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用于有机电气元件的化合物、使用所述化合物的有机电气元件及其电子装置

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


用于有机电气元件的化合物、使用所述化合物的有机电气元件及其电子装置

技术领域

本发明涉及用于有机电子元件的化合物、使用所述化合物的有机电子元件及其电子装置。

背景技术

通常,有机发光现象是指通过使用有机材料将电能转化为光能的现象。使用有机发光现象的有机电子元件通常具有包括阳极、阴极和插置其间的有机材料层的结构。在此,为了增加有机电子元件的效率和稳定性,有机材料层通常由多层结构构成,所述多层结构由不同材料构成,并且例如可以包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等。

用作有机电子元件中的有机材料层的材料可以根据其功能被分类为发光材料和电荷传输材料,例如空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料等。

有机电致发光装置的最成问题的问题是使用寿命和效率,并且随着显示器面积变得更大,必须解决这些效率和使用寿命问题。

效率、使用寿命和驱动电压彼此相关,并且当效率增加时,驱动电压相对降低,而随着驱动电压降低,由于驱动期间产生的焦耳热导致的有机材料的结晶降低,并且因此使用寿命趋于增加。

然而,不能简单地通过改善有机材料层使效率最大化。这是因为,当各有机材料层之间的能级和T1值以及材料的固有性质(迁移率、界面性质等)被最佳地组合时,才可以同时实现长使用寿命和高效率。

此外,近来,在有机电致发光装置中,为了解决空穴传输层中的发射问题,发光辅助层必须存在于空穴传输层与发光层之间,并且需要根据各个发光层(R、G、B)开发不同的发光辅助层。

通常,电子从电子传输层转移至发光层,并且空穴从空穴传输层转移至发光层,以通过复合产生激子。

然而,用于空穴传输层的材料具有低HOMO值,并且因此主要具有低T1值,因此在发光层中产生的激子被转移至空穴传输层,导致发光层中的电荷不平衡,并且在空穴传输层的界面处发光。

当在空穴传输层的界面处发光时,有机电子元件的颜色纯度和效率降低,并且使用寿命缩短。因此,迫切需要开发具有高T1值并且具有在空穴传输层的HOMO能级与发光层的HOMO能级之间的HOMO能级的发光辅助层。

同时,有必要开发空穴注入层材料,其具有稳定的特性,即高玻璃化转变温度,以抵抗在驱动装置时产生的焦耳热,同时延迟金属氧化物从阳极电极(ITO)渗透到有机层中,这是缩短有机电子元件的使用寿命的原因之一。空穴传输层材料的低玻璃化转变温度具有如下特征:当驱动装置时,薄膜表面的均匀性降低,据报道这对装置的使用寿命有很大影响。此外,OLED装置主要通过沉积方法形成,并且需要开发能够经受长时间沉积的材料,即,具有高耐热性特性的材料。

即,为了充分显示出有机电子元件的优异特性,应由稳定且有效的材料胜任用于在元件中形成有机材料层的材料,例如空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料、发光辅助层材料。然而,此类用于有机电子元件的稳定且有效的有机材料层材料还没有得到充分开发。因此,仍需要开发新材料。

发明内容

[简述]

为了解决上述背景技术的问题,本发明已经揭示了具有新结构的化合物,并且当将该化合物应用于有机电子元件时,大幅改善了元件的发光效率、稳定性和使用寿命。

因此,本发明的目的在于提供新化合物、使用所述化合物的有机电子元件及其电子装置。

[技术方案]

本发明提供了由式1表示的化合物。

式1

在另一方面,本发明提供了包含由式1表示的化合物的有机电子元件及其电子装置。

[发明效果]

通过使用根据本发明的化合物,可以实现元件的高发光效率、低驱动电压和高耐热性,并且可以大大改善元件的颜色纯度和使用寿命。

附图说明

图1至图3例示出根据本发明的有机电子元件的实例。

图4示出了根据本发明的一个方面的式。

100、200、300:有机电气元件 110:第一电极

120:空穴注入层 130:空穴传输层

140:发光层 150:电子传输层

160:电子注入层 170:第二电极

180:光效率增强层 210:缓冲层

220:发光辅助层 320:第一空穴注入层

330:第一空穴传输层 340:第一发光层

350:第一电子传输层 360:第一电荷产生层

361:第二电荷产生层 420:第二空穴注入层

430:第二空穴传输层 440:第二发光层

450:第二电子传输层 CGL:电荷产生层

ST1:第一堆叠体 ST2:第二堆叠体

具体实施方式

在下文,将详细地描述本发明的一些实施方案。此外,在本发明的以下描述中,当在本文中并入已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题相当不清楚时,将省略该详细描述。

