CN112151682B - 包含空穴阻挡层和电子传输层的有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种包含空穴阻挡层和电子传输层的有机电致发光器件。所述器件包含阳极,阴极,以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二,所述有机层一和有机层二均包含特定结构的化合物。通过选择包含特定结构材料的空穴阻挡层和电子传输层的特别组合,有效调控了发光层中载流子的浓度使之达到期望的平衡,与现有技术相比,明显提高有机电致发光器件的综合性能。还公开了一种显示组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电子器件。更特别地,涉及包含空穴阻挡层和电子传输层的有机电致发光器件。
背景技术
有机电子器件包括但是不限于下列种类:有机发光器件(OLEDs),有机场效应晶体管(O-FETs),有机发光晶体管(OLETs),有机光伏器件(OPVs),染料-敏化太阳能电池(DSSCs),有机光学检测器,有机光感受器,有机场效应器件(OFQDs),发光电化学电池(LECs),有机激光二极管和有机电浆发光器件。
有机发光器件具有宽广角、高对比度和更快的响应时间等优点。伊斯曼柯达公司的Tang和Van Slyke于1987年报道了一种有机发光器件,芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(Applied Physics Letters,1987,51(12):913-915)。一旦加偏压于器件,绿光从器件中发射出来。这个发明为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。由于OLEDs是一种自发光固态器件,它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔韧性,可以使它们非常适合于特殊应用,例如在柔性基底制作上。
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。有机电致发光器件的有机层可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、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、发光材料、电子缓冲材料、空穴阻挡材料、电子传输材料、空穴阻挡材料等。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。空穴和电子相遇形成激子,激子复合发光。
空穴阻挡层和电子传输层是影响有机电致发光器件性能的重要功能层,其材料的选择和搭配严重影响着有机电致发光器件的驱动电压、效率和寿命。商业上期望获得低驱动电压、高效率、长使用寿命等特性的有机电致发光器件,开发新型的空穴阻挡层和电子传输层材料非常重要,而选择合适的空穴阻挡层和电子传输层的搭配组合对于实现上述目的也十分重要。
美国专利申请US20190067591A1公开了可以作为空穴阻挡材料的一系列以三嗪等氮杂环结构为基本骨架的化合物,此申请发明人注意到了这些空穴阻挡材料与特定的同样具有三嗪等氮杂环为基本骨架的电子传输材料的匹配,但是并未研究这类化合物作为空穴阻挡材料与其他特定结构类型尤其是含硅杂环的电子传输材料的配合。
中国专利申请CN 109671851 A公开了可以作为空穴阻挡材料的一系列咔唑类化合物,但是该申请仅研究了这类化合物与三种常见电子传输材料的联合使用,并未研究所述咔唑类化合物作为空穴阻挡材料与特定结构的电子传输材料的配合。
美国专利US9960363B2公开了可以作为空穴阻挡材料的化合物,其基本骨架以芴部分与六元氮杂芳环直接或通过连接基团结合而形成,但该申请并未关注这类化合物作为空穴阻挡材料与特定结构的电子传输材料的配合。
中国专利申请CN201811235650.9是本申请人之前的专利申请,其全部内容通过引用并入本文中。虽然该申请公开了可作为电子传输层材料的一系列含硅化合物,但是该申请并未关注作为电子传输层材料的该含硅化合物与特定结构的空穴阻挡层材料的配合。
中国专利申请CN201910149767.3是本申请人之前的专利申请,其全部内容通过引用并入本文中。虽然该申请公开了可作为空穴阻挡层材料的一系列有机化合物,但是该申请并未关注作为空穴阻挡层材料的有机化合物与特定结构的电子传输层材料的配合。
本发明人通过深入研究,发现使用含有式1结构的化合物作为空穴阻挡层材料,与使用含有式2结构的化合物作为电子传输层材料,二者配合共同应用于有机电致发光器件中,可以明显改善有机电致发光器件的综合性能。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种有机电致发光器件,包含:阳极,阴极,以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二;
其中,所述有机层一包含式1所示结构的化合物:
式1中,
其中X独立地选自NR’,CR”R”’,O,S或Se;
其中R’,R”和R”’各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
当X是CR”R”’时,R”和R”’能任选地连接形成环;
