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一种有机电致发光器件

文献发布时间:2024-04-18 19:54:45


一种有机电致发光器件

技术领域

本发明涉及有机电子器件,特别地,涉及一种有机电致发光器件。更特别地,涉及一种在第一有机层中包含具有式1结构的第一化合物和具有式2结构的第二化合物的有机电致发光器件,以及包含所述有机电致发光器件的电子组件。

背景技术

有机电致发光器件是通过在器件两端施加电压,将电能转换成光。通常,有机电致发光器件包括阳极、阴极和在阳极与阴极之间的有机层。电致发光器件的有机层包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层(包含主体材料和掺杂材料)、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层等。根据材料功能的不同,组成有机层的材料可以分为空穴注入材料、空穴传输材料、电子阻挡材料、主体材料、发光材料、电子缓冲材料、空穴阻挡材料、电子传输材料、电子注入材料等。当施加偏压于器件,空穴从阳极注入至发光层,电子从阴极注入至发光层。空穴和电子在发光层相遇形成激子,激子复合发光。其中空穴注入层是影响有机电致发光器件性能的重要功能层之一,其材料的选择和搭配严重影响着器件的性能。商业上期望获得高效率、长使用寿命等特性的有机电致发光器件,因此,开发新型的空穴注入层是非常关键的研究领域。

早期的OLED器件大多在阳极和发光层之间仅设置一层有机材料,兼顾空穴注入、空穴传输甚至电子阻挡的功能,这种器件结构受限于单一的空穴传输材料,在阳极与有机层之间存在较大的空穴注入势垒,无法使能级达到比较理想的匹配,因此也难以获得理想的性能;随着业界对于器件性能的需求日益增长,对于阳极和发光层之间的空穴传输区域的性能需求也日益提升,后将空穴传输材料进一步细分为空穴注入层和空穴传输层两层,一般使用单一的三芳胺类材料作为空穴注入层,常见的三芳胺类材料如下:

目前业界最先进的器件结构中通常在阳极和发光层之间设置多个有机层以分别实现空穴注入功能、空穴传输功能以及电子阻挡功能。为获得更好的空穴注入效果,往往会在空穴注入层中的空穴传输材料(例如芳胺类化合物)中掺杂一定比例的p型导电掺杂材料,常见的p型导电掺杂材料有:

在目前商用的器件结构中,空穴传输材料的HOMO能级通常在-5.10eV左右,而常用发光层中的主体材料的HOMO能级一般在-5.40eV左右或以下,远深于一般的空穴传输材料,这样在空穴传输材料和主体材料之间形成一个0.30eV左右的能级差,即空穴从传输层进入发光层时遇到一个较高的势垒,影响空穴的传输。

为了解决这一问题,业界通常采取的方法是在空穴传输层和发光层之间增加一层HOMO能级介于两者之间的电子阻挡层材料,即在空穴注入层和发光层之间,建立多层,形成一种势能递进的结构,以实现器件中各层之间空穴传输的高效性,从而达到优化器件性能的目的。另外一种被业内研究人员广泛认可的解决方案是采用HOMO能级更深的空穴传输材料,减小空穴传输材料和主体材料之间的能级差,这一方法尚未被普遍采用是因为缺乏与深HOMO能级空穴传输材料搭配使用作为空穴注入层且保持器件性能优异的p型导电掺杂材料。从p型导电掺杂材料的作用机理上考虑,为了获得良好的空穴注入特性,p型导电掺杂材料的LUMO能级需要与空穴传输材料的HOMO能级相当或者更深,但目前商用的p型导电掺杂材料的LUMO能级一般较浅,如前所述,一般与之搭配使用作为空穴注入层的商用空穴传输材料的HOMO能级在-5.10eV左右。而LUMO能级更深的p型导电掺杂材料的开发将打破目前的局面,为空穴注入和传输材料的选择提供更多可能性。

