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(4-甲氧苯基)-9,9'-螺二[芴]-2,2',7,7'-四胺的HOMO能级。
术语“绝对值”被理解为是指没有“-”符号的值。根据本发明的一个具体实施方案,可以由量子力学方法计算空穴注入层的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物(优选基质化合物)的HOMO能级。
第一金属的功函数以eV(电子伏特)为单位而测量。可以在例如2008年版《CRC化学与物理手册》第12-114页中找到功函数的列表值。此外,功函数的列表值可以在例如https://en.wikipedia.org/wiki/Work_function#cite_note-12中找到。
有利效果
令人惊讶地发现,根据本发明的有机电子器件,通过使各方面的有机电子器件(例如,有机发光二极管)优于本领域中已知的有机电子器件,特别是在工作电压、效率、使用期限和/或电压随时间的稳定性方面优于本领域中已知的有机电子器件,解决了本发明的问题。
另外,发现可以通过提供适合于在适合大量生产的条件下从溶液和/或真空热蒸镀中沉积的化合物来解决本发明所述的问题。
B1以及B2上的取代基
根据本发明的一个具体实施方案,B1以及B2上的取代基独立地选自:卤素(其中卤素优选地选自F);全卤化C1至C3(其中,全卤化C1至C3优选为全氟化的);部分或完全氟化的C1至C6烷氧基;或-(O)l-CqH2q-CpHalp2p+1,其中l=0或1、优选为0,q=1或2、优选为1,以及p=1至3、优选为1或2,以及Hal=卤素、优选为F。
根据本发明的一个具体实施方案,B1以及B2中的至少一者被C1至C8烷基或C1至C8烷氧基所取代,而且C1至C8烷基或C1至C8烷氧基部分的取代基是氟,(氟取代基的)数量nF与(氢的)数量nH满足方程式:nF>nH+2。
根据本发明的一个具体实施方案,B1以及B2中的至少一者被全氟化C1至C8烷基或全氟化C1至C8烷氧基所取代。
根据本发明的一个具体实施方案,B1以及B2中的至少一者被部分或完全氟化的C3至C6烷基所取代。
根据一个具体实施方案,B1是取代的或未取代的杂芳基6元环,其具有至少3个N原子、至少2个N原子或至少1个N原子且其余的原子是C。根据一个具体实施方案,B1是取代的或未取代的杂芳基6元环,其具有至少2个N原子且其余的原子是C。根据一个具体实施方案,B1是取代的或未取代的杂芳基6元环,其具有至少1个N原子且其余的原子是C。
根据一个具体实施方案,B1是单取代的杂芳基6元环,其具有至少3个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。根据一个具体实施方案,B1是单取代的杂芳基6元环,其具有至少2个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。根据一个具体实施方案,B1是单取代的杂芳基6元环,其具有至少1个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。
根据一个具体实施方案,B1是双取代的杂芳基6元环,其具有至少3个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。根据一个具体实施方案,B1是双取代的杂芳基6元环,其具有至少2个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。根据一个具体实施方案,B1是双取代的杂芳基6元环,其具有至少1个N原子,而且其余的原子是C,其中取代基是CF3或CN。
优选地,B1是取代的或未取代的杂芳基6元环,其具有1个N原子,其余的原子是被一个或两个选自CF3或CN的取代基所取代的C。
根据一个具体实施方案,B1选自取代的或未取代的吡啶基或者取代的或未取代的3-吡啶基。
根据一个具体实施方案,B2是取代的C6芳基、具有一个N原子的取代的杂芳基6元环或具有一个或两个选自N或S的杂原子(优选为N)且其余的原子是C的取代的杂芳基5元环,其中所述取代基是CF3或CN。
根据一个具体实施方案,B2选自全氟化C1至C6烷基、CF3、C2F5、C3F7或C4F9
根据一个具体实施方案,B2选自四氟化或五氟化C6芳基或全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,而且一个取代基选自CF3、C2F5、C3F7或C4F9,优选为CF3
根据一个具体实施方案,B2选自全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,而且一个取代基是CN。
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的单取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的双取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
优选地,B1是取代的或未取代的杂芳基6元环,其具有一个N原子,其余的原子是被一个或两个选自F、CF3或CN(优选为CF3或CN)的取代基所取代的C;而且B2是取代的C6芳基、具有一个或两个选自N或S(优选为N)的杂原子而且其余原子为C的取代的杂芳基5或6元环,其中取代基为F、CF3或CN,优选为CF3或CN,此外B2是全氟化C1至C6烷基、CF3、C2F5、C3F7或C4F9,或者B2选自四氟化或五氟化C6芳基或全取代的C6芳基,其中4个取代基是F而且一个取代基选自CF3、C2F5、C3F7或C4F9,优选为CF3
根据本发明的一个具体实施方案,B2是苯基或六元杂芳基,其被1至5个F原子取代。
根据一个具体实施方案,式(1)化合物的阴离子选自阴离子(A1)至(A71):
/>
式(1)的金属络合物的M
根据式(1)的金属络合物是非发射性的。在本说明书的上下文中,术语“基本上非发射性”或“非发射性”是指根据式(1)的金属络合物对于来自有机电子器件(例如,OLED)或显示装置的可见光发射光谱的贡献相对于可见光发射光谱小于10%,优选小于5%。可见光发射光谱是波长约≥380nm至约≤780nm的发射光谱。
根据本发明的一个具体实施方案,根据式(1)的金属络合物的M的化合价n是1、2、3或4,优选1、2或3,更优选1或2。
根据本发明的一个具体实施方案,M具有≥22道尔顿(Da)的原子量,可替代地≥24Da的原子量。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自金属离子,其中对应的金属具有小于2.4,优选小于2,更优选小于1.9的根据艾伦的电负度值。因此,可以在有机电子器件中达到特别好的性能。
术语“根据艾伦的电负度”特别是指艾伦于1989年发表于《美国化学学会期刊》111卷25期第9003-9014页的“电负度是基态自由原子中价壳电子的平均单电子能量”。(Allen,Leland C.(1989).“Electronegativity is the average one-electron energy of thevalence-shell electrons in ground-state free atoms”.Journal of the AmericanChemical Society.111(25):9003-9014.)
