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有机发光器件

文献发布时间:2023-06-19 12:16:29


有机发光器件

技术领域

本申请基于在2019年2月1日提交的韩国专利申请第10-2019-0013443号并要求其优先权,其公开内容在此通过引用整体并入本文。

本发明涉及在发光效率与寿命之间具有优异的平衡的有机发光器件。

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换成光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件具有宽视角、优异的对比度和快速的响应时间,并且具有优异的亮度、驱动电压和响应速度特性,并因此进行了许多研究。

有机发光器件通常具有包括阳极、阴极和介于阳极与阴极之间的有机材料层的结构。有机材料层经常具有包含不同材料的多层结构以提高有机发光器件的效率和稳定性,例如,有机材料层可以由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等形成。在有机发光器件的结构中,如果在两个电极之间施加电压,则空穴从阳极注入至有机材料层中并且电子从阴极注入至有机材料层中,当注入的空穴和电子彼此相遇时形成激子,并且当激子再次落至基态时发光。

持续需要开发用于在如上所述的有机发光器件中使用的有机材料层的新材料。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献0001)韩国专利公开第10-2000-0051826号

发明内容

技术问题

提供了在发光效率与寿命之间具有优异的平衡的有机发光器件。

技术方案

为了实现以上目的,根据本发明的有机发光器件包括:

阳极;

与阳极相对设置的阴极;

设置在阳极与阴极之间的发光层;

设置在阳极与发光层之间的空穴传输层;和

设置在发光层与阴极之间的电子传输层,

其中电子传输层包含金属配合物化合物和异质电子传递速率常数(K)为1.2至1.65的电子传输材料,并且

异质电子传递速率常数(K)通过以下数学方程式1计算:

有机发光器件:

[数学方程式1]

在方程式1中,

k

有益效果

上述有机发光器件可以包括包含具有在特定范围内的异质电子传递速率常数(K)值的电子传输材料的电子传输层,从而表现出在发光效率与寿命之间的优异平衡。

附图说明

图1示出了包括基底1、阳极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极6的有机发光器件的一个实例;

图2示出了包括基底1、阳极2、空穴注入层7、空穴传输层3、电子阻挡层8、发光层4、空穴阻挡层9、电子传输层5、电子注入层10和阴极6的有机发光器件的一个实例;

图3示出了化合物ETM 1的根据循环伏安法的电流-电位(C-V)曲线;

图4示出了由化合物ETM 1的C-V曲线的阳极峰获得的阳极峰电位(E

图5示出了化合物ETM 1的阳极峰电位(E

图6示出了由化合物ETM 1的C-V曲线的阴极峰获得的阴极峰电位(E

图7示出了化合物ETM 1的阴极峰电位(E

具体实施方式

在下文中,为了更好地理解,将更详细地描述本发明。

在本说明书中,

在本说明书中,术语“经取代或未经取代的”意指未经取代或经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;氰基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;氨基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;甲硅烷基;硼基;烷基;环烷基;烯基;芳基;芳烷基;芳烯基;烷基芳基;烷基胺基;芳烷基胺基;杂芳基胺基;芳基胺基;芳基膦基;或包含N、O和S原子中的一者或更多者的杂芳基,或者未经取代或经以上例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代。例如,“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以为联苯基。换言之,联苯基可以为芳基,并且可以解释为两个苯基相连接的取代基。

在本说明书中,羰基中的碳原子数没有特别限制,但优选为1至40个碳原子。具体地,羰基可以为具有以下结构的化合物,但不限于此。

在本说明书中,酯基可以具有这样的结构:其中酯基的氧可以被具有1至25个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至25个碳原子的芳基取代。具体地,酯基可以为具有以下结构式的化合物,但不限于此。

在本说明书中,酰亚胺基中的碳原子数没有特别限制,但优选为1至25。具体地,酰亚胺基可以为具有以下结构的化合物,但不限于此。

在本说明书中,甲硅烷基具体地包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等,但不限于此。

在本说明书中,硼基具体地包括三甲基硼基、三乙基硼基、叔丁基二甲基硼基、三苯基硼基、苯基硼基等,但不限于此。

在本说明书中,卤素基团的实例包括氟、氯、溴或碘。

在本说明书中,烷基可以为直链或支链,并且其碳原子数没有特别限制,但优选为1至40。根据一个实施方案,烷基具有1至20个碳原子。根据另一个实施方案,烷基具有1至10个碳原子。根据又一个实施方案,烷基具有1至6个碳原子。烷基的具体实例包括:甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等,但不限于此。