申请人在前的美国专利申请US20200062778A1中公开了一种具有脱氢苯并二噁唑、脱氢苯并二噻唑或脱氢苯并二硒唑及其类似结构的

具有联咔唑骨架的化合物通常作为发光层主体材料,如US2020377489A1和US20210130304A1中的公开;或者电子阻挡材料,如CN111675707A和CN111100129A中的公开,但没有公开具有联咔唑骨架的化合物与具有

随着OLED材料和器件的不断积累和优化,业界对于器件性能的需求进一步提高,如何使OLED终端产品能够降低电压、获得更高的器件效率,比如电流效率、功率效率和外量子效率,成为业内研究人员迫切需要解决的问题。不同p型导电掺杂材料与不同的空穴传输材料会产生不同的空穴注入效果,两者的匹配程度尤为重要,匹配程度越高,界面注入效果越好。为了获得更好的空穴注入效果,使器件性能达到一个更高的水准,一方面,研究开发更优秀的p型导电掺杂材料和/或更优秀空穴传输材料是非常重要的;另一方面,筛选合适的空穴传输材料和p型导电掺杂材料的组合,同样是开发新型空穴注入层的一种重要方式。

发明内容

本发明旨在提供一系列新型有机电致发光器件来解决至少部分上述问题。所述新型有机电致发光器件包含阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的发光层,以及设置在阳极和发光层之间的第一有机层,所述第一有机层至少包含具有式1结构的第一化合物和具有式2结构的第二化合物。这种由第一化合物和第二化合物组成的新型材料组合可用于有机电致发光器件中,能使有机电致发光器件具有高效率、长寿命的优秀特性,能提供更好的器件性能。

根据本发明的一个实施例,公开一种有机电致发光器件,其包括:

阳极,

阴极,

设置在阳极和阴极之间的发光层,以及设置在阳极和发光层之间的第一有机层,其中所述第一有机层至少包含第一化合物和第二化合物;

其中所述第一化合物具有由式1表示的结构:

在式1中,

ZX

R,R’,R”和R”’每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,亚硝基,硝基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,SCN,OCN,SF

R,R’,R”和R”’中至少一个是具有至少一个拉电子基的基团;

式1中相邻的取代基R,R’,R”和R”’能任选地连接形成环;

所述第二化合物具有由式2表示的结构:

其中,

L

Ar

X

R

式2中相邻的取代基R

根据本发明的另一实施例,还公开了一种电子组件,其包含上述实施例所述的有机电致发光器件。

根据本发明的另一实施例,还公开了一种化合物组合,其包含第一化合物和第二化合物,所述第一化合物和所述第二化合物为前述任一实施例所示。

本发明公开的新型有机电致发光器件,包含阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的发光层,以及设置在阳极和发光层之间的第一有机层,其中第一有机层包含具有式1结构的第一化合物和具有式2结构的第二化合物。通过第一有机层中两种具有特定结构的材料的有效匹配提高了器件电荷注入和传输效果;这种新型有机电致发光器件具有高效率、长寿命的优秀特性,可以提供更好的器件性能。

附图说明

图1是可以含有本文所公开的有机电致发光器件的有机发光装置示意图。

图2是可以含有本文所公开的有机电致发光器件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F

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

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–如本文所用,包含直链和支链烷基。烷基可以是具有1至20个碳原子的烷基,优选具有1至12个碳原子的烷基,更优选具有1至6个碳原子的烷基。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。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,新戊基和正己基。另外,烷基可以任选被取代。

环烷基-如本文所用包含环状烷基。环烷基可以是具有3至20个环碳原子的环烷基,优选具有4至10个碳原子的环烷基。环烷基的实例包括环丁基,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。在上述中,优选环戊基,环己基,4-甲基环己基,4,4-二甲基环己基。另外,环烷基可以任选被取代。