根据本发明的一个具体实施方案,M的化合价n为1或2。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自金属离子,其中对应的金属具有小于2.4,优选小于2,更优选小于1.9的根据艾伦的电负度值,而且M的化合价n为1或2。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自碱金属、碱土金属、稀土金属或过渡金属,可替代地,M选自碱金属、碱土金属、第4周期或第5周期过渡金属。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自金属离子,其中对应的金属具有小于2.4,优选小于2,更优选小于1.9的根据艾伦的电负度值,M选自碱金属、碱土金属、稀土金属或者第4周期或第5周期过渡金属,而且M具有≥22道尔顿(Da),可替代地≥24Da的原子量。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自碱土金属、过渡金属或稀土金属,优选铜(II)、银(I)、锌(II)、铁(II)、铁(III)、镁(II),更优选铜(II)、银(I)、锌(II)或铁(II)。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自锂、钠、钾、铯、镁、锰、铜、锌、银及钼;优选地,M选自钠、钾、铯、镁、锰、铜、锌及银;更优选地,M选自钠、钾、镁、锰、铜、锌及银,其中如果M是铜,则n为2。
根据本发明的一个具体实施方案,M不是银。
根据本发明的一个具体实施方案,M不是铜。
根据本发明的一个具体实施方案,式(1)化合物选自化合物D1至D8:
/>
根据本发明的一个具体实施方案,包含式(1)化合物的至少一个半导体层是有机半导体层,且优选所述至少一个半导体层是非发射性的。
在本说明书的上下文中,术语“基本上非发射性”或“非发射性”是指所述化合物或层对于来自器件的可见光发射光谱的贡献相对于可见光发射光谱小于10%,优选小于5%。可见光发射光谱是波长约≥380nm至约≤780nm的发射光谱。
根据本发明的一个具体实施方案,至少一个半导体层设置和/或提供为与阳极相邻。
根据本发明的一个具体实施方案,至少一个半导体层与阳极直接接触。
根据本发明的一个具体实施方案,其中本发明的至少一个半导体层为空穴注入层。
根据本发明的一个具体实施方案,其中半导体层的至少一者是空穴注入层,其由至少一种式(1)化合物组成或包含至少一种式(1)化合物。
如果本发明的至少一个半导体层是空穴注入层和/或设置和/或提供为与阳极相邻,则特别优选地所述层基本上由式(1)化合物组成。
在本说明书的上下文中,术语“基本上由......组成”特别是指和/或包含≥90%(vol/vol)、更优选≥95%(vol/vol)、最优选≥99%(vol/vol)的浓度。
根据另一方面,至少一个半导体层可以具有至少约≥0.5nm至约≤10nm,优选约≥2nm至约≤8nm,且优选约≥3nm至约≤5nm的厚度。
根据本发明的一个具体实施方案,本发明的至少一个半导体层另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物。优选地,另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的至少一个半导体层设置和/或提供为与阳极相邻。
共价基质化合物的优选示例是有机化合物,主要由共价结合的C、H、O、N、S组成,其可任选地包含也是共价结合的B、P、As、Se。包含碳-金属共价键的有机金属化合物、包含有机配体的金属络合物及有机酸金属盐是可用来作为有机共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的有机化合物的进一步示例。
在一个具体实施方案中,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物缺乏金属原子,而且其骨架原子大部分选自C、O、S、N。可替代地,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物缺乏金属原子,而且其骨架原子大部分选自C以及N。
在一个具体实施方案中,当在相同条件下测定时,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的HOMO能级可比N2,N2,N2',N2',N7,N7,N7',N7'-八(4-甲氧苯基)-9,9'-螺二[芴]-2,2',7,7'-四胺(CAS207739-72-8)的HOMO能级更负。
根据本发明的另一方面,半导体层另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,当在二氯甲烷中以Fc/Fc+做为参考电位通过循环伏安法测量时,其具有比-0.2V更正且比1.22V更负,优选比-0.18V更正且比1.12V更负的氧化电位。在这些条件下,螺-MeO-TAD(CAS 207739-72-8)的氧化电位为-0.07V。
在一个具体实施方案中,当在相同条件下测定时,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的HOMO能级可比N2,N2,N2’,N2’,N7,N7,N7’,N7’-八(4-甲氧苯基)-9,9’-螺二[芴]-2,2’,7,7’-四胺(CAS207739-72-8)的HOMO能级更负,而且比N4,N4”'-二(萘-1-基)-N4,N4”'-联苯-[1,1':4',1”:4”,1”'-四联苯]-4,4”'-二胺的HOMO能级更正。
在本发明的一个具体实施方案中,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物可以不含烷氧基、COR1和/或COOR1基团,而且其中COR1和/或COOR1上的R1选自芳基、杂芳基、烷基、烷氧基、支链烷基、环烷基、支链烷氧基、环烷氧基、部分或完全氟化的烷基、部分或完全氟化的烷氧基、部分或完全氘化的烷基、部分或完全氘化烷的氧基。
在一个具体实施方案中,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物经计算的HOMO能级可在<-4.6eV及>-6eV的范围内选择,可替代地在<-4.65eV及>-5eV的范围内选择,可替代地在<-4.67eV及>-5eV的范围内选择,可替代地在<-4.67eV及>-4.85eV的范围内选择。
根据一个具体实施方案,所述至少一个半导体层另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,优选所述共价基质化合物或基本上共价的基质化合物选自至少一种芳基胺化合物、二芳基胺化合物或三芳基胺化合物。
优选地,共价基质化合物或基本上共价的基质化合物包含至少一种芳基胺化合物,可替代地二芳基胺化合物,可替代地三芳基胺化合物。
根据有机电子器件的一个具体实施方案,其中所述共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,优选空穴注入层的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,可包括式(2)或式(3)化合物:
其中
T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自单键、亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基,优选为单键或亚苯基;
T6是亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基;
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自取代的或未取代的C6至C20芳基、或者取代的或未取代的C3至C20亚杂芳基、取代的或未取代的亚联苯基、取代的或未取代的芴、取代的9-芴、取代的9,9-芴、取代的或未取代的萘、取代的或未取代的蒽、取代的或未取代的菲、取代的或未取代的芘、取代的或未取代的苝、取代的或未取代的联三苯叉、取代的或未取代的并四苯、取代的或未取代的苯并(a)蒽、取代的或未取代的二苯并呋喃、取代的或未取代的二苯并噻吩、取代的或未取代的二苯并吡喃、取代的或未取代的咔唑、取代的9-苯基咔唑、取代的或未取代的氮杂取代的或未取代的二苯并[b,f]氮杂/>取代的或未取代的9,9'-螺二[芴]、取代的或未取代的螺[芴-9,9'-二苯并吡喃]、或者取代的或未取代的芳族稠合环系(包括至少三个取代的或未取代的芳族环,所述芳族环选自取代的或未取代的非杂5元环、取代的或未取代的杂5元环、取代的或未取代的6元环和/或取代的或未取代的7元环)、取代的或未取代的芴或包括2至6个取代的或未取代的5至7元环的稠合环系,且这些环选自:(1)杂环的不饱和5至7元环,(2)5至6元的芳族杂环,(3)非杂环的不饱和5至7元环,(4)芳族非杂环的6元环;
其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5的取代基是相同或不同的,选自:H、具有1至20个碳原子的直链烷基、具有1至20个碳原子的支链烷基、具有3至20个碳原子的环烷基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基基团、具有1至20个碳原子的烷氧基基团、C6至C18芳基、C3至C18杂芳基、包括2至6个未取代的5至7元环的稠合环系(且这些环选自:杂环的不饱和5至7元环、5至6元的芳族杂环、非杂环的不饱和5至7元环以及芳族非杂环的6元环)。
