有机光电装置和显示装置

相关申请的引证

本申请要求2019年11月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2019-0149623的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明公开了一种有机光电装置和显示装置。

背景技术

有机光电装置是将电能转换为光能的装置，反之亦然。

有机光电装置可根据其驱动原理分类如下。一种是光电装置，其中由光能产生的激子被分离成电子和空穴，电子和空穴分别被传输到不同的电极并产生电能，另一种是通过向电极提供电压或电流从电能产生光能的发光装置。

有机光电装置的实例包括有机光电装置、有机发光二极管、有机太阳能电池和有机光导鼓。

其中，由于对平板显示器的需求增加，最近有机发光二极管(OLED)引起了关注。有机发光二极管通过向有机发光材料施加电流将电能转换为光，并且有机发光二极管的性能可能受到设置在电极之间的有机材料的影响。

发明内容

一个实施方案提供了具有高效率和长寿命的有机光电装置。

又一个实施方案提供了一种包括有机光电装置的显示装置。

根据一个实施方案，有机光电装置包括彼此面对的阳极和阴极、在阳极和阴极之间的发光层、在阳极和发光层之间的空穴传输层和在发光层和空穴传输层之间的空穴传输辅助层，其中发光层包括包含由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物的组合物，并且空穴传输辅助层包括由化学式3表示的第三化合物。

[化学式1]

在化学式1中，

L

Ar

R

R

Ar

[化学式A]

其中，在化学式A中，

Z

Z

其中L

R

R

*是具有L

[化学式2]

其中，在化学式2中，

Ar

L

R

n为0至2的整数；

[化学式3]

其中，在化学式3中，

L

R

Ar

根据另一个实施方案，提供了一种包括有机光电装置的显示装置。

可以实现具有高效率和长寿命的有机光电装置。

附图说明

图1是根据一个实施方案的有机光电装置的示意性截面图。

具体实施方式

在下文，详细描述本发明的实施方案。然而，这些实施例是示例性的，本发明不限于此，并且本发明由权利要求的范围限定。

在本说明书中，当未另外提供定义时，“取代的”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、卤素、羟基、氨基、取代的或未取代的C1至C30胺基、硝基、取代的或未取代的C1至C40甲硅烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C1至C20烷氧基、C1至C10三氟烷基、氰基或它们的组合替代。

在本发明的一个实例中，“取代的”是指取代基或化合物中的至少一个氢被氘、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基或C2至C30杂芳基替代。此外，在本发明的具体实例中，“取代的”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、C1至C20烷基、C6至C30芳基或C2至C30杂芳基替代。此外，在本发明的具体实例中，“取代的”是指取代基或化合物的至少一个氢被氘、C1至C5烷基、C6至C18芳基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基替代。此外，在本发明的具体实例中，“取代的”是指取代基或化合物中的至少一个氢被氘、C1至C5烷基、C6至C18芳基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基替代。此外，在本发明的具体实例中，“取代的”是指取代基或化合物中的至少一个氢被氘、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、三苯基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基替代。

在本说明书中，当未另外提供定义时，“杂”是指一个官能团中包含一至三个选自N、O、S、P和Si的杂原子且剩余是碳的基团。

在本说明书中，“芳基”是指包含至少一个烃芳族部分的基团，并且可包括其中烃芳族部分的所有元素具有形成共轭的p-轨道的基团，例如苯基、萘基等，其中两个或多个烃芳族部分可以通过σ键连接的基团，例如联苯基、三联苯基、四苯基等，和其中两个或多个烃芳族部分直接或间接稠合以提供非芳族稠合环的基团，例如芴基。

芳基可包括单环、多环或稠环多环(即，共享相邻碳原子对的环)官能团。

在本说明书中，“杂环基”是杂芳基的一般概念，并且可包括至少一个选自N、O、S、P和Si中的杂原子而不是环状化合物中的碳(C)，例如芳基、环烷基、其稠环或它们的组合。当杂环基是稠环时，杂环基的整个环或每个环可以包括一个或多个杂原子。

例如，“杂芳基”可以是指包括至少一个选自N、O、S、P和Si的杂原子的芳基。两个或多个杂芳基通过σ键直接连接，或者当杂芳基包括两个或多个环时，两个或多个环可以稠合。当杂芳基为稠合环时，每个环可包含1至3个杂原子。

更具体地，取代的或未取代的C6-C30芳基可以是取代的或未取代的苯基、取代的或未取代的萘基、取代的或未取代的蒽基、取代的或未取代的菲基、取代的或未取代的并四苯基、取代的或未取代的芘基、取代的或未取代的联苯基、取代的或未取代的对三联苯基、取代的或未取代的间三联苯基、取代的或未取代的邻三联苯基、取代的或未取代的