杂烷基-如本文所用,杂烷基包含烷基链中的一个或多个碳被选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,磷原子,硅原子,锗原子和硼原子组成的组的杂原子取代而形成。杂烷基可以是具有1至20个碳原子的杂烷基,优选具有1至10个碳原子的杂烷基,更优选具有1至6个碳原子的杂烷基。杂烷基的实例包括甲氧基甲基,乙氧基甲基,乙氧基乙基,甲基硫基甲基,乙基硫基甲基,乙基硫基乙基,甲氧甲氧甲基,乙氧甲氧甲基,乙氧乙氧乙基,羟基甲基,羟基乙基,羟基丙基,巯基甲基,巯基乙基,巯基丙基,氨基甲基,氨基乙基,氨基丙基,二甲基氨基甲基,三甲基锗基甲基,三甲基锗基乙基,三甲基锗基异丙基,二甲基乙基锗基甲基,二甲基异丙基锗基甲基,叔丁基二甲基锗基甲基,三乙基锗基甲基,三乙基锗基乙基,三异丙基锗基甲基,三异丙基锗基乙基,三甲基硅基甲基,三甲基硅基乙基,三甲基硅基异丙基,三异丙基硅基甲基,三异丙基硅基乙基。另外,杂烷基可以任选被取代。

烯基-如本文所用,涵盖直链、支链以及环状烯烃基团。链烯基可以是包含2至20个碳原子的烯基,优选具有2至10个碳原子的烯基。烯基的例子包括乙烯基,丙烯基,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,3-苯基-1-丁烯基,环戊烯基,环戊二烯基,环己烯基,环庚烯基,环庚三烯基,环辛烯基,环辛四烯基和降冰片烯基。另外,烯基可以是任选取代的。

炔基-如本文所用,涵盖直链炔基。炔基可以是包含2至20个碳原子的炔基,优选具有2至10个碳原子的炔基。炔基的实例包括乙炔基,丙炔基,炔丙基,1-丁炔基,2-丁炔基,3-丁炔基,1-戊炔基,2-戊炔基,3,3-二甲基-1-丁炔基,3-乙基-3-甲基-1-戊炔基,3,3-二异丙基1-戊炔基,苯乙炔基,苯丙炔基等。在上述中,优选乙炔基,丙炔基,炔丙基,1-丁炔基,2-丁炔基,3-丁炔基,1-戊炔基,苯乙炔基。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。芳基可以是具有6至30个碳原子的芳基,优选6至20个碳原子的芳基,更优选具有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,

杂环基或杂环-如本文所用,考虑非芳族环状基团。非芳族杂环基包含具有3-20个环原子的饱和杂环基团以及具有3-20个环原子的不饱和非芳族杂环基团,其中至少有一个环原子选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,硅原子,磷原子,锗原子和硼原子组成的组,优选的非芳族杂环基是具有3至7个环原子的那些,其包括至少一个杂原子如氮,氧,硅或硫。非芳族杂环基的实例包括环氧乙烷基,氧杂环丁烷基,四氢呋喃基,四氢吡喃基,二氧五环基,二氧六环基,吖丙啶基,二氢吡咯基,四氢吡咯基,哌啶基,恶唑烷基,吗啉基,哌嗪基,氧杂环庚三烯基,硫杂环庚三烯基,氮杂环庚三烯基和四氢噻咯基。另外,杂环基可以任选被取代。

杂芳基-如本文所用,可以包含1至5个杂原子的非稠合和稠合杂芳族基团,其中至少有一个杂原子选自由氮原子,氧原子,硫原子,硒原子,硅原子,磷原子,锗原子和硼原子组成的组。异芳基也指杂芳基。杂芳基可以是具有3至30个碳原子的杂芳基,优选具有3至20个碳原子的杂芳基,更优选具有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-如本文所用,由-O-烷基、-O-环烷基、-O-杂烷基或-O-杂环基表示。烷基、环烷基、杂烷基和杂环基的例子和优选例子与上述相同。烷氧基可以是具有1至20个碳原子的烷氧基,优选具有1至6个碳原子的烷氧基。烷氧基的例子包括甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基,己氧基,环丙基氧基,环丁基氧基,环戊基氧基、环己基氧基、四氢呋喃基氧基、四氢吡喃基氧基、甲氧丙基氧基、乙氧乙基氧基、甲氧甲基氧基和乙氧甲基氧基。另外,烷氧基可以任选被取代。