优选地,Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5的取代基是相同或不同的,选自:H、具有1至6个碳原子的直链烷基、具有1至6个碳原子的支链烷基、具有3至6个碳原子的环烷基、具有2至6个碳原子的烯基或炔基基团、具有1至6个碳原子的烷氧基基团、C6至C18芳基、C3至C18杂芳基、包括2至4个未取代的5至7元环的稠合环系(且这些环选自:杂环的不饱和5至7元环、5至6元的芳族杂环、非杂环的不饱和5至7元环以及芳族非杂环的6元环);更优选地,取代基是相同或不同的,选自:H、具有1至4个碳原子的直链烷基、具有1至4个碳原子的支链烷基、具有3至4个碳原子的环烷基和/或苯基。因此,式(2)或(3)化合物可以具有适合大量生产的速率起始温度。
根据有机电子器件的一个具体实施方案,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,优选地空穴注入层的基质化合物,包括式(2)或式(3)化合物:
其中
T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自单键、亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基,优选为单键或亚苯基;
T6是亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基;
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自未取代的C6至C20芳基、或未取代的C3至C20亚杂芳基、未取代的亚联苯基、未取代的芴、取代的9-芴、取代的9,9-芴、未取代的萘、未取代的蒽、未取代的菲、未取代的芘、未取代的苝、未取代的联三苯叉、未取代的并四苯、未取代的苯并(a)蒽、未取代的二苯并呋喃、未取代的二苯并噻吩、未取代的二苯并吡喃、未取代的咔唑、取代的9-苯基咔唑、未取代的氮杂未取代的二苯并[b,f]氮杂/>未取代的9,9'-螺二[芴]、未取代的螺[芴-9,9'-二苯并吡喃]、或未取代的芳族稠合环系(包括至少三个未取代的芳族环,所述未取代的芳族环选自:未取代的非杂5元环、未取代的杂5元环、未取代的6元环和/或未取代的7元环)、未取代的芴或包括2至6个未取代的5至7元环的稠合环系,且这些环选自:(1)杂环的不饱和5至7元环,(2)5至6元的芳族杂环,(3)非杂环的不饱和5至7元环,(4)芳族非杂环的6元环。
根据有机电子器件的一个具体实施方案,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,优选空穴注入层的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,包括式(2)或式(3)的化合物:
其中
T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自单键、亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基,优选为单键或亚苯基;
T6是亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基或亚萘基;
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自未取代的C6至C20芳基、或未取代的C3至C20亚杂芳基、未取代的亚联苯基、未取代的芴、取代的9-芴、取代的9,9-芴、未取代的萘、未取代的蒽、未取代的菲、未取代的芘、未取代的苝、未取代的联三苯叉、未取代的并四苯、未取代的苯并(a)蒽、未取代的二苯并呋喃、未取代的二苯并噻吩、未取代的二苯并吡喃、未取代的咔唑、取代的9-苯基咔唑、未取代的氮杂未取代的二苯并[b,f]氮杂/>未取代的9,9'-螺二[芴]、未取代的螺[芴-9,9'-二苯并吡喃]。
因此,式(2)或(3)化合物可以具有适合大量生产的速率起始温度。
根据一个具体实施方案,其中T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自单键、亚苯基、亚联苯基或三联亚苯基。根据一个具体实施方案,其中T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自亚苯基、亚联苯基或三联亚苯基,而且T1、T2、T3、T4以及T5中的一个是单键。根据一个具体实施方案,其中T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自亚苯基或亚联苯基,而且T1、T2、T3、T4以及T5中的一个是单键。根据一个具体实施方案,其中T1、T2、T3、T4以及T5可独立地选自亚苯基或亚联苯基,而且T1、T2、T3、T4以及T5中的两个是单键。
根据一个具体实施方案,其中T1、T2以及T3可独立地选自亚苯基,而且T1、T2以及T3中的一个是单键。根据一个具体实施方案,其中T1、T2以及T3可独立地选自亚苯基,而且T1、T2以及T3中的两个是单键。
根据一个具体实施方案,其中T6可以是亚苯基、亚联苯基、三联亚苯基。根据一个具体实施方案,其中T6可以是亚苯基。根据一个具体实施方案,其中T6可以是亚联苯基。根据一个具体实施方案,其中T6可以是三联亚苯基。
根据一个具体实施方案,其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自D1至D16:
其中星号“*”表示结合位置。
根据一个具体实施方案,其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自D1至D15;可替代地,选自D1至D10以及D13至D15。
根据一个具体实施方案,其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5可独立地选自D1、D2、D5、D7、D9、D10、D13至D16。
当Ar1、Ar2、Ar3、Ar4以及Ar5选择在此范围时,速率起始温度可以在特别适合大量生产的范围内。
“式(2)或式(3)基质化合物”也可以称为“空穴传输化合物”。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个包括杂芳族环的取代的或未取代的芳族稠合环系。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个包括杂芳族环以及至少≥1个至≤3个取代的或未取代的杂环的不饱和5至7元环的取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个包括杂芳族环的取代的或未取代的芳族稠合环系。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个包括杂芳族环以及至少≥1至≤3个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环的取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个包括杂芳族环以及至少≥1至≤3个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环的取代的或未取代的芳族稠合环系,更优选3或4个包括杂芳族环以及可选的至少≥1个至≤3个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环的取代的或未取代的芳族稠合环系,并且额外优选其中包括杂芳族环的芳族稠合环系是未取代的且可选地包括至少≥1个至≤3个杂环的未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选地≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,以及更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,以及更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,所述芳族稠合环系包括取代的或未取代的杂芳族环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的取代的或未取代的芳族稠合环系可包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的取代的或未取代的芳族稠合环系可包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,且更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,且其中所述芳族稠合环系包括杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,且更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,其包括取代的或未取代的杂芳族环,且其中所述芳族稠合环系包括杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,且更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,而且其中芳族稠合环系包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个取代的或未取代的芳族稠合环系,优选≥2个至≤5个取代的或未取代的芳族稠合环系,更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,其包括取代的或未取代的杂芳族环,且其中所述芳族稠合环系包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括:
-取代的或未取代的芳族稠合环系,具有至少≥2个至≤6个、优选地≥3个至≤5个、或4个稠合芳族环,其选自:取代的或未取代的非杂芳族环、取代的或未取代的杂5元环、取代的或未取代的6元环和/或杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环;或
-未取代的芳族稠合环系,具有至少≥2个至≤6个、优选地≥3个至≤5个、或4个稠合芳族环,其选自:未取代的非杂芳族环、未取代的杂5元环、未取代的6元环和/或杂环的未取代的不饱和5至7元环。
在此应注意,措辞“芳族稠合环系”可包括至少一个芳族环以及至少一个取代的或未取代的不饱和5至7元环。在此应注意,取代的或未取代的不饱和5至7元环可以不是芳族环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个、优选≥2至≤5个或更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,其具有:
-至少一个不饱和5元环,和/或
-至少一个不饱和6元环,和/或
-至少一个不饱和7元环;其中,优选所述至少一个不饱和5和/或至少一个不饱和7元环包括至少1至3个、优选1个杂原子。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括至少≥1个至≤6个、优选地≥2至≤5个、或更优选3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,其具有:
-至少一个芳族5元环,和/或
-至少一个芳族6元环,和/或
-至少一个芳族7元环;其中优选所述至少一个芳族5和/或至少一个芳族7元环包括至少1至3个、优选1个杂原子;
其中,取代的或未取代的芳族稠合环系包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包括:
-至少≥6个至≤12个、优选≥7个至≤11个、更优选≥8个至≤10个或9个芳族环;和/或
-至少≥4个至≤11个、优选≥5个至≤10个、更优选≥6个至≤9个或更优选7或8个非杂芳族环,优选所述非杂芳族环是芳族C6环;和/或
-至少≥1个至≤4个、优选2或3个芳族5元环,优选杂芳族5元环;和/或
-至少1或2个杂环的不饱和5至7元环,优选至少1或2个杂环的不饱和7元环;
-至少≥6个至≤12个、优选≥7个至≤11个、更优选≥8个至≤10个或9个芳族环,其中的至少≥4个至≤11个、优选≥5个至≤10个、更优选≥6个至≤9个或更优选7或8个是非杂芳族环,而且
至少≥1个至≤4个、优选2或3个芳族环是杂芳族环,其中非杂芳族环以及杂芳族环的总数不超过12个芳族环;和/或
-至少≥6个至≤12个、优选≥7个至≤11个、更优选≥8个至≤10个或9个芳族环,其中的
至少≥4个至≤11个、优选≥5个至≤10个、更优选≥6个至≤9个或更优选7或8个是非杂芳族环,以及
至少≥1个至≤4个、优选2或3个芳族环是杂芳族环,其中非杂芳族环以及杂芳族环的总数不超过12个芳族环;以及
空穴传输化合物或根据式I的空穴传输化合物包括至少≥1个至≤4个、优选地2或3个芳族5元环,优选地杂芳族5元环,和/或
空穴传输化合物或根据式(1)的空穴传输化合物包括至少1或2个杂环的不饱和5至7元环,优选至少1或2个杂环的不饱和7元环。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可包含杂原子,其可选自O、S、N、B或P,优选杂原子可选自O、S或N。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物至少可包括至少≥1个至≤6个、优选地≥2个至≤5个或更优选地3或4个取代的或未取代的芳族稠合环系,其具有:
-至少一个芳族5元环,和/或
-至少一个芳族6元环,和/或
-至少一个芳族7元环;其中优选所述至少一个芳族5和/或至少一个芳族7元环包括至少1至3个、优选1个杂原子;
其中,取代的或未取代的芳族稠合环系可选地包括至少≥1个至≤3个或2个杂环的取代的或未取代的不饱和5至7元环;而且其中取代的或未取代的芳族稠合环系包含杂原子,其可选自O、S、N、B、P或Si,优选杂原子可选自O、S或N。
根据一个具体实施方案,式(2)或式(3)的基质化合物可以不含不构成芳族环的一部分和/或不饱和7元环的一部分的杂原子,优选空穴传输化合物或根据式(1)的空穴传输化合物可以不含除构成芳族环的一部分或不饱和7元环的一部分的N原子之外的N原子。
根据一个具体实施方案,空穴传输化合物包含至少一个萘基基团、咔唑基团、二苯并呋喃基团、二苯并噻吩基团和/或取代的芴基基团,其中取代基是独立地选自甲基、苯基或芴基。
根据电子器件的一个具体实施方案,其中式(2)或式(3)的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物选自F1至F18:
/>
/>
空穴注入层的基质化合物可以不含HTM014、HTM081、HTM163、HTM222、EL-301、HTM226、HTM355、HTM133、HTM334、HTM604以及EL-22T。缩写表示制造商的名称,例如Merck或Lumtec。
根据另一方面,至少一个半导体层另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,并且可包含:
-至少约≥0.1wt.-%至约≤50wt.-%,优选约≥1wt.-%至约≤25wt.-%,以及更优选约≥2wt.-%至约≤15wt.-%的式(1)化合物,以及
-至少约≥50wt.-%至约≤99wt.-%,优选约≥75wt.-%至约≤99wt.-%,以及更优选约≥85wt.-%至约≤98wt.-%的式(2)、(2a)或(2b)化合物;优选地,式(2)、(2a)或(2b)化合物的wt.-%高于式(1)化合物的wt.-%;其中各组分的重量百分比基于半导体层的总重量。
根据本发明的一个具体实施方案,至少一个半导体层可另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,而且可包含≥1mol.-%且≤30mol.-%的式(1)化合物,以及≤99mol.-%且≥70mol.-%的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物;可替代地,≥1mol.-%且≤10mol.-%的式(1)化合物以及≤99mol.-%且≥90mol.-%的共价基质化合物或基本上共价的基质化合物。
根据本发明的一个具体实施方案,有机电子器件是电致发光器件,优选有机发光二极管。
本发明更涉及包括根据本发明的有机电子器件的显示装置。
本发明还涉及式(1a)的化合物,
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的吡啶基;
B2选自C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基、取代的或未取代的C2至C20杂环;
其中,B1以及B2上的取代基是独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;
其中,M选自碱土金属、过渡金属或稀土金属,优选铜(II)、银(I)、锌(II)、铁(II)、铁(III)、镁(II),更优选铜(II)、银(I)、锌(II)或铁(II)。
根据一个具体实施方案,B2是取代的C6芳基、具有一个N原子的取代的杂芳基6元环、或具有一个或两个选自N或S(优选为N)的杂原子且其余原子为C的取代的杂芳基5元环,其中取代基为CF3或CN。
根据一个具体实施方案,B2选自:全氟化的C1至C6烷基、CF3、C2F5、C3F7、或C4F9
根据一个具体实施方案,B2选自四氟化或五氟化的C6芳基或全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,且一个取代基选自CF3、C2F5、C3F7或C4F9,优选CF3
根据一个具体实施方案,B2选自全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,且一个取代基是CN。
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的单取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的双取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
本发明还涉及式(1b)化合物,
其中
M是金属离子,
n是M的化合价,
B1选自取代的或未取代的3吡啶基;
B2选自取代的或未取代的C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基;
其中B1以及B2上的取代基是独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;