更具体地，取代的或未取代的C2至C30的杂环基可以是取代的或未取代的呋喃基、取代的或未取代的噻吩基、取代的或未取代的吡咯基、取代的或未取代的吡唑基、取代的或未取代的咪唑基、取代的或未取代的三唑基、取代的或未取代的噁唑基、取代的或未取代的噻唑基、取代的或未取代的噁二唑基、取代的或未取代的噻二唑基、取代的或未取代的吡啶基、取代的或未取代的嘧啶基、取代的或未取代的吡嗪基、取代的或未取代的三嗪基、取代的或未取代的苯并呋喃基、取代的或未取代的苯并噻吩基、取代的或未取代的苯并咪唑基、取代的或未取代的吲哚基、取代的或未取代的喹啉基、取代的或未取代的异喹啉基、取代的或未取代的喹唑啉基、取代的或未取代的喹喔啉基、取代的或未取代的萘啶基、取代的或未取代的苯并噁嗪基、取代的或未取代的苯并噻嗪基、取代的或未取代的吖啶基基团，取代的或未取代的吩嗪基、取代的或未取代的吩噻嗪基、取代的或未取代的吩噁嗪基、取代的或未取代的二苯并呋喃基、或取代的或未取代的二苯并噻吩基、或它们的组合，但不限于此。

在本说明书中，空穴特性是指当施加电场时提供电子以形成空穴的能力，并且在阳极中形成的空穴可以容易地注入到发光层中并且由于根据最高占据分子轨道(HOMO)水平的导电特性在发光层中传输。

另外，电子特性是指根据最低未占用分子轨道(LUMO)水平，在施加电场时能够接受电子的能力，并且在阴极中形成的电子由于导电特性而容易注入到发光层中并在发光层中传输。

在下文中，描述了根据一个实施方案的有机光电装置。

有机光电装置可以是将电能转换成光能且反之亦然的任何装置，而没有特别限制，并且可以是例如有机光电装置、有机发光二极管、有机太阳能电池和有机光导鼓等。

在本文，描述了作为有机光电装置的一个实例的有机发光二极管，但是本发明不限于此，并且可以相同的方式应用于其他有机光电装置。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“之上”时，它可以直接在另一元件上，或者还可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件之上”时，不存在中间元件。

图1是根据一个实施方案的有机光电装置的示意性截面图。

参考图1，根据一个实施方案的有机发光二极管300包括彼此面对的阳极110和阴极120以及设置在阳极110和阴极120之间的有机层105，其中有机层105包括发光层130、空穴传输辅助层142和空穴传输层141。

阳极110可由具有大功函数的导体制成以帮助空穴注入，并且可以是例如金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阳极110可以是例如诸如镍、铂、钒、铬、铜、锌、金等的金属或其合金；诸如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等的金属氧化物；金属和氧化物的组合如ZnO和Al或SnO

阴极120可由具有小功函数的导体制成以帮助电子注入，并且可以是例如金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阴极120可以是例如，金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝银、锡、铅、铯、钡等或其合金；多层结构材料如LiF/Al、LiO

发光层130设置在阳极110和阴极120之间，并且包括多个主体和至少一种类型的掺杂剂。

发光层130可以包括具有相对强的电子性能的第一化合物和具有相对强的空穴性能的第二化合物作为主体，并且该主体可以是包括第一化合物和第二化合物的组合物。.

空穴传输辅助层142可以设置在发光层130和稍后将描述的空穴传输层141之间，并且可以与发光层130接触，从而精确地控制空穴在发光层130和空穴传输层141之间的界面处的迁移率。空穴传输辅助层142可以包括第三化合物，并且可以包括多个层。

第一化合物是具有相对强的电子性能的化合物，并且可以由化学式1表示。

[化学式1]

在化学式1中，

L

Ar

R

R

Ar

[化学式A]

其中，在化学式A中，

Z

Z

其中L

R

R

第二化合物可以是具有相对强的空穴性能的化合物，并且可以由化学式2表示。

[化学式2]

在化学式2中，

Ar

L

R

n为0至2的整数之一。

第三化合物是包括在空穴传输辅助层142中以精确控制空穴在发光层130和空穴传输层141之间的界面处的迁移率的化合物，并且可以由化学式3表示。

[化学式3]

在化学式3中，

L

R

Ar

第一化合物是具有在施加电场时可以同时接收空穴和电子的特性的化合物，即双极性特性，且具体地，由于咔唑核被含氮的环取代，例如嘧啶、三嗪等，具有相对于分子量提高玻璃化转变温度的效果，从而可以确保耐热性。另外，通过将其与联咔唑化合物组合作为第二主体，可以平衡装置中的空穴和电子作为具有快速且稳定的电子传输特性的第一主体材料和具有快速且稳定的空穴传输特性的第二主体材料。.