在本说明书中,烯基可以为直链或支链,并且其碳原子数没有特别限制,但优选为2至40。根据一个实施方案,烯基具有2至20个碳原子。根据另一个实施方案,烯基具有2至10个碳原子。根据又一个实施方案,烯基具有2至6个碳原子。其具体实例包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等,但不限于此。

在本说明书中,环烷基没有特别限制,但其碳原子数优选为3至60。根据一个实施方案,环烷基具有3至30个碳原子。根据另一个实施方案,环烷基具有3至20个碳原子。根据又一个实施方案,环烷基具有3至6个碳原子。其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等,但不限于此。

在本说明书中,芳基没有特别限制,但优选具有6至60个碳原子,并且可以为单环芳基或多环芳基。根据一个实施方案,芳基具有6至30个碳原子。根据一个实施方案,芳基具有6至20个碳原子。作为单环芳基的芳基可以为苯基、联苯基、三联苯基等,但不限于此。多环芳基可以包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、

在本说明书中,芴基可以被取代,并且两个取代基可以彼此连接以形成螺环结构。当芴基被取代时,可以形成

在本说明书中,杂芳基为包含O、N、Si和S中的一者或更多者作为杂原子的杂芳基,并且其碳原子数没有特别限制,但优选为2至60。杂芳基的实例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、

在本说明书中,芳烷基、芳烯基、烷基芳基和芳基胺基中的芳基与芳基的前述实例相同。在本说明书中,芳烷基、烷基芳基和烷基胺基中的烷基与烷基的前述实例相同。在本说明书中,杂芳基胺中的杂芳基可以应用杂芳基的前述描述。在本说明书中,芳烯基中的烯基与烯基的前述实例相同。在本说明书中,可以应用芳基的前述描述,不同之处在于亚芳基是二价基团。在本说明书中,可以应用杂芳基的前述描述,不同之处在于亚杂芳基是二价基团。在本说明书中,可以应用芳基或环烷基的前述描述,不同之处在于烃环不是一价基团,而是通过使两个取代基相结合而形成的。在本说明书中,可以应用杂芳基的前述描述,不同之处在于杂环不是一价基团,而是通过使两个取代基相结合而形成的。

近来,与需要背光的液晶显示器不同,有机发光器件由于其具有自发光和低电压驱动而引起关注。然而,由于其效率太低而不能应用于要求重量轻且薄的显示器件,因此需要能够改善有机发光器件的效率的材料。然而,当效率提高时,有机发光器件趋向于具有降低的寿命,因此,持续开发这样的材料:其在未大大降低寿命的情况下提高效率,即,使有机发光器件表现出在效率与寿命之间的优异平衡。

因此,本发明人认为,异质电子传递速率常数(K)适合作为理解电子传输层中包含的电子传输材料的电子传输特性的参数,并且本发明人发现采用具有在特定范围内的异质电子传递速率常数值的电子传输材料的有机发光器件表现出在发光效率与寿命之间的优异平衡,从而完成本发明。

此外,电子传输层包含金属配合物化合物和具有在特定范围内的异质电子传递速率常数值的电子传输材料,由于金属配合物化合物引起电子传输层中的偶极矩增加而改善从阴极的电子注入效率,因此包括这样的电子传输层的有机发光器件与包括仅具有电子传输材料的电子传输层的有机发光器件相比可以具有改善的发光效率。

此外,如之后描述的,为了检查电子传输层中使用的电子传输材料的电子迁移率,测量考虑氧化反应的电子供给速率常数和还原反应的电子接受速率常数二者的异质电子传递速率常数值,然后仅采用具有在特定范围内的异质电子传递速率常数值的电子传输材料,从而预测电子传输层中的金属配合物化合物与电子传输材料之间的电荷传递。因此,与仅由单一材料构成的电子传输层相比,电子传输材料和金属配合物化合物的体电子迁移率保持在合适的水平,从而有助于有机发光器件的效率提高。