n是从1到4的整数。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自碱金属、碱土金属、过渡金属或稀土金属,优选锂(I)、铜(II)、银(I)、锌(II)、Fe(II)、铁(III)、镁(II),更优选铜(II)、银(I)、锌(II)或铁(II)。
根据本发明的一个具体实施方案,M选自过渡金属,且n为1或2。
根据一个具体实施方案,B2是取代的C6芳基、具有一个N原子的取代的杂芳基6元环或具有一个或两个选自N或S(优选为N)的杂原子且其余原子为C的取代的杂芳基5元环,其中取代基为CF3或CN。
根据一个具体实施方案,B2选自:全氟化的C1至C6烷基、CF3、C2F5、C3F7、或C4F9
根据一个具体实施方案,B2选自四氟化或五氟化的C6芳基或全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,且一个取代基选自CF3、C2F5、C3F7或C4F9,优选为CF3
根据一个具体实施方案,B2选自全取代的C6芳基,其中四个取代基是F,且一个取代基是CN。
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的单取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
根据一个具体实施方案,B2选自具有两个杂原子N或N和S的双取代的杂芳基5元环,其中取代基是CN或CF3,优选为CF3
式(1)化合物中的负电荷可以在N(SO2)2基团上部分或完全离域,而且可选地也可以在B1和/或B2基团上离域。
如以上所述的有机电子器件的上下文中的式(1)的任何说明经比照适用。
更多的层
根据本发明,除了以上已经提到的层之外,有机电子器件可包括更多的层。各个层的示例性具体实施方案描述如下:
基板
基板可以是任何常用于制造电子器件(例如有机发光二极管)的基板。如果光要透过基板发射,基板应为透明或半透明材料,例如玻璃基板或透明塑料基板。如果光要通过上表面发射,基板可以是透明材料也可以是非透明材料,例如玻璃基板、塑料基板、金属基板、硅基板或显示器的背板。
阳极电极
阳极电极,也称为阳极层,可以由沉积或溅镀用于形成阳极电极的材料来形成。用于形成阳极电极的材料可为高功函数材料,以便于空穴注入。阳极材料也可以选自低功函数材料(即,铝)。阳极电极可以是透明或反射电极。透明导电氧化物,例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化铝锌(AlZO)、以及氧化锌(ZnO),可用于形成阳极电极。阳极电极也可以使用金属形成,通常是银(Ag)、金(Au)、或金属合金。
空穴注入层
空穴注入层(HIL)可通过真空沉积、旋转涂布、印刷、流延、狭缝模具涂布、朗缪尔-布洛杰特(Langmuir-Blodgett,LB)沉积或类似方法形成在阳极电极上。当使用真空沉积形成HIL时,沉积条件可根据用于形成HIL的化合物以及HIL的所期望的结构与热特性而变化。然而,一般而言,真空沉积的条件可包括100℃至500℃的沉积温度、10-8至10-3Torr(1Torr等于133.322Pa)的压力以及0.1至10nm/sec的沉积速率。
当使用旋转涂布或印刷形成HIL时,涂布条件可根据用于形成HIL的化合物以及HIL的所期望的结构与热特性而变化。例如,涂布条件可包括约2000rpm至约5000rpm的涂布速度以及约80℃至约200℃的热处理温度。在进行涂布之后以热处理除去溶剂。
HIL可以由通常用于形成HIL的任何化合物形成。可用于形成HIL的化合物的示例包括酞青化合物,例如酞青铜(CuPc),4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA),TDATA,2T-NATA,聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA),聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS),聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)以及聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PANI/PSS)。
HIL的厚度可以在约1nm至约100nm的范围内,例如,约1nm至约25nm。当HIL的厚度在此范围内时,HIL可具有优异的空穴注入特性,而没有驱动电压的实质损失。
空穴传输层
空穴传输层(HTL)可通过真空沉积、旋转涂布、狭缝模具涂布、印刷、流延、朗缪尔-布洛杰特(Langmuir-Blodgett,LB)沉积或类似方法形成在HIL上。当HTL通过真空沉积或旋转涂布形成时,沉积及涂布条件可能与形成HIL的条件相似。然而,根据用于形成HTL的化合物,真空或溶液沉积的条件可能会改变。
在本发明的一个具体实施方案中,有机电子器件另外包括空穴传输层,其中空穴传输层被设置于半导体层与至少一个光活化层之间。
在一个具体实施方案中,空穴传输层包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物。
在本发明的一个具体实施方案中,至少一个半导体层以及空穴传输层包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,其中共价基质化合物或基本上共价的基质化合物是选择成两层相同的。
在一个具体实施方案中,空穴传输层包含式(2)或(3)化合物。
在本发明的一个具体实施方案中,至少一个半导体层以及空穴传输层包含式(2)、(2a)或(2b)化合物。
在本发明的一个具体实施方案中,至少一个半导体层包含式(1)化合物以及式(2)、(2a)或(2b)化合物,而且空穴传输层包含式(2)、(2a)或(2b)化合物,其中式(2)、(2a)或(2b)化合物是选择成相同的。
HTL的厚度可以在约5nm至约250nm的范围内,优选约10nm至约200nm的范围内,更优选约20nm至约190nm的范围内,更优选约40nm至约180nm的范围内,更优选约60nm至约170nm的范围内,更优选约80nm至约160nm的范围内,更优选约100nm至约160nm的范围内,更优选约120nm至约140nm的范围内。
当HTL的厚度在此范围内时,HTL可具有优异的空穴传输特性,而没有驱动电压的实质损失。
电子阻挡层
电子阻挡层(EBL)的功用是避免电子从发射层被转移到空穴传输层,从而将电子局限于发射层。因此,效率、工作电压和/或使用寿命可获得改善。通常,电子阻挡层包含三芳基胺化合物。三芳基胺化合物可具有比空穴传输层的LUMO能级更接近真空能级的LUMO能级。相较于空穴传输层的HOMO能级,电子阻挡层可具有更远离真空能级的HOMO能级。电子阻挡层的厚度可以在2nm与20nm之间选择。
如果电子阻挡层具有高的三重态能级,其也可被称为三重态控制层。
如果使用磷光绿色或蓝色的发射层,三重态控制层的功用是减少三重态的淬灭。因此,能够达到来自磷光发射层更高的发光效率。三重态控制层选自具有三重态能级高于相邻发射层中磷光发射体的三重态能级的三芳基胺化合物。适用于三重态控制层的化合物,特别是三芳基胺化合物,描述于EP 2 722 908 A1中。
光活化层(PAL)
光活化层将电流转换为光子或将光子转换为电流。
PAL可通过真空沉积、旋转涂布、狭缝模具涂布、印刷、流延、LB沉积或类似方法形成在HTL上。当PAL使用真空沉积或旋转涂布形成时,沉积及涂布条件可能与形成HIL的条件相似。然而,根据用于形成PAL的化合物,沉积及涂布的条件可能会改变。
光活化层可不包含式(1)化合物。
光活化层可以是发光层或光吸收层。
发射层(EML)
EML可通过真空沉积、旋转涂布、狭缝模具涂布、印刷、流延、LB沉积或类似方法形成在HTL上。当EML使用真空沉积或旋转涂布形成时,沉积及涂布条件可能与形成HIL的条件相似。然而,根据用于形成EML的化合物,沉积及涂布的条件可能会改变。
发射层可不包含式(1)化合物。
发射层(EML)可由主体及发射体掺杂剂的组合而形成。主体的示例为Alq3、4,4'-N,N'-二咔唑-联苯(CBP)、聚(n-乙烯基咔唑)(PVK)、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)-三苯胺(TCTA)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)、3-叔丁基-9,10-二-2-萘基蒽(TBADN)、双芪类(DSA)及双(2-(2-羟基苯基)苯并噻唑)锌(Zn(BTZ)2)。
发射体掺杂剂可以是磷光或荧光发射体。磷光发射体与经由热活化延迟荧光(TADF)机制发光的发射体由于其较高的效率可为优选的。发射体可以是小分子或聚合物。
红色发射体掺杂剂的示例为PtOEP、Ir(piq)3及Btp2lr(acac),但不限于此。这些化合物是磷光发射体;然而,荧光红色发射体掺杂剂亦可被使用。
磷光绿色发射体掺杂剂的示例是Ir(ppy)3(ppy=苯吡啶)、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mpyp)3。
磷光蓝色发射体掺杂剂的示例是F2Irpic、(F2ppy)2Ir(tmd)、Ir(dfppz)3及三芴。4,4'-双(4-二苯基氨基苯乙烯基)联苯(DPAVBi)、2,5,8,11-四-叔丁基苝(TBPe)是荧光蓝色发射体掺杂剂的示例。