此外,当描述本发明的组件时,本文可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语中的每一个不用于限定相应组件的实质、顺序或次序,而仅用于区分相应组件与其它组件。应注意,如果组件被描述为“连接”、“联接”或“连接”至另一个组件,则该组件可以直接连接或连接至其它组件,但在各组件之间可以“连接”、“联接”或“连接”另一个组件。

如说明书和所附权利要求书中使用,除非另外说明,否则以下是如下术语的含义。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“卤代”或“卤素”包括氟(F)、溴(Br)、氯(Cl)或碘(I)。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“烷基”或“烷基基团”具有1个至60个碳原子的单键,并且意指饱和脂肪族官能团,包括直链烷基基团、支链烷基基团、环烷基基团(脂环族)、被烷基取代的环烷基基团或被环烷基取代的烷基基团。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“烯基”或“炔基”具有2个至60个碳原子的双键或叁键,但不限于此,并且包括直链或支链基团。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“环烷基”意指形成具有3个至60个碳原子的环的烷基,但不限于此。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“烷氧基”、“烷氧基基团”或“烷基氧基基团”意指连接至烷基基团的氧基,但不限于此,并且具有1个至60个碳原子。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“芳基氧基基团”或“芳氧基基团”意指连接至芳基基团的氧基,但不限于此,并且具有6个至60个碳原子。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“芳基基团”或“亚芳基基团”具有6个至60个碳原子,但不限于此。在本文,芳基基团或亚芳基基团意指单环和多环芳香族基团,并且也可以与相邻基团一起形成。“芳基基团”的实例可以包括苯基基团、联苯基基团、芴基团或螺芴基团。

前缀“芳基”或“芳”意指被芳基基团取代的基团。例如,芳基烷基可以是被芳基取代的烷基,并且芳基烯基可以是被芳基取代的烯基,并且被芳基取代的基团具有如本文定义的碳原子数。

此外,当前缀依次命名时,这意味着按首先描述的顺序列出取代基。例如,芳基烷氧基意指被芳基取代的烷氧基,烷氧基羰基意指被烷氧基取代的羰基,并且芳基羰基烯基也意指被芳基羰基取代的烯基,其中芳基羰基可以是被芳基取代的羰基。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“杂环基团”含有一个或多个杂原子,但不限于此,具有2个至60个碳原子,包括单环和多环中的任一个,并且可以包括杂脂肪族环和/或杂芳香族环。此外,也可以与相邻基团一起形成杂环基团。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“杂原子”表示N、O、S、P或Si中的至少一个。

此外,术语“杂环基团”可以包括包含SO

除非另外说明,否则如本文使用的术语“芴基基团”或“亚芴基基团”意指其中在以下结构中R、R'和R”均是氢的一价或二价官能团,并且术语“取代的芴基基团”或“取代的亚芴基基团”意指取代基R、R'、R”中的至少一个是除氢以外的取代基,并且包括其中R和R'彼此键合以与它们键合的碳一起形成螺环化合物的那些。

如本文使用的术语“螺环化合物”具有“螺接”,并且螺接意指其中两个环仅共用一个原子的连接。此时,两个环中共用的原子被称为“螺原子”,并且这些化合物根据化合物中的原子的数量分别被称为“单螺-”、“双螺-”和“三螺-”。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“脂肪族”意指具有1个至60个碳原子的脂肪族烃,并且如本文使用的术语“脂肪族环”意指具有3个至60个碳原子的脂肪族烃环。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“环”意指具有3个至60个碳原子的脂肪族环、或具有6个至60个碳原子的芳香族环、或具有2个至60个碳原子的杂环、或通过它们的组合而形成的稠环,并且包括饱和环或不饱和环。

除了以上提及的杂化合物之外,其它杂化合物或杂基团包含一个或多个杂原子,但不限于此。

除非另外说明,否则如本文使用的术语“取代或未取代的”意指该取代是被至少一个取代基取代,所述取代基选自氘、卤素、氨基基团、腈基团、硝基基团、C

除非另外明确说明,否则如本文使用的用于本发明的式以与根据以下式的指数的定义的取代基定义相同的方式应用。

其中,当a是0的整数时,取代基R

在下文,将描述根据本发明的方面的化合物和包括所述化合物的有机电子元件。

本发明提供了由式1表示的化合物。

其中:

1)A是由式A表示的取代基,

2)B是由式B表示的取代基,

3)X是O或S,

4)R

其中在R

其中在R

其中在R

其中在R

其中在R

其中在R

其中在R

其中在R

5)R'和R”各自独立地选自C

其中在R'和R”是芳基基团的情况下,它可以优选是C

其中在R'和R”是杂环基团的情况下,它可以优选是C

其中在R'和R”是稠环基团的情况下,它可以优选是C

其中在R'和R”是烷基基团的情况下,它可以优选是C

其中在R'和R”是烷氧基基团的情况下,它可以优选是C

其中在R'和R”是芳氧基基团的情况下,它可以优选是C

6)a、b、c和d各自独立地是0至3的整数,

7)Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

8)Ar

其中在Ar

其中在Ar

其中在Ar

9)L

其中在L

其中在L

其中在L

10)*是指与式1的L

11)

12)其中,所述芳基基团、亚芳基基团、杂环基团、芴基基团、亚芴基基团、脂肪族环基团、稠环基团、烷基基团、烯基基团、炔基基团、烷氧基基团和芳氧基基团可以被一个或多个取代基取代,所述取代基选自氘;卤素;硅烷基团;硅氧烷基团;硼基团;锗基团;氰基基团;硝基基团;C

式A由式A-1至式A-4中的任一种表示。

其中,Ar

式A可以是以下化合物中的任一种。

此外,式B由以下式B-1至式B-4中的任一种表示:

其中,Ar

式B可以是以下化合物中的任一种。

此外,Ar

其中,

1)*是与式1的L

2)R

3)Y是O、S、CR

4)R

5)m是0至5的整数,n、p、q和r各自独立地是0至4的整数,o是0至3的整数。

Ar

更优选地,Ar

/>

/>

此外,L

其中:

1)R

2)s是0至4的整数,

3)*意指待键合的位置。

另外地,L

此外,Ar

此外,Ar

此外,Ar

此外,式1由以下式1-1至式1-8中的任一种表示:

其中,X、R

优选地,式1可以由式1-9表示。

式1-9

其中,X、R

此外,由式1表示的化合物由以下化合物P-1至化合物P-160中的任一种表示。

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

此外,本发明提供有机电子元件,其包括第一电极;第二电极;以及形成在第一电极与第二电极之间的有机材料层:其中有机材料层包含由式1表示的化合物。

此外,有机材料层包括发光层;以及形成在第一电极与发光层之间的空穴传输带;其中空穴传输带包含由式1表示的化合物。

此外,空穴传输带包括发光辅助层,其中发光辅助层包含由化学式1表示的化合物。

此外,发光辅助层包括与空穴传输层相邻的第一发光辅助层和与发光层相邻的第二发光辅助层,其中第一发光辅助层和/或第二发光辅助层包含由式1表示的化合物

此外,本发明提供有机电子元件,其包括第一电极;第二电极;形成在第一电极与第二电极之间的有机材料层,其中有机材料层包括发光层;形成在第一电极与发光层之间的空穴传输层;以及形成在发光层与空穴传输层之间的多个发光辅助层,其中发光辅助层包括与空穴传输层相邻的第一发光辅助层和与发光层相邻的第二发光辅助层,其中第一发光辅助层包含由式1表示的化合物。

此外,另一方面,有机电子元件包括第一电极;第二电极;形成在第一电极与第二电极之间的有机材料层,其中有机材料层包括发光层;形成在第一电极与发光层之间的空穴传输层;以及形成在发光层与空穴传输层之间的多个发光辅助层,其中发光辅助层包括与空穴传输层相邻的第一发光辅助层和与发光层相邻的第二发光辅助层,其中第二发光辅助层包含由式1表示的化合物。

参考图1,根据本发明的有机电子元件(100)包括第一电极(110)、第二电极(170)、在第一电极(110)与第二电极(170)之间的包含由式(1)表示的单一化合物或两种或更多种的化合物的有机材料层。在此,第一电极(110)可以是阳极或正电极,并且第二电极(170)可以是阴极或负电极。在倒置的有机电子元件的情况下,第一电极可以是阴极,并且第二电极可以是阳极。