具体地,根据一个实施方案的有机发光器件包括:阳极;与阳极相对设置的阴极;设置在阳极与阴极之间的发光层;设置在阳极与发光层之间的空穴传输层;和设置在发光层与阴极之间的电子传输层,其中电子传输层包含金属配合物化合物和异质电子传递速率常数(K)为1.2至1.65的电子传输材料,并且异质电子传递速率常数(K)通过以下数学方程式1计算:

[数学方程式1]

在数学方程式1中,

k

其中,数学方程式1的k

[数学方程式2-1]

在数学方程式2-1中,

E

k

[数学方程式2-2]

E

此外,有机发光器件还可以包括在发光层与电子传输层之间的空穴阻挡层。如下所述,当空穴阻挡层中包含的空穴阻挡材料表现出在特定范围内的电子供给速率常数(k

在下文中,将针对各配置详细地描述本公开内容。

电子传输层

通常,有机发光器件中的电子传输层是指接收来自阴极的电子以将电子传输至发光层并阻挡空穴从阳极移动至阴极的层。因此,已知这样的材料适合作为电子传输材料,所述材料具有适合于将注入的电子容易地注入至发光层中的最低未占分子轨道(LUMO)能级,同时与发光层在最高占据分子轨道(HOMO)能级方面具有大差异使得防止空穴从发光层注入至电子传输层。

然而,HOMO能级和LUMO能级在确定电子传输材料的电子迁移率方面具有局限性,因此,即使检查电子传输材料的HOMO能级和LUMO能级,也不容易由此确定有机发光器件的效率和/或寿命趋势。由于该原因,确定能够增加有机发光器件的效率与寿命之间的平衡的材料的唯一方法是通过使用相应的材料作为用于电子传输层的材料来检查所有相应器件的特性。

然而,在本公开内容中,即使未制造采用特定电子传输材料的有机发光器件,也可以通过检查电子传输材料的异质电子传递速率常数(K)值来确定电子传输层中的电子传输特性,因此可以容易地预测器件的效率与寿命之间的平衡。因此,通过使用确定的电子传输材料,可以制造在效率与寿命之间具有优异平衡的有机发光器件。

在这方面,使用异质电子传递速率常数(K)作为确定电子传输材料的电子传输特性的参数的原因是通过作为电子受体的电子传输材料从阴极接收电子的反应(还原反应)和通过作为电子供体的电子传输材料将电子传输至发光层的反应(氧化反应)不是可逆反应而是准可逆反应。

通常,为了检查氧化反应和还原反应的电化学行为,经常使用线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)。这两种方法的共同之处在于,相对于发生感兴趣的反应的工作电极以恒定的速率扫描电压,并测量产生的电流变化。然而,其中,循环伏安法(CV)是有用的,因为可以通过反复测量每个循环的实验来确定反应是否是可逆的。

在循环伏安法(CV)中,在可逆反应的情况下,氧化/还原速率仅受电子传递速率(即,电子扩散速率)影响,并且阳极峰电位和阴极峰电位不随扫描速率而变化。因此,可逆反应中的电子传递速率可以通过计算满足由以下数学方程式3表示的Randles-Sevcik方程式的扩散系数(D)来获得:

[数学方程式3]

在数学方程式3中,

i

换言之,在改变扫描速率的情况下获得对象材料的C-V曲线,然后可以由其中x轴为扫描速率的平方根(v

相反,在准可逆反应,例如有机发光器件的电子传输层中的电子传输材料的反应的情况下,反应速率比扫描速率慢,因此电子传递速率可能无法像可逆反应中的那样由扩散速率获得。相反,由于阳极峰和阴极峰根据扫描速率而移动,因此电子传递速率可以通过根据扫描速率的峰移动来确定。在本公开内容中,将由以下数学方程式4表示的Laviron方程式用作用于计算准可逆反应中的电子传递速率常数(k)的方程式:

[数学方程式4]