芳氧基-如本文所用,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。芳氧基可以是具有6至30个碳原子的芳氧基,优选具有6-20个碳原子的芳氧基。芳氧基的例子包括苯氧基和联苯氧基。另外,芳氧基可以任选被取代。

芳烷基-如本文所用,涵盖芳基取代的烷基。芳烷基可以是具有7至30个碳原子的芳烷基,优选具有7至20个碳原子的芳烷基,更优选具有7至13个碳原子的芳烷基。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。另外,芳烷基可以任选被取代。

烷硅基–如本文所用,涵盖烷基取代的硅基。烷硅基可以是具有3-20个碳原子的烷硅基,优选具有3至10个碳原子的烷硅基。烷硅基的例子包括三甲基硅基,三乙基硅基,甲基二乙基硅基,乙基二甲基硅基,三丙基硅基,三丁基硅基,三异丙基硅基,甲基二异丙基硅基,二甲基异丙基硅基,三叔丁基硅基,三异丁基硅基,二甲基叔丁基硅基,甲基二叔丁基硅基。另外,烷硅基可以任选被取代。

芳基硅烷基–如本文所用,涵盖至少一个芳基取代的硅基。芳基硅烷基可以是具有6-30个碳原子的芳基硅烷基,优选具有8至20个碳原子的芳基硅烷基。芳基硅烷基的例子包括三苯基硅基,苯基二联苯基硅基,二苯基联苯基硅基,苯基二乙基硅基,二苯基乙基硅基,苯基二甲基硅基,二苯基甲基硅基,苯基二异丙基硅基,二苯基异丙基硅基,二苯基丁基硅基,二苯基异丁基硅基,二苯基叔丁基硅基。另外,芳基硅烷基可以任选被取代。

烷基锗基–如本文所用,涵盖烷基取代的锗基。烷锗基可以是具有3-20个碳原子的烷基锗基,优选具有3至10个碳原子的烷基锗基。烷基锗基的例子包括三甲基锗基,三乙基锗基,甲基二乙基锗基,乙基二甲基锗基,三丙基锗基,三丁基锗基,三异丙基锗基,甲基二异丙基锗基,二甲基异丙基锗基,三叔丁基锗基,三异丁基锗基,二甲基叔丁基锗基,甲基二叔丁基锗基。另外,烷基锗基可以任选被取代。

芳基锗基–如本文所用,涵盖至少一个芳基或杂芳基取代的锗基。芳基锗基可以是具有6-30个碳原子的芳基锗基,优选具有8至20个碳原子的芳基锗基。芳基锗基的例子包括三苯基锗基,苯基二联苯基锗基,二苯基联苯基锗基,苯基二乙基锗基,二苯基乙基锗基,苯基二甲基锗基,二苯基甲基锗基,苯基二异丙基锗基,二苯基异丙基锗基,二苯基丁基锗基,二苯基异丁基锗基,二苯基叔丁基锗基。另外,芳基锗基可以任选被取代。

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,取代的杂环基,取代的芳烷基,取代的烷氧基,取代的芳氧基,取代的烯基,取代的炔基,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,取代的烷基锗基,取代的芳基锗基,取代的氨基,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,杂环基,芳烷基,烷氧基,芳氧基,烯基,炔基,芳基,杂芳基,烷硅基,芳基硅烷基,烷基锗基,芳基锗基,氨基,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,卤素,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3-20个环原子的杂环基,未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,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2-20个碳原子的炔基,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3-20个碳原子的烷基锗基,未取代的具有6-20个碳原子的芳基锗基,未取代的具有0-20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,巯基,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,多取代指包含二取代在内,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(包括螺环、桥环、稠环等),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:

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进一步远离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,在相邻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,其包括:

阳极,

阴极,

设置在阳极和阴极之间的发光层,以及设置在阳极和发光层之间的第一有机层,其中所述第一有机层至少包含第一化合物和第二化合物;其中所述第一化合物具有由式1表示的结构:

在式1中,

X和Y每次出现时相同或不同地选自NR’,CR”R”’,O,S或Se;