有机材料层可以依次包括在第一电极(110)上依次形成的空穴注入层(120)、空穴传输层(130)、发光层(140)、电子传输层(150)和电子注入层(160)。在此,可以不形成除了发光层(140)之外的其余的层。有机材料层还可以包括空穴阻挡层、电子阻挡层、发光辅助层(220)、缓冲层(210)等,并且电子传输层(150)等可以用作空穴阻挡层(参见图2)。

此外,根据本发明的实施方案的有机电子元件还可以包括保护层或光效率增强层(180)。光效率增强层可以形成在第一电极的两个表面中的不与有机材料层接触的表面上或者在第二电极的两个表面中的不与有机材料层接触的表面上。适用于有机材料层的根据本发明的实施方案的化合物可以用作用于空穴注入层(120)、空穴传输层(130)、发光辅助层(220)、电子传输辅助层、电子传输层(150)、电子注入层(160)、发光层(140)的主体或掺杂剂、或者光效率增强层的材料。优选地,例如,本发明的根据式1的化合物可以用作用于发光辅助层或空穴传输层的材料。

有机材料层可以包括2个或更多个堆叠体,所述堆叠体包括依次形成在阳极上的空穴传输层、发光层和电子传输层,并且可以还包括形成在2个或更多个堆叠体之间的电荷产生层(参见图3)。

另外,即使使用相同的核,带隙、电特性、界面特性等也可以根据何种取代基键合在哪个位置而变化,因此,核和与其关联的子取代基的组合的选择也是非常重要的,并且特别地,当实现每个有机材料层的能级和T1值以及材料的独特性质(迁移率、界面特性等)的最佳组合时,可以同时实现长使用寿命和高效率。

根据本发明的实施方案的有机电致发光装置可以使用PVD(物理气相沉积)方法制造。例如,在衬底上沉积具有导电性的金属或金属氧化物或其合金以形成阳极,并且在其上形成包括空穴注入层(120)、空穴传输层(130)、发光层(140)、电子传输层(150)和电子注入层(160)的有机材料层,然后在其上沉积可用作阴极的材料,可以制造根据本发明的实施方案的有机电致发光装置。

此外,本发明提供了有机电子元件,其中有机材料层通过旋涂工艺、喷嘴印刷工艺、喷墨印刷工艺、狭缝涂布工艺、浸涂工艺或辊对辊工艺中的一种形成,并且有机材料层提供包含该化合物作为电子传输材料的有机电子元件。

作为另一个具体实例,本发明提供了有机电子元件,通过将由式1表示的化合物中的相同或不同的化合物混合至有机材料层来使用有机电子元件。

此外,本发明提供了用于包含由式1表示的化合物的发光辅助层的组合物,并且提供了包括所述发光辅助层的有机电子元件。

此外,本发明提供了用于包含由式1表示的化合物的空穴传输层的组合物,并且提供了包括所述空穴传输层的有机电子元件。

此外,本发明还提供了电子装置,包括包含有机电子元件的显示装置;以及用于驱动所述显示装置的控制单元。

根据另一个方面,本发明提供了显示装置,其中有机电子元件是OLED、有机太阳能电池、有机光导体、有机晶体管(有机TFT)和用于单色或白色照明的元件中的至少一种。在此,电子装置可以是当前使用或未来将使用的有线/无线通信终端,并且涵盖所有种类的电子装置,包括诸如便携式电话的移动通信终端、个人数字助理(PDA)、电子词典、点对多点(PMP)、远程控制器、导航单元、游戏机、各种电视以及各种计算机。

在下文,将通过实施例详细地描述由式1表示的化合物的合成例和本发明的有机电子元件的制造例,但不限于以下实施例。

[合成例1]

通过如反应方案1中所示的那样合成根据本发明的由式1表示的化合物(终产物),但不限于此。

<反应方案1>

其中,

1)Hal是I、Br或Cl,

2)Ar

I.Sub 1的合成

可以通过反应方案2的反应路线合成反应方案1的Sub 1,但不限于此。Hal是I、Br或Cl。

<反应方案2>

在反应方案2中,如果不存在Sub 1的L

1.Sub 1-11的合成例

1)Sub 1-11A的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-11a(50.0g,162.5mmol)用THF(813ml)溶解后,添加Sub1-11aa(19.8g,121.93mmol)、Pd(PPh