基于100重量份的主体,发射体掺杂剂的量可在约0.01至约50重量份的范围内。可替代地,发射层可由发光聚合物组成。EML可具有约10nm至约100nm的厚度,例如约20nm至约60nm的厚度。当EML的厚度在此范围内时,EML可具有优异的光发射性,而没有驱动电压的实质损失。
空穴阻挡层(HBL)
空穴阻挡层(HBL)可通过使用真空沉积、旋转涂布、狭缝模具涂布、印刷、流延、LB沉积或类似方法形成于EML上,以避免空穴扩散至ETL中。当EML包含磷光掺杂剂时,HBL亦可具有三重态激子阻挡功能。
HBL也可以称为辅助ETL或a-ETL。
当HBL使用真空沉积或旋转涂布形成时,沉积及涂布的条件可与形成HIL的条件相似。然而,根据用于形成HBL的化合物,沉积及涂布的条件可能会改变。可以使用通常用于形成HBL的任何化合物。用于形成HBL的化合物的示例包括:二唑衍生物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物及三嗪衍生物。
HBL可具有约5nm至约100nm的厚度,例如约10nm至约30nm的厚度。当HBL的厚度在此范围内时,HBL可具有优异的空穴阻挡特性,而没有驱动电压的实质损失。
电子传输层(ETL)
根据本发明的有机电子器件可进一步包括电子传输层(ETL)。
根据本发明的另一个具体实施方案,电子传输层可进一步包含吖嗪化合物,优选三嗪化合物。
在一个具体实施方案中,电子传输层可进一步包含选自碱性有机络合物(优选为LiQ)的掺杂剂。
ETL的厚度可以在约15nm至约50nm的范围内,例如,约20nm至约40nm的范围内。当EIL的厚度在此范围内时,ETL可具有令人满意的电子注入特性,而没有驱动电压的实质损失。
根据本发明的另一个具体实施方案,有机电子器件可进一步包括空穴阻挡层及电子传输层,其中空穴阻挡层及电子传输层包含吖嗪化合物。优选地,吖嗪化合物是三嗪化合物。
电子注入层(EIL)
可促进电子从阴极注入的可选的EIL可形成于ETL上,优选直接形成于电子传输层上。用于形成EIL的材料的示例包括本领域所知悉的8-羟基喹啉锂(LiQ)、LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Ca、Ba、Yb、Mg。用于形成EIL的沉积及涂布条件与用于形成HIL的条件相似,尽管根据用于形成EIL的材料,沉积及涂布条件可能会改变。
EIL的厚度可以在约0.1nm至约10nm的范围内,例如,约0.5nm至约9nm的范围内。当EIL的厚度在此范围内时,EIL可具有令人满意的电子注入特性,而没有驱动电压的实质损失。
阴极电极
阴极电极,也称为阴极层,形成在ETL或可选的EIL上。阴极电极可以由金属、合金、导电化合物或其混合物形成。阴极电极可具有低功函数。例如,阴极电极可由锂(Li)、镁(Mg)、铝(Al)、铝(Al)-锂(Li)、钙(Ca)、钡(Ba)、镱(Yb)、镁(Mg)-铟(In)、镁(Mg)-银(Ag)等形成。可替代地,阴极电极可由例如ITO或IZO的透明导电氧化物形成。
阴极电极的厚度可以在约5nm至约1000nm的范围内,例如,在约10nm至约100nm的范围内。当阴极电极的厚度在约5nm至约50nm的范围内时,阴极电极可以是透明或半透明的,即使是由金属或金属合金所形成。
应理解,阴极电极不是电子注入层或电子传输层的一部分。
有机发光二极管(OLED)
根据本发明的有机电子器件可以是有机发光器件。
根据本发明的一个方面,提供了一种有机发光二极管(OLED),包括:基板;形成于基板上的阳极电极;包含式(1)化合物的半导体层;空穴传输层;发射层;电子传输层;以及阴极电极。
根据本发明的另一个方面,提供了一种OLED,包括:基板;形成于基板上的阳极电极;包含式(1)化合物的半导体层;空穴传输层;电子阻挡层;发射层;空穴阻挡层;电子传输层;以及阴极电极。
根据本发明的另一个方面,提供了一种OLED,包括:基板;形成于基板上的阳极电极;包含式(1)化合物的半导体层;空穴传输层;电子阻挡层;发射层;空穴阻挡层;电子传输层;电子注入层;以及阴极电极。
根据本发明的各种具体实施方案,可提供设置于上述的层之间、基板上或顶部电极上的OLED层。
根据一个方面,OLED可包括与阳极电极相邻设置的基板的层结构,阳极电极与第一空穴注入层相邻设置,第一空穴注入层与第一空穴传输层相邻设置,第一空穴传输层与第一电子阻挡层相邻设置,第一电子阻挡层与第一发射层相邻设置,第一发射层与第一电子传输层相邻设置,第一电子传输层与n型电荷产生层相邻设置,n型电荷产生层与空穴产生层相邻设置,空穴产生层与第二空穴传输层相邻设置,第二空穴传输层与第二电子阻挡层相邻设置,第二电子阻挡层与第二发射层相邻设置,于第二发射层与阴极电极之间设置可选的电子传输层和/或可选的注入层。
根据本发明的半导体层可以是第一空穴注入层以及p型电荷产生层。
例如,根据图2的OLED可以由一种工序形成,其中在基板(110)上依序形成阳极(120)、空穴注入层(130)、空穴传输层(140)、电子阻挡层(145)、发射层(150)、空穴阻挡层(155)、电子传输层(160)、电子注入层(180)以及阴极电极(190)。
有机电子器件
根据本发明的有机电子器件可以是发光器件或光伏电池,优选为发光器件。
根据本发明的另一个方面,提供了一种制造有机电子器件的方法,所述方法使用:
-至少一个沉积源,优选二个沉积源且更优选至少三个沉积源。
适合的沉积方法包括:
-经由真空热蒸镀的沉积;
-经由溶液处理的沉积,优选所述处理选自旋转涂布、印刷、流延;和/或
-狭缝模具涂布。
根据本发明的各种具体实施方案,提供一种方法,使用:
-第一沉积源,以释放根据本发明的式(1)化合物,以及
-第二沉积源,以释放共价基质化合物或基本上共价的基质化合物;
所述方法包括形成半导体层的步骤;其中对于有机发光二极管(OLED)而言:
-通过从第一沉积源释放根据本发明的式(1)化合物以及从第二沉积源释放共价基质化合物或基本上共价的基质化合物来形成半导体层。
根据本发明的各种具体实施方案,所述方法可进一步包括:在阳极电极上形成选自形成空穴传输层或形成空穴阻挡层的至少一个层,以及在阳极电极与第一电子传输层之间的发射层。
根据本发明的各种具体实施方案,所述方法可进一步包括形成有机发光二极管(OLED)的步骤,其中
-于基板上形成阳极电极,
-于阳极电极上形成包含式(1)化合物的半导体层,
-于包含式(1)化合物的半导体层上形成空穴传输层,
-于空穴传输层上形成发射层,
-于发射层上形成电子传输层,可选地于发射层上形成空穴阻挡层,
-以及最后,形成阴极电极,
-于第一阳极电极与发射层之间依此顺序形成可选的空穴阻挡层,
-于电子传输层与阴极电极之间形成可选的电子注入层。
根据各种具体实施方案,OLED可具有以下的层结构,其中所述各层具有以下顺序:
阳极、包含根据本发明的式(1)化合物的半导体层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、发射层、可选的空穴阻挡层、电子传输层、可选的电子注入层以及阴极。
根据本发明的另一个方面,提供一种电子装置,包括至少一个根据本申请所述的任何具体实施方案的有机发光器件,优选地,电子装置包括本申请所述的具体实施方案之一的有机发光二极管。更优选地,电子装置是显示装置。
在下文中,将参考实施例对于具体实施方案进行更详细的说明。然而,本公开内容不限于以下实施例。现在将详细参考示例性方面。
附图说明
前述组件、以及在所述具体实施方案中请求保护的组件与根据本发明所使用的组件,在其尺寸、形状、材料选择以及技术概念方面没有任何特殊例外,因此可以不受限制地应用相关领域中已知的选择准则。
本发明目的的额外细节、特征及优点公开于从属权利要求及对应附图的以下描述中,这些附图以示例性方式显示了根据本发明优选的优选实施方案。然而,任何具体实施方案不一定代表本发明的全部范围,因此参考权利要求和本文以阐释本发明的范围。应该理解,前面的一般描述与以下的详细描述仅为示例性和解释性的,并且旨在对所请求保护的本发明提供进一步解释。
图1至图4
图1是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机电子器件的示意截面图;
图2是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)的示意截面图;
图3是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)的示意截面图;
图4是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)的示意截面图。
在下文中,将参照实施例更详细地说明图1至图4。然而,本公开内容不限于以下附图。
在此,当第一元件被称为形成或设置在第二元件“上”或“之上”时,第一元件可直接设置于第二元件上,或者一个或多个其它元件可设置在其间。当第一元件被称为“直接地”形成或设置在第二元件“上”或“之上”时,没有其它元件设置在其间。
图1是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机电子器件100的示意截面图。有机电子器件101包括基板(110)、阳极层(120)、根据本发明的半导体层(130)、光活化层(PAL)(151)以及阴极层(190)。
图2是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)100的示意截面图。OLED 100包括基板(110)、阳极层(120)、根据本发明的半导体层(130)、发射层(EML)(150)以及阴极层(190)。