Z

R,R’,R”和R”’每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,亚硝基,硝基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,SCN,OCN,SF

R,R’,R”和R”’中至少一个是具有至少一个拉电子基的基团;

式1中相邻的取代基R,R’,R”和R”’能任选地连接形成环;

所述第二化合物具有由式2表示的结构:

其中,

L

Ar

X

R

式2中相邻的取代基R

在本实施例中,式1中相邻的取代基R,R’,R”和R”’能任选地连接形成环,旨在表示,在式1中,相邻的取代基组,例如相邻的取代基R”和R’”,相邻的取代基R和R”,相邻的取代基R和R’,相邻的取代基R和R’”,以及两个相邻的取代基R,这些相邻的取代基组中的任一个或多个能连接形成环。显而易见地,这些相邻的取代基组也可以都不连接形成环。

在本文中,式2中相邻的取代基R

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自NR’或CR”R”’,其中,R’,R”和R”’是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自NR’或CR”R”’,R,R’,R”和R”’是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自O,S或Se,R中的至少一个是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自O,S或Se,每个R都是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例,其中,所述拉电子基的哈米特常数是≥0.05,优选地≥0.3,更优选地≥0.5。

本发明所述拉电子基的哈米特取代基常数值≥0.05,拉电子能力较强,能够显著降低化合物的LUMO能级,达到提高电荷迁移率的效果。

需要说明的是,所述哈米特取代基常数值包括哈米特取代基对位常数和/或间位常数,只要是对位常数和间位常数中有一项满足大于等于0.05,即可以作为本发明优选的选择基团。

根据本发明的一个实施例,其中,所述拉电子基选自由以下组成的组:卤素,亚硝基,硝基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,SCN,OCN,SF

根据本发明的一个实施例,其中,所述拉电子基选自由以下组成的组:F,CF

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自由以下结构组成的组:

其中,R

优选地,R

其中,V和W每次出现时相同或不同地选自CR

其中,Ar每次出现时相同或不同的选自取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,或取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基;

其中,A,R

其中,A是具有至少一个拉电子基的基团,且对于所述任一结构中,当R

在本实施例中,“*”表示所述X和Y基团与所述式1中的脱氢苯并二噁唑环、脱氢苯并二噻唑环或脱氢苯并二硒唑环连接的位置。

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y每次出现时相同或不同地选自由以下结构组成的组:

在本实施例中,“*”表示所述X和Y基团与所述式1中的脱氢苯并二噁唑环、脱氢苯并二噻唑环或脱氢苯并二硒唑环连接的位置。

根据本发明的一个实施例,其中,X和Y为

根据本发明的一个实施例,其中,R每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,亚硝基,硝基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,SCN,OCN,SF

根据本发明的一个实施例,其中,R每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,甲基,异丙基,NO

根据本发明的一个实施例,其中,R每次出现时相同或不同地选自由以下结构组成的组:

/>

在本实施例中,

根据本发明的一个实施例,其中,在一个由式1表示的第一化合物中两个R相同。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一化合物选自由化合物1至化合物182组成的组;所述化合物1至化合物182的具体结构参见权利要求6。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第二化合物具有由式2-a表示的结构:

其中,

L

Ar

X

R

式2-a中相邻的取代基R

在本实施例中,“式2-a中相邻的取代基R

根据本发明的一个实施例,其中,Ar

根据本发明的一个实施例,其中,Ar

根据本发明的一个实施例,其中,所述第二化合物具有由式2-b表示的结构:

其中,

L

Ar

X

V

R

式2-b中相邻的取代基R

在本实施例中,“式2-b中相邻的取代基R

根据本发明的一个实施例,其中,在式2-b中Ar

根据本发明的一个实施例,其中,在式2-b中Ar

根据本发明的一个实施例,其中,L

根据本发明的一个实施例,其中,L

根据本发明的一个实施例,其中,L

根据本发明的一个实施例,其中,所述第二化合物具有由式2-c表示的结构:

其中,

X

V

R

式2-c中相邻的取代基R

在本实施例中,“式2-c中相邻的取代基R

根据本发明的一个实施例,其中,X

根据本发明的一个实施例,其中,X

根据本发明的一个实施例,其中,X

根据本发明的一个实施例,其中,X

根据本发明的一个实施例,其中,R

根据本发明的一个实施例,其中,R

根据本发明的一个实施例,其中,R

根据本发明的一个实施例,其中,所述第二化合物选自由化合物X-1至化合物X-171组成的组;所述化合物X-1至化合物X-171的具体结构参见权利要求13。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一有机层中所述第一化合物与所述第二化合物的质量比例范围从1:10000至10000:1。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一有机层中所述第一化合物与所述第二化合物的质量比例范围从1:1000至100:1。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一有机层中所述第一化合物与所述第二化合物的质量比例范围从1:100至10:1。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一有机层中所述第一化合物与所述第二化合物的质量比例范围从1:100至1:1。

根据本发明的一个实施例,其中,所述有机电致发光器件进一步包含设置在阳极和发光层之间的第二有机层,所述第二有机层包含第二化合物。

根据本发明的一个实施例,其中,所述有机电致发光器件进一步包含设置在阳极和发光层之间的第三有机层,其中,所述第三有机层包含与第二有机层不同的化合物。

根据本发明的一个实施例,其中,所述第一有机层与阳极直接接触。

根据本发明的另一实施例,还公开了一种电子组件,其包含一种有机电致发光器件,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。

根据本发明的一个实施例,其中所述电子组件是显示组件或照明组件。

根据本发明的另一实施例,还公开了一种化合物组合,其包含第一化合物和第二化合物,所述第一化合物和所述第二化合物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,本文所公开的化合物组合可以与多种发光掺杂剂、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。

在本发明的器件中,可以包含电荷注入、传输层,例如空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层;也可以包含发光层,发光层至少包含一种发光掺杂剂和至少一种主体化合物,发光掺杂剂可以是荧光发光掺杂剂和/或磷光发光掺杂剂;还可以包含电子阻挡层,空穴阻挡层。

本发明中,所有化合物HOMO能级(最高已占轨道)和LUMO能级(最低未占轨道)的数值均是通过循环伏安法(CV)测得的。测试使用由武汉科思特仪器股份有限公司生产的型号为CorrTest CS120的电化学工作站,并使用三电极工作体系:铂盘电极作为工作电极,Ag/AgNO

表1列出了部分化合物的HOMO或LUMO能级,其中,“/”表示未测试到相关数值。可以看到,作为p型导电掺杂材料的本发明的化合物70的LUMO能级都相较于商用材料PD更深。同时,作为空穴传输材料的化合物X-127的HOMO能级也较HT更深,达到-5.36ev。因此,化合物70是更适合用来搭配化合物X-127的p型导电掺杂材料。

表1部分化合物的能级数据

上述测试的材料的结构如下所示:

器件实施例

本发明所使用的第一化合物和第二化合物可以参考现有技术中的制备方法而获得,在此不再赘述。电致发光器件的制备方法不作限制,下述实施例的制备方法只是一个示例,不应理解为限制。本领域技术人员能够依据现有技术对下述实施例的制备方法进行合理改进。示例性的,发光层中各种材料的配比不做特别限定,本领域技术人员能依据现有技术在一定范围内合理选择,例如,以发光层材料总重量为基准,主体材料可以占70%-99%,发光材料可以占1%-30%;或者主体材料可以占90%-98%,发光材料可以占2%-10%,或者主体材料可以占87%-98%,发光材料可以占2%-13%。此外,主体材料中可以是一种或两种材料,其中两种主体材料的占主体材料的比例可以为99:1至1:99;或者,比例可以为80:20至20:80;或者,比例可以为60:40至40:60。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:制备荧光蓝光有机电致发光器件100,如图1所示。