2)Sub 1-11的合成

在圆底烧瓶中,在将以上合成中获得的Sub 1-11A(41.4g,135.8mmol)用甲苯(679mL)溶解后,添加Sub 1-11B(32.2g,135.8mmol)、Pd

2.Sub 1-57的合成例

1)Sub 1-57A的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-57a(50.0g,162.5mmol)用THF(813ml)溶解后,添加Sub1-57aa(38.7g,162.5mmol)、Pd(PPh

2)Sub 1-57的合成

在圆底烧瓶中,以与用于Sub 1-11相同的方式试验以上合成中获得的Sub 1-57A(55.6g,132.1mmol)和Sub 1-57B(21.6g,132.1mmol)、Pd

3.Sub 1-69的合成例

1)Sub 1-69A的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-69a(50.0g,139.8mmol)用THF(699ml)溶解后,添加Sub1-11aa(17.0g,139.8mmol)、Pd(PPh

2)Sub 1-69的合成

在圆底烧瓶中,以与用于Sub 1-11相同的方式试验以上合成中获得的Sub 1-69A(40.0g,112.7mmol)和Sub 1-69B(18.4g,112.7mmol)、Pd

4.Sub 1-74的合成例

1)Sub 1-74中间体的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-74a(50.0g,162.5mmol)用THF(813ml)溶解后,添加Sub1-74aa(28.9g,162.5mmol)、Pd(PPh

2)Sub 1-74A的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-74中间体(48.5g,134.4mmol)用THF(672ml)溶解后,添加Sub 1-74ab(33.1g,134.4mmol)、Pd(PPh

3)Sub 1-74的合成

在圆底烧瓶中,以与用于Sub 1-11相同的方式试验以上合成中获得的Sub 1-74A(38.2g,72.5mmol)和Sub 1-69B(11.8g,72.5mmol)、Pd

5.Sub 1-95的合成例

1)Sub 1-95A的合成

在圆底烧瓶中,在将Sub 1-95a(50.0g,115.8mmol)用THF(579ml)溶解后,添加Sub1-11aa(17.0g,115.8mmol)、Pd(PPh

2)Sub 1-95的合成

在圆底烧瓶中,以与用于Sub 1-11相同的方式试验以上合成中获得的Sub 1-95A(40.3g,93.9mmol)和Sub 1-95B(25.9g,93.9mmol)、Pd

属于Sub 1的化合物可以是以下化合物,但不限于此,并且表1显示了属于Sub 1的化合物的FD-MS(场解吸-质谱)值。

/>

/>

/>

/>

[表1]

/>

II.Sub 2的合成

通过反应方案3的反应路线合成反应方案1的Sub 2,但不限于此。

<反应方案3>

在反应方案3中,如果不存在Sub 2的L

属于Sub 2的化合物可以是以下化合物,但不限于此,并且表2显示了属于Sub 2的化合物的FD-MS(场解吸-质谱)值。

/>

/>

/>

[表2]

/>

III.终产物的合成

1.P-11的合成例

将Sub 1-11(20.0g,38.9mmol)和Sub 2-28(11.1g,38.9mmol)、Pd

2.P-40的合成例

将Sub 1-40(20.0g,41.9mmol)和Sub 2-15(11.3g,41.9mmol)、Pd

3.P-49的合成例

将Sub 1-49(20.0g,45.7mmol)和Sub 2-15(12.3g,45.7mmol)、Pd

4.P-57的合成例

将Sub 1-57(20.0g,36.1mmol)和Sub 2-30(10.3g,36.1mmol)、Pd

5.P-69的合成例

将Sub 1-69(20.0g,41.0mmol)和Sub 2-49(13.0g,41.0mmol)、Pd

6.P-74的合成例

将Sub 1-74(20.0g,30.3mmol)和Sub 2-27(8.6g,30.3mmol)、Pd

7.P-80的合成例

将Sub 1-80(20.0g,58.6mmol)和Sub 2-55(26.1g,58.6mmol)、Pd

8.P-86的合成例

将Sub 1-49(20.0g,45.7mmol)和Sub 2-59(18.2g,45.7mmol)、Pd

9.P-95的合成例

将Sub 1-93(20.0g,55.3mmol)和Sub 2-15(14.9g,55.3mmol)、Pd

10.P-98的合成例

将Sub 1-96(20.0g,49.8mmol)和Sub 2-15(13.4g,49.8mmol)、Pd

11.P-97的合成例

将Sub 1-95(20.0g,29.5mmol)和Sub 2-31(8.4g,29.5mmol)、Pd

12.P-100的合成例

将Sub 1-96(20.0g,49.8mmol)和Sub 2-81(12.5g,49.8mmol)、Pd

同时,根据以上合成例制备的本发明的化合物P-1至化合物P-137的FD-MS值显示于表3中。

[表3]