其中Xa1至Xa8各自独立地是CR1或N;其中Xa1-Xa8中至少一个是CR1,并且R1是由式1A表示的结构:
式1A中,*表示该CR1结构中所述R1与C连接的位置;
其中L’为单键,或者为取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中Ar1和Ar2各自独立地选自由以下组成的组:取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,及其组合;
其中Xa1至Xa8中存在的其余R1各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
两个相邻的取代基R1能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含式2所示结构的化合物:
式2中,
其中n是1,2,3或4;当n大于等于2时,各组L和B可以是相同或不同的;
其中L为单键,或者为取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中B为取代或未取代的具有2-60个碳原子的缺电子杂芳基;
其中A是由式2A表示的结构:
式2A中,
其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-50的芳基,或者取代或未取代的环原子数为5-50的杂芳基;
其中环D和环E中的至少一个是稠环体系;
其中R2和R2A各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
R2和R2A能任选地连接形成环。
本发明目的之二在于提供一种显示组件,其包含上述有机电致发光器件。
本发明公开的有机电致发光器件中,组合使用了含有式2结构的有机化合物作为电子传输层以及含有式1结构的有机化合物作为空穴阻挡层。通过选择包含特定结构材料的空穴阻挡层和电子传输层的特别组合,有效调控了发光层中载流子的浓度使之达到期望的平衡,与现有技术相比,明显提高有机电致发光器件的综合性能,尤其在商业应用领域更具有优势。
附图说明
图1是现有的一种有机发光器件示意图。
图2是现有的一种串联有机发光器件示意图。
图3是现有的另一种串联有机发光器件示意图。
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器件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。器件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。器件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F4-TCNQ的m-MTDATA,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的颁予汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中公开主体材料的实例。经n掺杂的电子输送层的实例是以1:1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例,其包括具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ITO层的复合阴极。以全文引用的方式并入的美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开案第2003/0230980号中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中提供注入层的实例。可以在以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中找到保护层的描述。
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。
在一个实施例中,可以将两个和两个以上的OLED单元串联起来,形成串联的OLED,如图2示意性、非限制性的展示了串联有机发光器件500。器件500可以包括基板101、阳极110、第一单元有机发光器件100、电荷产生层300、第二单元有机发光器件200和阴极290。其中第一单元100包括空穴注入层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,第二单元200包括空穴注入层220、空穴传输层230、电子阻挡层240、发光层250、空穴阻挡层260、电子传输层270和电子注入层280,电荷产生层300包括N型电荷产生层310和P型电荷产生层320。器件500可以通过依序沉积所描述的层来制造。
OLED也可设置封装层,如图3示意性、非限制性的展示了有机发光器件600,其与图2不同的是,在阴极290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。如果逆向系间穿越(IRISC)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***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(ΔES-T)。有机含非金属的供体-受体发光材料可能能够实现这点。这些材料的发射通常表征为供体-受体电荷转移(CT)型发射。这些供体-受体型化合物中HOMO与LUMO的空间分离通常产生小ΔES-T。这些状态可以包括CT状态。通常,供体-受体发光材料通过将电子供体部分(例如氨基或咔唑衍生物)与电子受体部分(例如含N的六元芳香族环)连接而构建。