另外，通过将诸如第三化合物的化合物施加到空穴传输辅助层上，可以防止空穴或电子在空穴传输层与发光层之间的界面处积聚，并且可以增加电荷平衡。因此，可以大大提高有机光电装置的驱动电压和寿命特性。

例如，在化学式1中，L

例如，L

例如，L

例如，Ar

例如，Ar

例如，R

例如，R

例如，取决于由化学式A表示的基团的键合位置，第一化合物可以例如，由化学式1A至化学式1L之一表示。

在化学式1A至化学式1L中，L

R

Z

Z

例如，L

例如，L

例如，L

例如，R

例如，R

例如，R

R

例如，在由化学式A表示的基团中，Z

例如，由化学式A表示的基团可以是取代的或未取代的嘧啶基或取代的或未取代的三嗪基。

例如，Z

例如，Z

例如，在由化学式A表示的基团中，Z

在这种情况下，由化学式A表示的基团可以是取代的或未取代的喹啉基、取代的或未取代的异喹啉基、取代的或未取代的喹喔啉基、取代的或未取代的喹唑啉基或取代的或未取代的萘啶基。

例如，Z

例如，Z

例如，Z

例如，化学式A可由化学式A-1至A-7之一表示，但不限于此。

在化学式A-1至化学式A-7中，

L

R

对于具体实例，由化学式A表示的基团可以是取代的或未取代的嘧啶基、取代的或未取代的三嗪基、取代的或未取代的喹喔啉基、取代的或未取代的喹唑啉基或取代的或未取代的萘啶基。

作为更具体的实例，化学式A可以由第I组的基团之一表示。

[第I组]

例如，根据由化学式A表示的基团的特定键合位置，化学式1A可由化学式1A-1至化学式1A-4之一表示。

在化学式1A-1至化学式1A-4中，L

例如，化学式1A可由化学式1A-2或化学式1A-4表示。

例如，根据由化学式A表示的基团的特定键合位置，化学式1C可由化学式1C-1至化学式1C-4之一表示。

在化学式1C-1至化学式1C-4中，L

例如，化学式1C可由化学式1C-2或化学式1C-4表示。

第一化合物可以是例如，选自第1组的化合物的一个，但不限于此。

[第1组]

通过将第二化合物与第一化合物一起包括，可以增加空穴和电子之间的平衡，因此可以极大地改善包括该化合物的装置的驱动或寿命特性。

例如，化学式2可由化学式2-1表示。

[化学式2-1]

在化学式2-1中，Ar

在一个实施方案中，第二化合物可以由化学式2-1表示，化学式2-1的R

[第II组]

在第II组中，*是连接点。

例如，Ar

另外，L

另外，R

第二化合物可以是例如，选自下面第2组的化合物的一个，但不限于此。

[第2组]

第一化合物和第二化合物可例如以1:99至99:1的重量比包括在内。在上述范围内，可以通过使用第一化合物的电子传输能力和第二化合物的空穴传输能力匹配合适的重量比来实现双极性性质，以提高效率和寿命。在该范围内，例如，它们可以约10:90至90:10、约20:80至80:20、约20:80至70:30、约20:80至60:40的重量比包括在内。例如，它们可以30:70至50:50的重量比，例如30:70包括在内。

除上述主体之外，发光层还可包含一种或多种化合物。

发光层可以进一步包括掺杂剂。掺杂剂可以是例如，磷光掺杂剂，例如红色、绿色或蓝色磷光掺杂剂，例如红色或绿色磷光掺杂剂。

掺杂剂是以少量与上述主体混合以引起发光的材料，并且通常是诸如金属络合物的材料，其通过多次激发为三重态或多重态而发光。掺杂剂可以是例如无机、有机或有机/无机化合物，并且可以使用其一种或多种类型。

掺杂剂的实例可以是磷光掺杂剂，且磷光掺杂剂的实例可以是包括Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或它们的组合的有机金属化合物。磷光掺杂剂可以是例如，由化学式Z表示的化合物，但不限于此。

[化学式Z]

L

在化学式Z中，M是金属，且L

M可以是例如，Ir、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd或它们的组合，并且L

空穴传输辅助层142可以包括第三化合物。

第三化合物可以是具有高HOMO能级的化合物并且可以具有良好的空穴注入特性。因此，第三化合物被施加到空穴传输辅助层142，以有效地提高发光层130和空穴传输层141之间的界面处的空穴迁移率，从而有效降低有机光电装置的驱动电压。