/>

/>

有机电子元件制造评估

[实施例1]绿色有机发光装置(发光辅助层)

在将4,4',4”-三[2-萘基(苯基)氨基]三苯胺(在下文缩写为2-TNATA)真空沉积在形成在玻璃衬底上的ITO层(阳极)上以形成60nm的厚度的空穴注入层之后,并且在空穴注入层上,将N,N'-双(1-萘基)-N,N'-双-苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(在下文缩写为NPB)真空沉积至60nm的厚度以形成空穴传输层。

随后,将本发明的化合物P-11真空沉积在空穴传输层上至20nm的厚度以形成发光辅助层,并且使用4,4'-N,N'-二咔唑-联苯(在下文缩写为CBP)作为主体材料,并且使用三(2-苯基吡啶)-铱(以下简称Ir(ppy)

接下来,将(1,1'-联苯-4-根合)双(2-甲基-8-喹啉根合)铝(在下文缩写为BAlq)真空沉积在发光层上以形成10nm的厚度的空穴阻挡层,并且将三(8-羟基喹啉)铝(在下文缩写为Alq

[实施例2]至[实施例28]

以与实施例1中相同的方式制造有机发光装置,但使用表4中显示的本发明的化合物代替本发明的化合物P-11作为发光辅助层材料。

[比较例1]至[比较例4]

以与实施例1中相同的方式制造有机电致发光装置,但使用比较化合物A至比较化合物D代替本发明的化合物P-11作为发光辅助层材料。

[实施例29]

以与实施例1中相同的方式制造有机发光装置,但通过将本发明的化合物P-91真空沉积在空穴传输层上至25nm的厚度来形成发光辅助层。

[实施例30]至[实施例53]

以与实施例29中相同的方式制造有机发光装置,但使用表5中显示的本发明的化合物代替本发明的化合物P-91作为发光辅助层材料。

[比较例5]至[比较例8]

以与实施例29中相同的方式制造有机电致发光装置,但使用比较化合物A至比较化合物D代替本发明的化合物P-91作为发光辅助材料。

[实施例54]

以与实施例1相同的方式制造有机发光装置,但作为发光辅助层材料,将本发明的化合物P-40真空沉积至15nm的厚度以形成第一发光辅助层,并且然后,在第一发光辅助层上,将化合物PA-1真空沉积至5nm的厚度以形成第二发光辅助层。

[PA-1]

[实施例55]至[实施例69]

以与实施例54中相同的方式制造有机发光装置,但使用表6中示出的本发明的化合物和化合物PA-1作为第一发光辅助材料和第二发光辅助材料。

[比较例9]至[比较例16]

以与实施例54中相同的方式制造有机发光装置,但使用表6中示出的比较化合物A至比较化合物D和化合物PA-1作为第一发光辅助材料和第二发光辅助材料。

[实施例70]

以与实施例1中相同的方式制造有机发光装置,但作为发光辅助层材料,将本发明的化合物P-91真空沉积至15nm的厚度以形成第一发光辅助层,并且然后,在第一发光辅助层上,将化合物PA-1真空沉积至10nm的厚度以形成第二发光辅助层。

[实施例71]至[实施例89]

以与实施例70中相同的方式制造有机发光装置,但使用表7中示出的本发明的化合物和化合物PA-1作为第一发光辅助材料和第二发光辅助材料。

[比较例17]至[比较例24]

以与实施例70中相同的方式制造有机发光装置,但使用表7中示出的比较化合物A至比较化合物D和化合物PA-1作为第一发光辅助材料和第二发光辅助材料。

将正向偏置直流电压施加到由本发明的实施例1至实施例89和比较例1至比较例24制造的有机电致发光装置,并且使用来自PhotoResearch的PR-650测量电致发光(EL)特性。作为测量的结果,通过McScience制造的寿命测量设备在5000cd/m