图3是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)100的示意截面图。OLED 100包括基板(110)、阳极层(120)、根据本发明的半导体层(130)、空穴传输层(HTL)(140)、发射层(EML)(150)、电子传输层(ETL)(160)以及阴极层(190)。
图4是根据本发明的一种示例性具体实施方案的有机发光二极管(OLED)100的示意截面图。OLED 100包括基板(110)、阳极层(120)、根据本发明的半导体层(130)、空穴传输层(HTL)(140)、电子阻挡层(EBL)(145)、发射层(EML)(150)、空穴阻挡层(HBL)(155)、电子传输层(ETL)(160)、可选的电子注入层(EIL)(180)以及阴极层(190)。
在上面的说明中,本发明的有机电子器件100的制造方法例如从其上形成阳极层(120)的基板(110)开始,在阳极层(120)上形成包含式(1)化合物的半导体层(130)、光活化层(151)以及阴极电极(190),完全依此顺序或以完全相反的顺序形成。
在上面的说明中,制造本发明的OLED 100的方法从其上形成阳极层(120)的基板(110)开始,在阳极层(120)上形成包含式(1)化合物的半导体层(130)、可选的空穴传输层(140)、可选的电子阻挡层(145)、发射层(150)、可选的空穴阻挡层(155)、可选的电子传输层(160)、可选的电子注入层(180)、以及阴极电极190,完全依此顺序或以完全相反的顺序形成。
本发明的半导体层(130)可以是空穴注入层。
虽然未示于图1至图4中,可进一步于阴极电极190上形成覆盖层和/或密封层,以密封OLED 100。此外,可以对其施以各种其它修改。
在下文中,将参考实施例而对具体实施方案进行更详细的说明。然而,本公开内容不限于以下实施例。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步说明,这些实施例仅是说明性的并且不具有约束力。
化合物可以如文献中描述的方式制备,或者替代的化合物可以按照文献中描述的类似化合物的方式来制备。
式(1)、(1a)或(1b)化合物,其中M是银(I)或锂(I):
以下显示几种本发明化合物的制备,使用以下通用方法A:
通过文献中已知的方法合成磺酰胺配体。
将磺酰胺配体溶解于MeOH(约5ml/g)中并加入0.55当量的M2CO3。在室温下将反应混合物搅拌过夜。滤出过量的碳酸银,并用少量甲醇洗涤。合并液相,并且在减压下除去溶剂。将剩余的固体在高真空中干燥。通过再结晶和/或沉淀将粗品材料纯化。
式(1)、(1a)或(1b)化合物,其中M是铜(II)或锌(II):
以下显示几种本发明化合物的制备,使用以下通用方法B:
通过文献中已知的方法合成磺酰胺配体。
将磺酰胺配体溶解于水(约10ml/g)中并加入0.5当量的Cu(OAc)2。将混合物搅拌直到获得澄清溶液。在减压下去除溶剂。通过重复添加甲苯并且在减压下去除溶剂,去除残留的醋酸。通过再结晶和/或沉淀将粗品材料纯化。
式(1)、(1a)或(1b)化合物,其中M是铁(II):
以下显示几种本发明化合物的制备,使用以下通用方法C:
通过文献中已知的方法合成磺酰胺配体。
将磺酰胺配体溶解于水(约10ml/g)中并加入0.5当量的铁粉末。将混合物搅拌直到获得溶液。在减压下去除溶剂。通过重复添加甲苯并且在减压下去除溶剂,去除残留的醋酸。通过再结晶和/或沉淀将粗品材料纯化。
HOMO以及LUMO
使用程序包TURBOMOLE V6.5(TURBOMOLE GmbH,Litzenhardtstrasse 19,76135Karlsruhe,德国)计算基质化合物的HOMO及LUMO能级。通过在气相中应用杂化泛函B3LYP以及6-31G*基组,来决定分子结构的优化的几何形状和能级。如果可见到多于一个构形,则选择具有最低总能量的构形。在金属络合物的情况下,针对具有与氮原子结合的质子而达到饱和的电中性配体,计算配体的LUMO能量。
速率起始温度
如下确定速率起始温度(TRO):将100mg的化合物装入VTE源中。作为VTE源,可使用如Kurt J.Lesker Company(www.lesker.com)或CreaPhys GmbH(http://www.creaphys.com)所供应的有机材料的点源。在低于10-5mbar的压力下,以15K/min的固定速率来加热VTE源,并且以热偶测量源内的温度。化合物的蒸镀是以QCM检测器检测,其检测在检测器的石英晶体上的化合物沉积。石英晶体上的沉积速率是以埃/秒为单位而测量的。为确定速率起始温度,绘出对比VTE源温度的沉积速率。速率起始是在QCM检测器上出现明显沉积的温度。为了有准确结果,将VTE源加热并冷却三次,且只有来自第二次和第三次运行的结果被用来决定速率起始温度。
为了达到对于有机化合物的蒸镀速率的良好控制,速率起始温度可在200至255℃的范围中。如果速率起始温度低于200℃,则蒸镀可能会太快速,因而难以控制。如果速率起始温度超过255℃,则蒸镀速率可能会太低,其可导致低节拍时间(tact time),且由于延长曝露于高温中,可能会发生VTE源中的有机化合物的分解。
速率起始温度是化合物挥发性的间接测量。速率起始温度越高,化合物的挥发性越低。
制备油墨制剂的一般方法
为了制备油墨制剂,在惰性气体环境下,将化合物称重到小瓶中。然后,添加溶剂。将混合物在60℃搅拌10分钟。冷却至室温后,将等分的苯甲腈溶液加入苯甲醚溶液中,得到苯甲醚与苯甲腈溶液之比为5:1的溶液。所得的溶液在室温下再次搅拌至少10分钟。所得的油墨制剂具有3wt.-%的固含量。
比较例1的油墨制剂
比较例1的油墨制剂具有以下组成:在苯甲醚:苯甲腈为5:1的溶液中,LiTFSI:F3的浓度为0.86wt.-%。
为了制备油墨,以如上所述方式,制备在8ml的苯甲腈中含13mg的LiTFSI的溶液,并且制备在4.2ml的苯甲醚中含153mg的F3的溶液。将0.8ml的苯甲腈溶液加到苯甲醚溶液中,并以如上所述方式搅拌。
实施例1的油墨制剂
实施例1的油墨制剂具有以下组成:在苯甲醚:苯甲腈为5:1的溶液中,MC-5:F3的浓度为0.88wt.-%。
为了制备油墨,以如上所述方式,制备在8ml的苯甲腈中含14mg的MC-5的溶液,并且制备在4.2ml的苯甲醚中含153mg的F3的溶液。将0.8ml的苯甲腈溶液加到苯甲醚溶液中,并以如上所述方式搅拌。
实施例2的油墨制剂
实施例2的油墨制剂具有以下组成:在苯甲醚:苯甲腈为5:1的溶液中,MC-1:F3的浓度为2.29wt.-%。
为了制备油墨,以如上所述方式,制备在2.4ml的苯甲腈中含11mg的MC-1的溶液,并且制备在4.2ml的苯甲醚中含151mg的F3的溶液。将0.8ml的苯甲腈溶液加到苯甲醚溶液中,并以如上所述方式搅拌。
实施例3的油墨制剂
实施例3的油墨制剂具有以下组成:在苯甲醚:苯甲腈为5:1的溶液中,MC-2:F3的浓度为2.26wt.-%。
为了制备油墨,以如上所述方式,制备在2.4ml的苯甲腈中含11mg的MC-2的溶液,并且制备在4.2ml的苯甲醚中含151mg的F3的溶液。将0.8ml的苯甲腈溶液加到苯甲醚溶液中,并以如上所述方式搅拌。
用于OLED制造的一般程序
对于OLED,参阅表3中的实施例1至3以及比较例1,将尺寸为150mm×150mm×0.7mm的具有90nm ITO的15Ω/cm2玻璃基板(可从Corning Co.获得)使用异丙醇以超音波清洗5分钟,然后使用纯水以超音波清洗5分钟,并且于高温中干燥,接着在98-99%氮气以及2-1%氧气的环境中以7.5mTorr的压力在100瓦进行等离子体处理35至40秒,以制备阳极层。
为了在阳极层上形成具有45nm厚度的空穴注入层,将基板以ITO面朝上的方式放置在旋转涂布机上,并且以真空固定。以具有滤纸(PTFE-0.45μm)的注射器在基板上施加5ml油墨制剂。旋转涂布参数为850rpm(以3秒从零加速到最大速度)持续30秒。将所得薄膜在热板上以60℃干燥1分钟。下一步是清洁活性区域周围的基板(以确保蒸镀后的良好封装制程)。在热板上以100℃进行额外烘烤(bake-out)10分钟。在比较例1中,使用LiTFSI(CAS90076-65-6)取代式(1)化合物。空穴注入层的组成可见于表3中。
然后,将基板转移到真空腔。
然后,将联苯-4-基(9,9-二苯基-9H-芴-2-基)-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-胺真空沉积在HIL上,以形成具有89nm厚度的第一HTL。
然后,N,N-二([1,1'-联苯]-4-基)-3'-(9H-咔唑-9-基)-[1,1'-联苯]-4-胺(CAS1464822-27-2)真空沉积于HTL上,以形成具有5nm厚度的电子阻挡层(EBL)。
然后,将作为EML主体的97vol.-%的H09(Sun Fine Chemicals,韩国)以及作为荧光蓝色掺杂剂的3vol.-%BD200(Sun Fine Chemicals,韩国)沉积于EBL上,以形成具有20nm厚度的第一发蓝光的发射层(EML)。
然后,通过沉积2-(3'-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-[1,1'-联苯]-3-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪于发射层上,以形成具有5nm厚度的空穴阻挡层。
然后,通过沉积50:50vol.-%比例的4'-(4-(4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)萘-1-基)-[1,1'-联苯]-4-甲腈以及LiQ,以于空穴阻挡层上形成具有31nm厚度的电子传输层。