例如，化学式3的Ar

例如，第三化合物可以由化学式3-1表示。

[化学式3-1]

在化学式3-1中，L

X为O、S或CR

R

作为更具体的实例，化学式3-1的L

Ar

Ar

R

第三化合物可以是例如，选自第3组的化合物的一个，但不限于此。

[第3组]

在一个具体的实施方案中，第一化合物可由化学式1B表示，第二化合物可由化学式2-1表示，并且第三化合物可由化学式3-1表示。

在这种情况下，在化学式1B中，

Z

Z

L

L

R

R

在这种情况下，在化学式2-1中，

*-L

R

在这种情况下，在化学式3-1中，

L

Ar

Ar

R

空穴传输层141可设置在阳极110与发光层130之间，并且可以促进从阳极110到发光层130的空穴传输。例如，空穴传输层141可包括具有在构成阳极110的导体的功函数和构成发光层130的材料的HOMO能级之间的HOMO能级的材料。

空穴传输层141可以包括例如，胺衍生物。

空穴传输层141可以包括例如，由化学式4表示的化合物，但不限于此。

[化学式4]

在化学式4中，

R

R

R

R

R

L

例如，R

例如，R

例如，由化学式4表示的化合物可以是例如，第4组的化合物之一，但不限于此。

[第4组]

除了上述发光层130、空穴传输辅助层142和空穴传输层141之外，有机层105还可包括空穴注入层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层和/或空穴阻挡层(未示出)。

有机发光二极管300可以通过在基板上形成阳极和阴极，使用诸如蒸发、溅射、等离子体电镀和离子电镀的干涂覆方法或溶液方法形成有机层，并在其上形成阴极或阳极来制造。

上述有机光电装置可以应用于显示装置。例如，有机发光二极管可以应用于有机发光二极管(OLED)显示器。

在下文中，将参考实施例更详细地示出实施方案。.然而，这些实施例是示例性的，并且本范围不限于此。

(第一化合物的合成)

[反应方案1]

化合物A-27通过参考KR10-1947747B1中已知的方法合成。

[反应方案2]

化合物A-13通过参考KR10-2019-0090204A中已知的方法合成。

(第二化合物的合成)

化合物C-74通过参考KR10-1773363B1中已知的方法合成。

LC质量M

(第三化合物的合成)

[反应方案3]

化合物D-53通过参照KR10-2019-0038303A中已知的方法合成。

[反应方案4]

化合物D-55通过参考KR10-2019-0038303A中已知的方法合成。

(比较化合物的合成)

化合物R-1通过参考KR10-2019-0038303A中已知的方法合成。

[反应方案5]

将7.6g(23.6mmol)的双(4-联苯基-基)胺、9.4g(23.6mmol)的中间体M-2和3.4g(35.4mmol)的叔丁醇钠放入圆底烧瓶中，通过加入240ml的甲苯溶解。在此，依次加入0.14g(0.24mmol)的Pd(dba)

(有机发光二极管的制造)

实施例1

用蒸馏水洗涤涂有厚度为

有机发光二极管的结构具有六层有机薄膜层，特别是ITO/A

实施例2、比较实施例1和比较实施例2

如表1和表2所示，通过将每种化合物施加到空穴传输辅助层和发光层上，以与实施例1相同的方式制造有机发光二极管.

评估根据实施例1和2以及比较实施例1和2的有机发光二极管的驱动电压和寿命特性。具体测量方法如下，且结果如表1和2所示。

(1)寿命测量

测量根据实施例1和2以及比较实施例1和比较实施例2的有机发光二极管作为时间的函数的T90寿命，当以24,000cd/m

(2)驱动电压的测定

通过使用电流-电压表(Keithley 2400)测量有机发光二极管在15mA/cm

(3)T90寿命比(％)的计算

在表1中，将其参照比较实施例1的T90寿命进行评估。

(4)驱动电压比(％)的计算

在表2中，将其参照比较实施例2的驱动电压值进行评估。

[表1]

[表2]

参照表1和表2，与用于比较实施例的有机光电装置的化合物的那些相比，用于根据本发明的有机光电装置的化合物的驱动电压劣化，并且用于根据本发明的有机光电装置的化合物的寿命特性改善。

虽然已经结合目前被认为是实际示例性实施方案的内容描述了本发明，但应该理解，本发明不限于所公开的实施方案，但相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

<符号说明>

100、300：有机发光二极管

110：阳极

120：阴极

130：发光层

141：空穴传输层(HTL)

142：空穴传输辅助层

105：有机层。