[表4]

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[表5]

[表6]

[表7]

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从表4至表7中的结果可以看出,当使用本发明的有机电致发光装置的材料作为用于发光辅助层的材料制造绿色有机电致发光装置时,与使用具有与本发明的化合物类似的基本结构的比较化合物A至比较化合物D的比较例相比,可以改善有机电致发光装置的驱动电压、发光效率和使用寿命。

比较化合物A至比较化合物D与本发明的化合物的相似之处在于芴或二苯并呋喃或二苯并噻吩取代在叔胺化合物中,但是本发明的化合物与比较化合物的不同之处在于至少一个芴和至少一个二苯并呋喃或二苯并噻吩取代在分子中。

在比较化合物A和比较化合物B是被二苯并呋喃或二苯并噻吩取代的叔胺化合物的情况下,因为它们含有杂元素,所以它们对电子的稳定性增加,并且它们具有比比较化合物C和比较化合物D更长的使用寿命,但是它们需要高驱动电压。在比较化合物C和比较化合物D是芴取代的叔胺化合物的情况下,它们表现出低驱动电压,但芴部分的第9位对电荷是易于攻击的,导致相对短的使用寿命。

然而,认为与比较化合物不同,本发明的化合物具有取代在分子中的至少一个芴和至少一个二苯并呋喃或二苯并噻吩,使得不仅可以利用每个部分的优点,而且其具有适合用于发光辅助层的能级,这影响整个元件的性能。

表4示出了取代基各自被引入到本发明化合物中的至少一个芴和至少一个二苯并呋喃或二苯并噻吩中的实例。

更详细地,当取代基被引入芴、二苯并呋喃和二苯并噻吩时,由于分子的空间位阻,形成高T1能级,并且抑制分子之间的π-π堆叠,并且由于该取代基,分子结构屏蔽胺部分,并且分子中的电子朝向胺部分分离,导致电荷相对快地移动,因此,改善了整个元件的电荷平衡,并且尽管在装置沉积期间分子的平面性降低,但是Tg值降低,使得即使在沉积期间在相对低的温度下也可以制造元件。

此外,随着分子之间的距离由于位阻而增加,认为降低薄膜的结晶度(即,产生非晶态)的效果改善了空穴迁移率并且增加化合物本身的稳定性。

此外,通过向芴、二苯并呋喃和二苯并噻吩引入另外的取代基,增加了共轭,扩展了HOMO的电子云,并且也增加了HOMO-LUMO带隙,从而增加空穴注入和空穴传输特性,允许空穴从空穴传输层向发光层转移,并且具有适合作为必须阻挡来自发光层的电子的发光辅助层的能级。

表5是当将取代基引入芴、二苯并呋喃或二苯并噻吩中的一个时,为了证实本发明的化合物的特征而进行的元件的制造评价。在元件的制造评价中,在使用本发明的化合物的实施例29至实施例53中获得比在比较例5至比较例8中更好的结果。

更详细地,在本发明的化合物中,当胺基团在二苯并呋喃的1位取代时,通常获得比胺基团在其它位置取代时更好的装置结果。其中,当在二苯并呋喃的7位或8位引入取代基时,获得了显著优异的元件的测量结果。

当引入额外的取代基时,增加如以上描述的结构的空间位阻,并且当胺基团在二苯并呋喃的1位取代时,当在8位引入额外的取代基时的空间位阻的效应大于当在二苯并呋喃的7位处引入额外的取代基时的效应。

然而,当二苯并呋喃的第7位被烷基基团(例如叔丁基或金刚烷基基团,其在烷基基团中具有非常大的体积)取代时,出现类似于在第8位的取代的空间位阻,导致优异的装置结果。

当可以大大增加空间位阻的烷基基团被取代时,由于空间位阻,迁移率降低,但是抑制结晶物质形成的效果是显著的,因此认为在元件的沉积期间具有有利的效果。

判断当在二苯并呋喃的1位引入胺基团并且在二苯并呋喃的8位引入取代基时,与在二苯并呋喃的任何其它位置处引入胺基团或取代基时相比,最大化空间位阻特性,因此在高水平下形成HOMO并且也改善了迁移率,导致低电压特性。此外,可以看出,通过在8位引入额外的取代基,即二苯并呋喃的活性位点(由于低电子密度而具有高反应性的位置)来保护活性位点,增加了结构本身的化学稳定性,并且也提高了使用寿命。