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–包含直链和支链烷基。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。另外,烷基可以任选被取代。烷基链中的碳可被其它杂原子取代。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,正戊基和新戊基。
环烷基-如本文所用包含环状烷基。优选的环烷基是含有4至10个环碳原子的环烷基,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。另外,环烷基可以任选被取代。环中的碳可被其它杂原子取代。
链烯基-如本文所用,涵盖直链和支链烯烃基团。优选的烯基是含有2至15个碳原子的烯基。链烯基的例子包括乙烯基,烯丙基,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-丁烯基和3-苯基-1-丁烯基。另外,烯基可以是任选取代的。
炔基-如本文所用,涵盖直链和支链炔基。优选的炔基是含有2至15个碳原子的炔基。另外,炔基可以是任选取代的。
芳基或芳族基-如本文所用,涵盖非稠合和稠合体系。优选的芳基是含有6至60个碳原子,更优选6至20个碳原子,更优选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,苣,苝和薁,优选苯基,联苯,三联苯,三亚苯,芴和萘。另外,芳基可以任选被取代。非稠合芳基的例子包括苯基,联苯-2-基,联苯-3-基,联苯-4-基,对三联苯-4-基,对三联苯-3-基,对三苯基-2-基,间三联苯-4-基,间三联苯-3-基,间三联苯-2-基,邻甲苯基,间甲苯基,对甲苯基,对-(2-苯基丙基)苯基,4'-甲基联二苯基,4”-叔丁基-对三联苯-4-基,邻-枯基,间-枯基,对-枯基,2,3-二甲苯基,3,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,均三甲苯基和间四联苯基。
杂环基或杂环-如本文所用,涵盖芳族和非芳族环状基团。异芳基也指杂芳基。优选的非芳族杂环基是含有3至7个环原子的那些,其包括至少一个杂原子如氮,氧和硫。杂环基也可以是具有至少一个选自氮原子,氧原子,硫原子和硒原子的杂原子的芳族杂环基。
杂芳基-如本文所用,涵盖了可以包含1至5个杂原子的非稠合和稠合杂芳族基团。优选的杂芳基是含有3至30个碳原子,更优选3至20个碳原子,更优选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,***,恶唑,噻唑,恶二唑,恶***,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,苯并噻吩并吡啶,噻吩并二吡啶,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-由-O-烷基表示。烷基例子和优选例子与上述相同。具有1至20个碳原子,优选1至6个碳原子的烷氧基的例子包括甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基和己氧基。具有3个以上碳原子的烷氧基可以是直链状,环状或支链状。
芳氧基-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。具有6至40个碳原子的芳氧基的例子包括苯氧基和联苯氧基。
芳烷基-如本文所用,具有芳基取代基的烷基。另外,芳烷基可以任选被取代。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,1-2-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。
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,取代的芳烷基,取代的烷氧基,取代的芳氧基,取代的烯基,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,取代的胺基,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,芳烷基,烷氧基,芳氧基,烯基,芳基,杂芳基,烷硅基,芳基硅烷基,胺基,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7-30个碳原子数的芳烷基,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0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈基,异腈基,硫基,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时,所形成的环可以是单环或多环,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:
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,在与彼此直接键合的碳原子键合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,包含:
阳极,
阴极,
以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二;
其中,所述有机层一包含式1所示结构的化合物:
式1中,
其中X独立地选自NR’,CR”R”’,O,S或Se;
其中R’,R”和R”’各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
当X是CR”R”’时,R”和R”’能任选地连接形成环;
其中Xa1至Xa8各自独立地是CR1或N;
其中Xa1-Xa8中至少一个是CR1并且所述R1是由式1A表示的结构:
式1A中,*表示该CR1结构中所述R1与C连接的位置;
其中L’为单键,或者为取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中Ar1和Ar2各自独立地选自由以下组成的组:取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,及其组合;
其中Xa1-Xa8中存在的其余R1(即不是由式1A表示结构的R1)各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
两个相邻的取代基R1能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含式2所示结构的化合物:
式2中,
其中n是1,2,3或4;当n大于等于2时,各组L和B可以是相同或不同的;
其中L为单键,或者为取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中B为取代或未取代的具有2-60个碳原子的缺电子杂芳基;
其中A是由式2A表示的结构:
式2A中,
其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-50的芳基,或者取代或未取代的环原子数为5-50的杂芳基;
其中环D和环E中的至少一个是稠环体系;
其中R2和R2A各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
R2和R2A能任选地连接形成环;
在该实施例中,式1中的Xa1-Xa8中至少有一个(也可以有多个)是CR1,并且Xa1-Xa8中存在的R1满足至少有一个(也可以是其中一个)是由式1A表示的结构。Xa1-Xa8中存在的其余R1不要求必须具有式1A表示的结构,可以各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的一个实施例,设置在阳极与阴极之间的有机层还包含至少一个发光层。
根据本发明的一个实施例,所述发光层包含至少一种主体材料和至少一种掺杂材料。
根据本发明的一个实施例,所述掺杂材料选自荧光发光材料、磷光发光材料或热激发延时荧光材料。
根据本发明的一个实施例,其中所述器件的发射波长在300nm-1200nm之间。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层一比所述发光层更远离阳极,所述有机层二比所述有机层一更远离阳极。
根据本发明的一个实施例,所述有机层一的厚度在0.1nm-40nm之间,和/或所述有机层二的厚度在0.1nm-50nm之间。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层二还包含至少另一种材料。
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层二还包含至少另一种材料,所述另一种材料是一种金属络合物,且所述金属络合物包含由式Lq表示的配体Lq:
式Lq中,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5和Y6各自独立地选自CRY或N;其中每个RY各自独立地选自氢,氘,烷基,烷氧基,氨基,甲硅烷基,氰基,卤素,芳基和杂芳基;
其中Z是NH,O,S或Se;
根据本发明的一个实施例,其中所述有机层二还包含至少一种金属络合物,所述金属络合物选自8-羟基喹啉-锂,8-羟基喹啉-钠,8-羟基喹啉-钾,二(8-羟基喹啉)-铍,二(8-羟基喹啉)-镁,二(8-羟基喹啉)-钙,三(8-羟基喹啉)-硼,三(8-羟基喹啉)-铝,或三(8-羟基喹啉)-镓。
根据本发明的一个实施例,其中式1中的R’,R”和R”’各自独立地选自取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,或者取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基。
根据本发明的一个实施例,其中式1中的R’,R”和R”’各自独立地选自由以下组成的组:联苯基,三联苯基,萘基,菲基,三亚苯基,芴基,二苯并呋喃基。