然后,通过沉积镱(Yb)于电子传输层上,以形成具有2nm厚度的电子注入层。
然后,在10-7mbar下以0.01至的速率蒸镀铝,以于电子注入层上形成具有100nm厚度的阴极层。
通过用载玻片封装装置,OLED叠层受到保护以免于环境条件的影响。因此,形成包括用于进一步保护的集气剂材料的空腔。
为评估本发明实施例相较于先前技术的性能,在20℃测量电流效率。使用Keithley 2635电源测量单元(Keithley 2635source measure unit),通过以V为单位供应电压并以mA为单位测量流经受测装置的电流,测定电流-电压特性。施加至装置的电压在0V与10V之间的范围中以0.1V的步阶变化。同样,针对每一电压值,使用Instrument SystemsCAS-140CT阵列式光谱仪(通过Deutsche Akkreditierungs-stelle(DAkkS)校正)以cd/m2为单位测量发光度来测定发光度-电压特性及CIE坐标。
为了决定以%为单位的EQE,使用经校正的光电二极管在15mA/cm2下测量器件的光输出。
在环境条件(20℃)及30mA/cm2下,使用Keithley 2400电源电表(Keithley2400sourcemeter)测量器件的使用期限LT,并以小时为单位进行记录。器件的亮度是使用经校正的光电二极管来测量。使用期限LT被定义为器件的亮度降低至其初始值的97%的时间。
为了决定电压随时间的稳定性U(50h-1h),向器件施加30mA/cm2的电流密度。在1小时后以及50小时后测量工作电压U,接着计算1小时至50小时期间的电压稳定性。
本发明的技术效果
表1中显示式(1)化合物的物理性质。
表1:式(1)化合物
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从表1中可以看出,式(1)化合物相较于比较例1具有更远离真空能级的LUMO。不受理论束缚,选择在≤2eV至≥3eV范围内的配体LUMO能级可有利于有机电子器件的性能,特别是包含式(1)化合物以及共价基质化合物或基本上共价的基质化合物的有机半导体层的性能。
表2中显示了式(2)或(3)的基质化合物经计算的HOMO能级。HOMO能级是如上所述的方式计算的。
表2:式(2)或(3)的基质化合物
从表2中可以看出,式(2)或(3)的基质化合物具有适合大量生产有机电子器件的HOMO能级。
在表3中显示根据本发明和比较例1的有机电子器件的性能数据。
在比较例1中,有机半导体层包含LiFTSI以及基本上共价的基质化合物F2。LiTFSI不含取代的或未取代的C2至C20杂芳基。工作电压为4.35V,外部量子效率EQE为10.4%,使用期限为15小时,而且随时间的工作电压上升为13.5V。
在实施例1中,有机半导体层包含式(1)化合物MC-5。MC-5与LiTFSI不同之处在于B1是3-吡啶基。相较于比较例1,工作电压改善至4.01V,EQE提高至11.6%,使用期限延长至18小时,而且电压稳定性改善至2.4V。
在实施例2中,有机半导体层包含式(1)化合物MC-1。MC-1与MC-5不同之处在于金属阳离子以及基团B1。相较于实施例1,使用期限延长至24小时,而且电压稳定性改善至1.6V。
在实施例3中,有机半导体层包含式(1)化合物MC-2。MC-2与MC-1不同之处在于金属阳离子。相较于实施例2,工作电压更进一步改善至4.00V,使用期限显著延长至79小时,而且电压稳定性显著改善至0.2V。
低工作电压可有利于低功耗以及延长电池寿命,特别是在移动装置中更是如此。
长的使用期限以及改善的电压随时间的稳定性可有利于装置的长期稳定性。
总之,已经获得工作电压、使用期限和/或电压随时间的稳定性的显著改善。
表3:包括空穴注入层的有机电子器件以及比较例1的性能,其中空穴注入层包含式(1)化合物以及式(2)或(3)化合物
以上详细的具体实施方案中的元件以及特征的特定组合仅是示例性的;这些教导与本文中的其它教导和通过引用并入的专利/申请案的交换和替代也被明确考虑。如本领域技术人员将认识到的,本领域技术人员可以想到本文所述内容的变化、修改和其它实施方式,而不背离所请求保护的本发明的主旨和范围。因此,前述描述仅作为示例,并不旨在作为限制。在权利要求中,词语“包括”、“包含”不排除其它元件或步骤,而且未明确数量的指代物并不排除复数个。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明不能有利地使用这些措施的组合。本发明的范围由权利要求及其等同物界定。此外,说明书和权利要求书中使用的附图标记不限制所请求保护的本发明的范围。

Claims (13)

1.一种有机电子器件,所述有机电子器件包括阳极、阴极、至少一个光活化层以及至少一个半导体层,其中所述至少一个半导体层设置于所述阳极和所述至少一个光活化层之间;并且其中所述至少一个半导体层包含:
-式(1)化合物:
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的C2至C20杂芳基;
B2选自C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基、取代的或未取代的C2至C20杂环;
其中
B1以及B2上的取代基独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;以及
-共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,其中所述共价基质化合物或基本上共价的基质化合物经计算的HOMO在<-4.5eV及>6.5eV的范围内。
2.根据权利要求1所述的有机电子器件,其中B1以及B2上的取代基独立地选自:卤素,其中所述卤素优选地选自F;全卤化C1至C3,其中所述全卤化C1至C3优选为全氟化的;部分或完全氟化的C1至C6烷氧基;或-(O)l-CqH2q-CpHalp2p+1,其中l=0或1、优选为0,q=1或2、优选为1,p=1至3、优选为1或2,以及Hal=卤素、优选为F。
3.根据权利要求1或2所述的有机电子器件,其中B1选自:取代的或未取代的吡啶基或者取代的或未取代的3-吡啶基。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的有机电子器件,其中M选自金属离子,其中对应的金属具有小于2.4的根据艾伦的电负度值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电子器件,其中M选自碱土金属、过渡金属或稀土金属,优选铜(II)、银(I)、锌(II)、铁(II)、铁(III)、镁(II),更优选铜(II)、银(I)、锌(II)或铁(II)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的有机电子器件,其中M具有≥22Da的原子量。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的有机电子器件,其中所述式(1)化合物的阴离子选自(A1)至(A71):
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的有机电子器件,其中所述式(1)化合物选自D1至D8:
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的有机电子器件,其中所述至少一个半导体层是有机半导体层,优选为空穴注入层,且优选所述至少一个半导体层是非发射性的。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的有机电子器件,其中所述至少一个半导体层另外包含共价基质化合物或基本上共价的基质化合物,优选所述共价基质化合物或基本上共价的基质化合物选自至少一种芳基胺化合物、二芳基胺化合物或三芳基胺化合物。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的有机电子器件,其中所述有机电子器件是电致发光器件,优选有机发光二极管。
12.一种显示装置,所述显示装置包括根据权利要求1至11中的任一项所述的有机电子器件。
13.一种式(1)化合物,所述式(1)化合物包括式(1a)或(1b):
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的吡啶基;
B2选自C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基、取代的或未取代的C2至C20杂环;
其中
B1以及B2上的取代基独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;
其中
M选自碱土金属、过渡金属或稀土金属,优选铜(II)、银(I)、锌(II)、铁(II)、铁(III)、镁(II),更优选铜(II)、银(I)、锌(II)或铁(II);或
其中
M是金属离子;
n是M的化合价;
m是n;
B1选自取代的或未取代的3-吡啶基;
B2选自取代的或未取代的C1至C8烷基、取代的或未取代的C6至C19芳基、取代的或未取代的C2至C20杂芳基;
其中B1以及B2上的取代基独立地选自D、卤素、Cl、F、CN、部分或完全氟化的C1至C8烷基、部分或完全氟化的C1至C8烷氧基;
n是从1至4的整数。
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