在数学方程式4中,

E

然而,由于各自由电子传输材料的阳极峰和阴极峰获得的电子传递速率常数彼此不同,因此需要考虑所有的电子传递速率常数以更精确地检查电子传递速率。

因此,在本公开内容中,分别计算由阳极峰获得的电子传递速率常数(即,电子供给速率常数k

特别地,可以通过由阳极峰获得的电子传递速率常数(即,电子供给速率常数k

具体地,电子传输材料的异质电子传递速率常数(K)可以通过以下方法来获得。

首先,将电子传输材料以3mM的浓度溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,然后在改变扫描速率的情况下获得电子传输材料的根据循环伏安法的电流-电位(C-V)曲线。

接下来,计算电子传输材料的电子供给速率常数k

a1)由C-V曲线的阳极峰,绘制其中x轴为扫描速率(V/秒)并且y轴为阳极峰电位(E

b1)此外,由C-V曲线的阳极峰,绘制其中x轴为ln(v)并且y轴为阳极峰电位(E

c1)通过使用如上获得的斜率和y截距,计算满足以下方程式2-1的电子供给速率常数k

[数学方程式2-1]

在数学方程式2-1中,

E

在步骤b1)中获得的y截距对应于

接下来,计算电子传输材料的电子接受速率常数k

a2)由C-V曲线的阴极峰,绘制其中x轴为扫描速率(V/秒)并且y轴为阴极峰电位(E

b2)此外,由C-V曲线的阴极峰,绘制其中x轴为ln(v)并且y轴为阴极峰电位(E

c2)通过使用如上获得的斜率和y截距,计算满足以下方程式2-2的电子接受速率常数k

[数学方程式2-2]

E

在步骤b2)中获得的y截距对应于

将获得的电子传输材料的电子供给速率常数k

同时,根据一个实施方案的有机发光器件的电子传输层包含金属配合物化合物和如通过上述方法计算的异质电子传递速率常数(K)为1.2至1.65的电子传输材料。在这方面,当电子传输材料的异质电子传递速率常数(K)小于1.2时,电子传输材料与金属配合物化合物之间的电荷传递不容易,因此电子从阴极传递至发光层是困难的。因此,存在可能增加有机发光器件的驱动电压并且可能降低其效率的问题。此外,当电子传输材料的异质电子传递速率常数(K)大于1.65时,过量的电子传递至发光层,因此可能干扰发光层中的电子-空穴平衡。这引起有机发光器件的寿命降低的问题。

相反,当有机发光器件包含具有在上述范围内的异质电子传递速率常数(K)值的电子传输材料时,可以有效控制从阴极传递至发光层的电子的数量,因此,发光效率与寿命之间的平衡可以变得优异。

优选地,异质电子传递速率常数(K)为1.2至1.65的电子传输材料为由以下化学式1表示的化合物:

[化学式1]

在化学式1中,

X

L

Ar

A为衍生自由以下化学式2-1至2-3中的任一者表示的化合物的一价取代基,

在化学式2-1至2-3中,

Y

L为C

R

优选地,X

优选地,L

优选地,Ar

优选地,A为选自以下化合物中的任一者:

在以上中,

L为单键或亚萘基,以及

R

由化学式1表示的电子传输材料的代表性实例如下:

由化学式1表示的化合物的实例可以通过如以下反应方案1中的制备方法来制备:

[反应方案1]

在反应方案1中,X为卤素,优选为溴或氯,并且其他取代基的描述与化学式1中限定的相同。具体地,反应为Suzuki偶联反应,并且优选在钯催化剂的存在下进行。用于Suzuki偶联反应的反应器可以如本领域已知的进行改进。可以在以下的制备例中更详细地说明制备方法。

同时,电子传输层除电子传输材料之外还包含金属配合物化合物,其中金属配合物化合物是指选自周期表中的碱金属、碱土金属、过渡金属和第13族的金属的金属的配合物。

优选地,金属配合物化合物可以由以下化学式3表示,其中M表示中心金属,L

[化学式3]

M(L

在化学式3中,

M为锂、铍、锰、铜、锌、铝或镓,

L

L

n1为1、2或3,

n2为0或1,并且

n1+n2为1、2或3,

其中当n1为2或更大时,2个或更多个L

更优选地,L

L

或者,L

L

最优选地,金属配合物化合物为选自以下中的任一者:8-羟基喹啉锂(LiQ)、双(8-羟基喹啉)锌、双(8-羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、和双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓。