根据本发明的一个实施例,所述式1中,所述Xa1-Xa8中存在的其余R1(即不是由式1A表示结构的R1)各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,取代或未取代的碳原子数为6至30的芳基。
根据本发明的一个实施例,所述式1中,所述Xa1-Xa8中存在的其余R1(即不是由式1A表示结构的R1)各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,苯基,联苯基和三联苯基。
根据本发明的一个实施例,所述式1中的Xa7是CR1且所述R1是由式1A表示的结构。
根据本发明的一个实施例,所述式1中,Ar1和Ar2各自独立地选自苯基,联苯基或三联苯基。
根据本发明的一个实施例,所述式1中,所述Ar1和Ar2中至少一个是联苯基或三联苯基。
根据本发明的一个实施例,所述式1所示结构的化合物选自由以下组成的组:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
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/>
/>
/>
/>
/>
/>
在该实施例中,分别代表了/> 该实施例中其他结构的表示也是如此。
根据本发明的一个实施例,其中,上一个实施例所示的所有具体化合物中的氢能够部分或完全被氘取代。
根据本发明的一个实施例,所述式1中,L’为单键,或者为取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-30个碳原子的亚杂芳基。
根据本发明的一个实施例,所述式2A中的环D和环E中的至少一个是稠环体系,且所述稠环体系是至少两个芳基和/或杂芳基环稠合在一起,形成包含至少10个碳原子的稠环体系,或包含碳原子与氮原子二者合计为至少10个的稠环体系。
根据本发明的一个实施例,所述式2A中的环D和环E中的至少一个是稠环体系,且所述稠环体系是至少三个芳基和/或杂芳基环稠合在一起,形成包含至少14个碳原子的稠环体系,或包含碳原子与氮原子二者合计为至少14个的稠环体系。
根据本发明的一个实施例,所述式2中的A选自由式3至式33组成的组:
/>
其中T1至T22各自独立地选自CRT,C,或N;
其中每个RT各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
式3至式33中,相邻的取代能任选地连接形成环。
在该实施例中,当T1至T22中有选自C时,即意味着式2中的L通过此位置连接于A。
根据本发明的一个实施例,所述式2中的A独立地选自由A1至A298组成的组:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
根据本发明的一个实施例,所述式2中的L独立地选自单键、以及式34-式58组成的组:
其中R3,R4,R5和R6各自独立地表示单取代,多取代或无取代;当它们表示多取代时,相邻的取代能任选地连接形成环;
其中R3,R4,R5和R6各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的一个实施例,所述式2中的L独立地选自由单键L0,及L1-L58组成的组。其中,L1-L58的具体结构如下:
/>
/>
根据本发明的一个实施例,所述式2中的B独立地选自由式59至式63组成的组:
其中X1至X6各自独立地选自CRx,C,O,S,N或NRx’,
其中X1至Xi中的至少一个为N,或者其中X1至Xi中的至少两个为N,或者X1至Xi中的至少三个为N;所述Xi对应所述X1至X6在式59-式63中存在的序号最大者;例如,对于式59来说,所述Xi对应所述X1至X6在式59中存在的序号最大者X3。即,式59中X1至X3中的至少一个为N,或者式59中X1至X3中的至少两个为N,或者式59中X1至X3中的三个均为N。
其中R7各自独立地表示单取代,多取代或无取代;当它们代表多取代时,相邻的取代能任选地连接形成环;
其中R7,Rx,和Rx’各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
根据本发明的一个实施例,所述式2中的B独立地选自由B1-B105组成的组:
/>
/>
/>
根据本发明的一个实施例,所述化合物具有式2的结构,其中所述A选自由A1-A298组成的组,所述B各自独立地选自由B1-B105组成的组,所述L各自独立地选自由L0-L58组成的组。A1-A298,B1-B91,L0-L58的具体结构见前述实施例。
根据本发明的一个实施例,式2中,其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-40的芳基或杂芳基,或者其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-30的芳基或杂芳基,或者其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-20的芳基或杂芳基。