首先使用0.7mm厚的玻璃基板,其上具有事先图形化的

比较例1:与实施例1的制备方法相同,除了同时蒸镀化合物X-127和化合物PD用作空穴注入层(HIL,97:3,

比较例2:与实施例1的制备方法相同,除了同时蒸镀化合物HT和化合物70作为空穴注入层(HIL,97:3,

比较例3:与实施例1的制备方法相同,除了同时蒸镀化合物HT和化合物PD作为空穴注入层(HIL,97:3,

详细的器件的部分有机层结构和厚度如下表2所示。其中所用材料不止一种的层,是不同化合物以其记载的重量比例掺杂得到的。

表2实施例1和比较例1~3的部分器件结构

器件中使用的材料的结构如下所示:

/>

表3展示了实施例1和比较例1~3的器件性能。其中,色坐标、电压V、电流效率CE、功率效率PE、外量子效率EQE均在电流密度为15mA/cm

表3实施例1和比较例1~3器件性能

表3展示了包含不同的p型导电掺杂材料和空穴传输材料组合使用时的电致发光器件的部分性能测试结果,从色坐标可以看出,所展示的实施例与比较例的色坐标基本一致。

实施例1中,使用了本发明公开的特定结构的空穴传输材料化合物X-127与p型导电掺杂材料化合物70组合搭配的器件结构。比较例1中,使用了特定结构的传输材料化合物X-127与常规的p型导电掺杂材料化合物PD组合搭配的器件结构。与比较例1相比,实施例1的电压降低了0.68V,降低了13%;功率效率提高了0.7lm/W,提高了13%;寿命LT95从4h提升到317h,提高了78.3倍,电流效率相当。值得说明的是,实施例1和比较例1均采用相同的第二化合物X-127,但两者的电压有较大差别,其主要原因是化合物X-127的HOMO能级较深,为-5.36eV,在比较例1中与浅LUMO的p型导电掺杂材料PD组合使用时,因为两者的能级相差较大(0.32eV),能级不匹配,p型掺杂效果不明显,空穴注入不良,所以电压较高;但是与化合物70搭配时,二者能级差为0.19eV,能级更匹配,p型掺杂效果明显,空穴注入良好,所以电压大幅度降低;同时,电压的降低使得器件达到更优的载流子平衡,因此其效率和寿命也有提升,特别是寿命取得了大幅提升。由上可知,本发明选用的第一化合物70与第二化合物X-127的组合使用,可以使得器件电压降低,效率和寿命有明显的提升。

比较例2中,使用了常规的传输材料HT与特定结构的p型导电掺杂材料化合物70组合搭配的器件结构。实施例1与比较例2相比,器件的电流效率提高了1.6cd/A,提高了23%;功率效率提高了1.0lm/W,提升了20%;外量子效率提高了1.66%,提升了22%;寿命LT95从140h提升到317h,提升了1.26倍。值得注意的是,比较例2和实施例1的电压基本相当,其主要原因是化合物HT与深LUMO的p型导电掺杂材料化合物70能级更加匹配(二者能级差为0.08eV);但效率和寿命等性能仍比第二化合物X-127与第一化合物70的组合搭配差。因此,进一步证明了第一化合物70与第二化合物X-127的组合使用,可使得器件性能更优。

比较例3中,使用了常规的传输材料HT与常规的p型导电掺杂材料PD组合搭配的器件结构。与比较例3相比,实施例1的电压降低了0.30V,降低了6%;电流效率提高了1.7cd/A,提高了24%;功率效率提高了1.5lm/W,提升了33%;外量子效率提高了1.76%,提升了23%;寿命从5h提升到317h,提高了62.4倍。因此,再次证明了本发明的第一化合物70与第二化合物X-127的组合使用,可获得更优异的器件性能。

综上,本发明实施例中所使用的第一化合物70与第二化合物X-127组合搭配,其材料之间的搭配性更好,空穴注入能力更高,制备得到的有机电致发光器件的性能更加优异。

本发明公开的包含具有式1结构的第一化合物和具有式2结构的第二化合物用于第一有机层的有机电致发光器件,使得器件具有优异的性能和独特优势,尤其是器件效率和寿命的提升,为器件结构的进一步优化提供了可能和实例,在商业应用中有较大的广阔前景。

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。

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