这些金属配合物化合物可以通过本领域已知的普通方法来制备。

此外,电子传输层优选包含重量比为70:30至30:70的电子传输材料和金属配合物化合物。当满足上述范围时,电子传输材料与金属配合物化合物之间的电荷传递容易地发生,并且同时,由电子传输材料的异质电子传递速率常数预测的电子迁移率可以表现出高可靠性。

空穴阻挡层

根据一个实施方案的有机发光器件还可以包括设置在发光层与电子传输层之间的空穴阻挡层。优选地,空穴阻挡层被设置成与发光层接触。空穴阻挡层是指这样的层:其将激子形成区域限制在发光层以增加电子/空穴复合的可能性,从而提高有机发光器件的效率。

因此,空穴阻挡层中包含的空穴阻挡材料需要防止过量的空穴传递并且需要将电子从电子传输层有效地传递至发光层。在本公开内容中,为了检查空穴阻挡材料的空穴阻挡特性,使用上述参数—电子供给速率常数k

优选地,空穴阻挡层仅包含具有在特定范围内的电子供给速率常数k

为了检查电子传输层中包含的电子传输材料的电子传输特性,应当考虑电子传输材料与金属配合物化合物之间的电荷传递以考虑电子供给速率常数k

优选地,空穴阻挡材料的k

换言之,k

优选地,k

[化学式4]

在化学式4中,

X

L

Ar

A'为衍生自由以下化学式5-1表示的化合物的一价取代基,

[化学式5-1]

在化学式5-1中,

Y

R

优选地,X

优选地,L

优选地,Ar

优选地,A'为选自以下化合物中的任一者:

在以上中,

R

由化学式4表示的空穴阻挡材料的代表性实例如下:

优选地,电子传输材料和空穴阻挡材料可以彼此相同。

由化学式4表示的化合物可以通过例如如以下反应方案2的制备方法来制备:

[反应方案2]

在反应方案2中,X为卤素,优选为溴或氯,以及其他取代基的描述与化学式4中限定的相同。具体地,所述反应为Suzuki偶联反应,并且优选在钯催化剂的存在下进行。用于Suzuki偶联反应的反应器可以如本领域已知的进行改进。可以在以下的制备例中更详细地说明制备方法。

同时,除了上述电子传输层和空穴阻挡层之外,有机发光器件的配置没有特别限制,只要其可以用于有机发光器件中即可。其实例可以包括以下配置。

阳极和阴极

作为阳极材料,通常优选使用具有大功函数的材料,使得空穴可以容易地注入到有机材料层中。阳极材料的具体实例包括金属,例如钒、铬、铜、锌和金,或其合金;金属氧化物,例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO);金属和氧化物的组合,例如ZnO:Al或SnO

作为阴极材料,通常优选使用具有小功函数的材料,使得电子可以容易地注入到有机材料层中。阴极材料的具体实例包括:金属,例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅,或其合金;多层结构材料,例如LiF/Al或LiO

空穴注入层

根据一个实施方案的有机发光器件还可以包括在阳极上的注入来自电极的空穴的空穴注入层。

空穴注入层由空穴注入材料构成,并且空穴注入材料优选为这样的化合物:其具有传输空穴的能力、阳极中的空穴注入效应和对发光层或发光材料的优异的空穴注入效应,防止发光层中产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料,并且具有优异的薄膜形成能力。优选的是,空穴注入材料的最高占据分子轨道(HOMO)在阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。

空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、基于芳基胺的有机材料、基于六腈六氮杂苯并菲的有机材料、基于喹吖啶酮的有机材料、基于苝的有机材料、蒽醌、基于聚苯胺和基于聚噻吩的导电聚合物等,但不限于此。

空穴传输层

根据一个实施方案的有机发光器件可以包括设置在阳极或空穴注入层上并且接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的空穴传输层。

空穴传输层由空穴传输材料构成,并且空穴传输材料合适地为可以接收来自阳极或空穴注入层的空穴以将空穴传递至发光层的具有大的空穴迁移率的材料。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、其中同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等,但不限于此。