即使在具有胺基团和在相同取代位置引入的取代基的二苯并噻吩的情况下,与比较化合物相比,获得了优异的元件的结果。然而,总的来说,在用二苯并呋喃取代的结构中获得了更好的结果,其具有相对更大的结构稳定性,包括更多的电负性O原子。

即使在芴的情况下,对于每个取代位置获得了不同的结果。特别地,即使在其中胺基团在2位取代的结构的情况下,获得了比当胺基团在其它位置取代时更好的结果,认为这是因为,对于芴,2位是活性位点,因此当胺基团在该区域取代时,形成了高HOMO,也改善了迁移率,并且具有低电压特性。

在芴的情况下,当引入额外的取代基而不是胺基团时,如以上描述延长了共轭,因此在使用寿命方面存在优势,但似乎降低了迁移率并且增加了驱动电压。

即,在本发明的化合物中,可以证实,在其中1-二苯并呋喃和2-芴被在第7位或第8位引入的取代基取代的结构中表现出高效率、长使用寿命和低电压特性。这是因为2-芴补偿了二苯并呋喃的相对差的迁移率,并且具有在7位或8位引入的取代基的1-二苯并呋喃(其具有长使用寿命结构)补偿了2-芴的相对差的使用寿命特性,产生了协同效应。

表4和表5中示出的实施例是仅由一个发光辅助层组成的元件的评价例,并且表6和表7中示出的实施例是由2个发光辅助层组成的元件的评价例。

表5和表6中使用的PA-1是通常用于发光辅助层中的基于芴的化合物,并且证实了当使用PA-1、比较化合物和本发明的化合物制造具有2个发光辅助层的元件时,与仅由一个由相同材料制成的发光辅助层组成的元件相比,改善了整体性能。

在这种情况下,当存在2个发光辅助层时,根据施加到每个发光辅助层的材料形成不同的HOMO-LUMO能级,通过适当地控制第一发光辅助层和第二发光辅助层的HOMO-LUMO能级,可以控制与发光层的相互作用(空穴转移到发光层并且阻挡来自发光层的电子)。

在第一发光辅助层的情况下,必须良好地进行从空穴传输层到发光辅助层的空穴注入,并且在第二发光辅助层的情况下,必须更好地进行从发光辅助层到发光层的空穴注入,并且判断出与比较化合物相比,当将本发明的化合物施加到第一发光辅助层和第二发光辅助层时,实现了更适当的空穴注入。

特别地,在本发明的化合物中,如以上提到的,证实了当将具有引入芴和二苯并呋喃或二苯并噻吩中的额外取代基的化合物用作第一发光辅助层或第二发光辅助层时,获得了优异的结果。

当Ar

因此,与比较化合物相比,满足所有相关组成的本发明的化合物在元件数据的驱动、效率和使用寿命方面显示出显著效果,并且其表明,即使基本分子结构类似于比较化合物A至比较化合物D和本发明的化合物,化合物的性质,例如空穴特性、光效率特性、能级、空穴注入和迁移率特性、空穴与电子之间的电荷平衡、体积密度和分子间距离可以根据取代基的取代位置和组成而变化,并且除了影响整个元件的结果的一种构型之外,元件的性能可以由于复杂的因素而变化。

在发光辅助层的情况下,需要理解空穴传输层与发光层(主体)之间的相互关系,因此即使使用类似的核,即使对于本领域技术人员也非常难推断出使用本发明化合物的发光辅助层的特性。

此外,在以上描述装置制造评价结果中,通过将本发明的化合物仅应用于发光辅助层来解释元件的特性,但是本发明的化合物可以应用于空穴传输层或者应用于空穴传输层和发光辅助层两者。

尽管出于例示的目的描述了本发明的示例性实施方案,但本领域技术人员将理解,在不背离如所附权利要求中所公开的本发明的范围和主旨的情况下,各种修改、添加和替换是可能的。因此,在本发明中公开的实施方案旨在例示本发明的技术构思的范围,并且本发明的范围不受实施方案限制。

本发明的范围应基于所附权利要求进行解释,并且应解释为包括在与权利要求等同的范围内的所有技术构思均属于本发明。

[工业实用性]

根据本发明,可以制造具有高亮度、高发光和长寿命的优异装置特性的有机装置,并且因此具有工业实用性。

技术分类

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