根据本发明的一个实施例,式2中,其中L各自独立地选自单键,取代或未取代的具有6-50个碳原子的亚芳基,取代或未取代的具有2-50个碳原子的亚杂芳基组成的组;或者L各自独立地选自单键,取代或未取代的具有6-40个碳原子的亚芳基,取代或未取代的具有2-40个碳原子的亚杂芳基组成的组;L各自独立地选自单键,取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基,取代或未取代的具有2-30个碳原子的亚杂芳基组成的组;L各自独立地选自单键,取代或未取代的具有6-20个碳原子的亚芳基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的亚杂芳基组成的组。
根据本发明的一个实施例,式2中,其中B各自独立地选自取代或未取代的具有2-50个碳原子的缺电子杂芳基,或者B各自独立地选自取代或未取代的具有2-40个碳原子的缺电子杂芳基,B各自独立地选自取代或未取代的具有2-30个碳原子的缺电子杂芳基,B各自独立地选自取代或未取代的具有2-20个碳原子的缺电子杂芳基。
根据本发明的一个实施例,式2A中的取代基R2和R2A不连接形成环。
根据本发明的一个实施例,式3至式33表示的结构中,T5和T6不连接形成环。
根据本发明的另一个实施例,还公开一种显示组件,其包含一有机电致发光器件。所述有机电致发光器件的具体结构参见上述任一实施例。
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材料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,本文所公开的电子传输层和空穴阻挡层与其他多种传输层、发光层、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材料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。
有机电致发光器件的制备方法不做限制,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,有机电致发光器件中各有机层中的各种材料配比不做特别限制,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,以电子传输层为例,以该层材料总重量为基准,具有式2表示结构的化合物可以占10%-100%;或者,具有式2表示结构的化合物可以占20%-70%;亦或者,具有式2表示结构的化合物可以占30%-50%。示例性的,有机电致发光器件中各有机层的厚度不做特别限制,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,空穴阻挡层厚度可以在0.1nm-40nm之间,或者可以在1nm-30nm之间,亦或者可以在2nm-20nm之间。又例如,电子传输层厚度可以在0.1nm-50nm之间,或者可以在1nm-45nm之间,亦或者可以在5nm-40nm之间。实施例制备的发光器件的特性是使用本领域常规的设备,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1-1:制备包含本发明的材料组合的有机电致发光器件。
首先,清洗玻璃基板,其具有80nm厚的铟锡氧化物(ITO)阳极,然后用UV臭氧和氧等离子体处理。处理后,将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分,然后将基板安装在基板支架上并装入真空室中。下面指定的有机层,在真空度约为10-8Torr的情况下以 的速率通过热真空依次在ITO阳极上进行蒸镀。化合物HI用作空穴注入层(HIL),厚度为化合物HT用作空穴传输层(HTL),厚度为/>化合物EB用作电子阻挡层(EBL),厚度为/>化合物Host1作为主体材料,化合物D1作为掺杂剂,两者共沉积用作发光层(EML),掺杂剂D1占发光层材料总重量4%,厚度为/>在EML之上,使用化合物2-2-2作为空穴阻挡层(HBL),厚度为/>在HBL上,化合物A30L0B52和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EI占电子传输层材料总重量的60%,ETL厚度为/>最后,蒸镀/>厚度的化合物EI作为电子注入层(EIL),并且蒸镀/>的铝作为阴极。然后将该器件转移回手套箱,并用玻璃盖封装以完成该器件。
比较例1-1:制备仅包含本发明的空穴阻挡层化合物作为空穴阻挡层,同时包含不属于本发明特定范围的电子传输层化合物与化合物EI共沉积作为电子传输层的有机电致发光器件,其制备方法与实施例1-1的制备方法不同之处仅在于电子传输层:使用化合物ET与化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EI占电子传输层材料总重量的60%,ETL厚度为
比较例1-2:制备包含不属于本发明特定范围的空穴阻挡层化合物作为空穴阻挡层,同时包含本发明的电子传输层化合物与化合物EI共沉积作为电子传输层的有机电致发光器件,其制备方法与实施例1-1的制备方法不同之处仅在于空穴阻挡层:使用化合物HB作为空穴阻挡层(HBL),厚度为
比较例1-3:制备包含不属于本发明特定范围的空穴阻挡层化合物作为空穴阻挡层,同时包含不属于本发明特定范围的电子传输层化合物与化合物EI共沉积作为电子传输层的有机电致发光器件,其制备方法与实施例1-1的制备方法不同之处仅在于空穴阻挡层和电子传输层:使用化合物HB作为空穴阻挡层(HBL),厚度为使用化合物ET与化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL),其中化合物EI占电子传输层材料总重量的60%,ETL厚度为/>