电子阻挡层

根据一个实施方案的有机发光器件还可以包括在空穴传输层与发光层之间的电子阻挡层。优选地,电子阻挡层被设置成与发光层接触,并防止过量的电子传递以增加空穴-电子复合的可能性,从而提高有机发光器件的效率。电子阻挡层包含电子阻挡材料。电子阻挡材料可以包括基于芳基胺的有机材料,但不限于此。

发光层

发光层是通过使各自从空穴传输层和电子传输层传输的空穴和电子结合而发出可见光区域内的光的层。发光层优选包含对荧光或磷光具有高量子效率的材料。具体地,发光层可以包含主体材料和掺杂剂材料。

主体材料可以包括稠合芳族环衍生物、含杂环的化合物等。具体地,稠合芳族环衍生物包括蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等,含杂环的化合物包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯子型呋喃化合物、嘧啶衍生物等,但不限于此。

掺杂剂材料包括芳族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体地,芳族胺衍生物为具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳族环衍生物并且包括具有芳基氨基的芘、蒽、

电子注入层

根据本发明的有机发光器件还可以包括在电子传输层与阴极之间的电子注入层。电子注入层是注入来自电极的电子的层。优选这样的化合物:其具有传输电子的能力、来自阴极的电子注入效应和对发光层或发光材料的优异的电子注入效应,防止发光层中产生的激子移动至空穴注入层并且具有优异的薄膜形成能力。

可以用于电子注入层的材料的具体实例包括LiF、NaCl、CsF、Li

有机发光器件

图1示出了根据本公开内容的有机发光器件的结构。图1示出了包括基底1、阳极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极6的有机发光器件的一个实例。在这样的结构中,由化学式1表示的电子传输材料和由化学式3表示的金属配合物化合物可以包含在电子传输层5中。

图2示出了包括基底1、阳极2、空穴注入层7、空穴传输层3、电子阻挡层8、发光层4、空穴阻挡层9、电子传输层5、电子注入层10和阴极6的有机发光器件的一个实例。在这样的结构中,由化学式1表示的电子传输材料和由化学式3表示的金属配合物化合物可以包含在电子传输层5中,以及由化学式4表示的空穴阻挡材料可以包含在空穴阻挡层9中。

根据本公开内容的有机发光器件可以通过顺序地堆叠上述组件来制造。在这种情况下,有机发光器件可以通过以下来制造:通过使用物理气相沉积(PVD)法例如溅射或电子束蒸镀在基底上沉积金属或具有导电性的金属氧化物或其合金以形成阳极,在阳极上形成上述各层,然后在其上沉积可以用作阴极的材料。除了上述方法之外,有机发光器件还可以通过在基底上顺序地沉积阴极材料、有机材料层和阳极材料来制造。此外,发光层可以通过使主体和掺杂剂经受真空沉积法和溶液涂覆法来形成。在此,溶液涂覆法意指旋涂、浸涂、刮涂、喷墨印刷、丝网印刷、喷洒法、辊涂等,但不限于此。

除了这样的方法之外,有机发光器件还可以通过在基底上顺序地沉积阴极材料、有机材料层和阳极材料来制造(WO 2003/012890)。然而,制造方法不限于此。

同时,根据所使用的材料,根据本公开内容的有机发光器件可以为前侧发射型、后侧发射型或双侧发射型。

将在以下实施例中详细描述有机发光器件的制造。然而,以下实施例仅为了举例说明目的而提出,并且本发明的范围不限于此。

实验例1:电子传输材料的异质电子传递速率常数(K)的测量

以下化合物ETM 1的异质电子传递速率常数(K)通过以下方法获得。

1)C-V曲线的绘制

将化合物ETM 1以3mM的浓度溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,然后在以0.01、0.05、0.1、0.3和0.5改变扫描速率(V/秒)的情况下,绘制根据循环伏安法的电流-电位(C-V)曲线。该曲线在图3中示出。在图3的C-V曲线中,向上的峰为阳极峰,向下的峰为阴极峰。