器件中使用的部分材料结构如下所示:
详细的部分器件层结构,以及实施例和各比较例的器件数据如表1所示。对于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1
表1展示了包含不同的空穴阻挡层与电子传输层组合使用时的电致发光器件在电流密度为10mA/cm2的测试结果。
从实施例1-1与比较例1-1至比较例1-3的色坐标与半峰宽数据可知,使用本发明的空穴阻挡层化合物和本发明的电子传输层化合物对器件的颜色变化影响不大。
从实施例1-1和比较例1-3的对比结果可知,实施例1-1的电压基本相当,外量子效率降低1.1%,但器件寿命LT95从比较例1-3的292小时大幅度提高至实施例1-1的663小时,寿命提高了127%。
从实施例1-1和比较例1-2的对比结果可知,实施例1-1的电压稍高,外量子效率降低1.3%,但器件寿命LT95从比较例1-2的429小时大幅度提高至实施例1-1的663小时,寿命提高了55%。
从实施例1-1和比较例1-1的对比结果可知,实施例1-1的电压基本相当,外量子效率稍降0.2%,但器件寿命LT95从比较例1-1的600小时较大幅度提高至实施例1-1的663小时,寿命提高了11%。
因此,同时使用本发明的空穴阻挡层化合物和本发明的电子传输层化合物组合时,比两种化合物单独使用的情况,以及使用本领域常规空穴阻挡层化合物和电子传输层化合物组合的情况,虽然器件的外量子效率略有降低,但器件寿命得到显著提高,突出地展示了组合使用本发明式1结构的空穴阻挡层化合物和本发明式2结构的电子传输层化合物时提高器件寿命的优势。对于期望获得长使用寿命的OLED器件来说,组合使用本发明的空穴阻挡层化合物和本发明的电子传输层化合物的器件结构是十分具有优势的。
综上所述,本发明公开的有机电致发光器件,其包含式1结构化合物的空穴阻挡层和式2结构电子传输层。使用上述特定的化合物组合,可以使器件的寿命得到大幅度提高的情况下,较好地兼顾了电压和效率,获得了明显提高的器件综合性能,在商业应用领域中更具有优势。
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。
Claims (27)
1.一种有机电致发光器件,包含:
阳极,
阴极,
以及设置在阳极与阴极之间的有机层,所述有机层至少包含有机层一和有机层二;
其中,所述有机层一包含式1所示结构的化合物:
式1中,
其中X独立地选自NR’,CR”R”’,O,S或Se;
其中R’,R”和R”’各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
当X选自CR”R”’时,R”和R”’能任选地连接形成环;
其中Xa1至Xa8各自独立地选自CR1或N;其中Xa1-Xa8中至少一个是CR1,并且R1是由式1A表示的结构:
式1A中,*表示该CR1结构中所述R1与C连接的位置;
其中L’选自单键,取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中Ar1和Ar2各自独立地选自由以下组成的组:取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,及其组合;
其中Xa1-Xa8中存在的其余R1各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
两个相邻的取代基R1能任选地连接形成环;
其中,所述有机层二包含式2所示结构的化合物:
式2中,
其中n选自1,2,3或4;当n大于等于2时,各组L和B可以是相同或不同的;
其中L选自单键,取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基,或者为取代或未取代的具有2-60个碳原子的亚杂芳基;
其中B为取代或未取代的具有2-60个碳原子的缺电子杂芳基;
其中A具有由式2A表示的结构:
式2A中,
其中环D和环E各自独立地表示取代或未取代的环原子数为5-50的芳基,或者取代或未取代的环原子数为5-50的杂芳基;
其中环D和环E中的至少一个是稠环体系;
其中R2和R2A各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
R2和R2A能任选地连接形成环。
2.如权利要求1所述的器件,设置在阳极与阴极之间的有机层还包含至少一个发光层。
3.如权利要求2所述的器件,所述发光层包含至少一种主体材料和至少一种掺杂材料。
4.如权利要求3所述的器件,其中所述有机层一比所述发光层更远离阳极,所述有机层二比所述有机层一更远离阳极。
5.如权利要求1所述的器件,其中所述器件的发射波长在300nm-1200nm之间。
6.如权利要求1所述的器件,所述有机层一的厚度在0.1nm-40nm之间,和/或所述有机层二的厚度在0.1nm-50nm之间。
7.如权利要求1所述的器件,其中所述有机层二还包含至少另一种材料。
8.如权利要求7所述的器件,其中所述另一种材料是一种金属络合物,且所述金属络合物包含由式Lq表示的配体Lq:
式Lq中,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5和Y6各自独立地选自CRY或N;其中每个RY各自独立地选自氢,氘,烷基,烷氧基,氨基,甲硅烷基,氰基,卤素,芳基和杂芳基;
其中Z选自N,O,S或Se。
9.如权利要求8所述的器件,其中所述金属络合物是8-羟基喹啉-锂,8-羟基喹啉-钠,8-羟基喹啉-钾,二(8-羟基喹啉)-铍,二(8-羟基喹啉)-镁,二(8-羟基喹啉)-钙,三(8-羟基喹啉)-硼,三(8-羟基喹啉)-铝,或三(8-羟基喹啉)-镓。
10.如权利要求1所述的器件,所述式1中的R’,R”和R”’各自独立地选自取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,或者取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基。
11.如权利要求10所述的器件,所述式1中的R’,R”和R”’各自独立地选自由以下组成的组:联苯基,三联苯基,萘基,菲基,三亚苯基,芴基,二苯并呋喃基。
12.如权利要求1所述的器件,所述式1中的Xa1-Xa8中存在的其余R1各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,取代或未取代的碳原子数为6至30的芳基。
13.如权利要求12所述的器件,所述式1中的Xa1-Xa8中存在的其余R1各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,苯基,联苯基和三联苯基。
14.如权利要求1所述的器件,所述式1中的Xa7是CR1且所述R1是由式1A表示的结构。
15.如权利要求1或14所述的器件,所述式1中的Ar1和Ar2各自独立地选自苯基,联苯基或三联苯基。
16.如权利要求15所述的器件,所述式1中Ar1和Ar2中至少一个是联苯基或三联苯基。
17.如权利要求1所述的器件,所述式1所示结构的化合物选自由以下组成的组:
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/>
/>
/>
18.如权利要求17所述的器件,其中从化合物1-1-1至化合物20-10-4的所有具体化合物中的氢能够部分或完全被氘取代。
19.如权利要求1所述的器件,所述式2A中的环D和环E中的至少一个是稠环体系,且所述稠环体系是至少两个芳基和/或杂芳基环稠合在一起,形成包含至少10个碳原子的稠环体系,或包含碳原子与氮原子二者合计为至少10个的稠环体系;
或者,所述式2A中的环D和环E中的至少一个是稠环体系,且所述稠环体系是至少三个芳基和/或杂芳基环稠合在一起,形成包含至少14个碳原子的稠环体系,或包含碳原子与氮原子二者合计为至少14个的稠环体系。
20.如权利要求1所述的器件,所述式2中的A选自由式3至式33组成的组:
/>
/>
其中T1至T22各自独立地选自CRT,C,或N;
其中每个RT各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;
式3至式33中,相邻的取代能任选地连接形成环。
21.如权利要求20所述的器件,所述式2中的A独立地选自由A1-A298组成的组:
/>
/>
/>
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/>
/>
/>
/>
/>
22.如权利要求1所述的器件,所述式2中的L选自单键以及式34至式58组成的组:
其中R3,R4,R5和R6各自独立地表示单取代,多取代或无取代;当它们表示多取代时,相邻的取代能任选地连接形成环;
其中R3,R4,R5和R6各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
23.如权利要求21所述的器件,所述式2中L各自独立地选自由单键L0,及L1至L58组成的组:
/>
24.如权利要求1所述的器件,所述式2中的B选自由式59至式63组成的组:
其中X1至X6各自独立地选自CRx,C,O,S,N或NRx’,
其中X1至Xi中的至少一个为N,或者其中X1至Xi中的至少两个为N,或者X1至Xi中的至少三个为N;所述Xi对应所述X1至X6在式59至式63中存在的序号最大者;
其中R7各自独立地表示单取代,多取代或无取代;当它们代表多取代时,相邻的取代能任选地连接形成环;
其中R7,Rx,和Rx’各自独立地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有0-20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,腈,异腈,硫基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。
25.如权利要求23所述的器件,所述式2中的B各自独立地选自由B1至B105组成的组:
/>
/>
/>
26.如权利要求25所述的器件,其中所述式2所示结构的化合物中,其中所述A选自由A1-A298组成的组,所述B各自独立地选自由B1-B105组成的组,所述L各自独立地选自由L0-L58组成的组。
27.一种显示组件,其包含权利要求1-26任一项所述的有机电致发光器件。
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