2)电子供给速率常数k

a1)由步骤1)中获得的C-V曲线的阳极峰,对于0.01、0.05、0.1、0.3和0.5的各扫描速率(V/秒)获得阳极峰电位(E

[表1]

b1)通过使用步骤a1)中获得的根据各扫描速率的阳极峰电位(E

c1)通过使用步骤a1)中获得的表观电位(E

3)电子接受速率常数k

a2)由步骤1)中获得的C-V曲线的阴极峰,对于0.01、0.05、0.1、0.3和0.5的各扫描速率(V/秒)获得阴极峰电位(E

[表2]

b2)通过使用步骤a2)中获得的根据各扫描速率的阴极峰电位(E

c2)通过使用步骤a2)中获得的表观电位(E

4)异质电子传递速率常数(K)的计算

使用步骤2)中获得的k

以与化合物ETM 1相同的方式,对以下ETM 2至ETM 9以及比较化合物X1和X2中的每一者计算异质电子传递速率常数(K),结果在表3中示出。

[表3]

实验例2:空穴阻挡材料的电子供给速率常数k

在化合物HBM 1至HBM 8以及比较化合物Y1和Y2中,以与实验例1的化合物ETM 1相同的方式对未在实验例1中获得电子供给速率常数k

[表4]

<有机发光器件的制造>

比较例1-1

作为阳极,将其上沉积有

在所准备的阳极上以97∶3的重量比真空沉积化合物HTL1和P1以形成厚度为

接下来,在电子阻挡层上以97∶3的重量比真空沉积主体BH和掺杂剂BD以形成厚度为

然后,在发光层上以

在以上过程中,将有机材料的沉积速率保持在

比较例1-2和实施例1-1至1-9

以与比较例1-1中相同的方式制造各有机发光器件,不同之处在于使用下表5中描述的各材料作为电子传输材料。

实施例和比较例中使用的化合物与以下相同:

实验例3:根据电子传输材料的K值的器件的表征

当将电流施加至实施例和比较例中制造的有机发光器件时,使用可从PhotoResearch获得的PR-655IVL测量电流效率和寿命(T95),并且结果在下表5中示出。此时,寿命(T95)意指直到亮度达到初始亮度的95%所花费的时间。

此外,为了评估根据电子传输材料的K值的有机发光器件的电流效率与寿命之间的平衡,通过考虑效率和寿命值的范围如以下方程式1中来计算评估标准(α),结果在下表5中示出。

[方程式1]

评估标准(α)=电流效率+(寿命)/100

[表5]

参照表5,发现各自采用异质电子传递速率常数(K)值在1.2至1.65的范围内的电子传输材料的根据实施例的有机发光器件与各自采用异质电子传递速率常数(K)值在以上范围之外的电子传输材料的根据比较例的器件不同,具有9或更大的评估标准值,表明电流效率与寿命之间的优异平衡。

比较例2-1

作为阳极,将其上沉积有

在所准备的阳极上以97:3的重量比真空沉积化合物HTL1和P1以形成厚度为

接下来,在电子阻挡层上以97:3的重量比真空沉积主体BH和掺杂剂BD以形成厚度为

然后,在发光层上以

在以上过程中,将有机材料的沉积速率保持在

比较例2-2和实施例2-1至2-8

以与比较例2-1中相同的方式制造各有机发光器件,不同之处在于使用下表6中描述的各材料作为空穴阻挡材料。

实施例和比较例中使用的化合物与以上描述的相同。

实验例4:根据空穴阻挡材料的k

当将电流施加至实施例和比较例中制造的有机发光器件时,使用可从PhotoResearch获得的PR-655IVL测量电流效率和寿命(T95),结果在下表6中示出。此时,寿命(T95)意指直至亮度达到初始亮度的95%所花费的时间。

此外,为了评估根据空穴阻挡材料的K值的有机发光器件的电流效率与寿命之间的平衡,通过考虑效率和寿命值的范围如方程式1中来计算评估标准(α),并且结果在下表6中示出。

[表6]

参照表6,发现各自采用电子供给速率常数k

[附图标记]

1:基底 2:阳极

3:空穴传输层 4:发光层

5:电子传输层 6:阴极

7:空穴注入层 8:电子阻挡层

9:空穴阻挡层 10:电子注入层。

相关技术
  • 非对称结构的有机电致发光器件用芳胺衍生物、其制备方法、含该芳胺衍生物的有机电致发光器件用薄膜材料以及利用该薄膜材料的有机电致发光器件
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技术分类

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