改善了操作稳定性的有机发光二极管设备 技术领域
本发明涉及有机发光二极管设备,并且更特别地涉及用于提高操作稳定性的有机层组成的设计。
背景技术
有机发光二极管(OLED)也称为有机电致发光(EL)设备,是一种电子设备,其能够对施加在设备上的电流产生响应而发光。一个OLED设备的结构一般包括一个阳极、一个有机EL介质和一个阴极。术语“有机EL介质”在这里指的是沉积在OLED设备中的阳极和阴极之间的有机材料或有机材料层。有机EL介质可以包括薄膜或者块状固体形式的低分子量化合物、高分子量化合物、低分子量化合物的低聚物,或者生物材料。该介质可以是无定形的或者结晶态的。各种结构的有机电致发光介质已经在先有技术中进行了描述。Drwsner在RCA Review,30,322(1969)中描述了一种含有一个单层蒽膜的介质。Tang等人在Applied Physics Letters,51,913(1987),Journal of AppliedPhysics,65,3610(1989)和共同转让的US-A-4,769,292中,报道了一种具有有机薄膜多层结构的介质,并且用实验演示了一种使用该介质的高效率OLED设备。在某些OLED设备结构中,多层EL介质包括一个与阳极相邻的空穴传输层,一个与阴极相邻的电子传输层和一个沉积在这两层之间的发光层。进一步说,在某些优选的设备结构中,发光层由一个掺杂的有机膜构成,在该有机膜中含有作为主体的有机材料和低浓度的作为掺杂物地荧光化合物。在这些掺杂的OLED设备中通过选择适当的掺杂物-主体组合物可以提高EL的效率、色度和稳定性。掺杂剂是主要的发射中心,对其进行选择是为了获得所期望的EL颜色。在共同转让的US-A-4,769,292中由Tang等人以及在共同转让的US-A-5,908,581中由Chen等人报导的掺杂的发光层的实例是:使用香豆素染料掺杂的三(8-喹啉)合铝(AlQ)主体,用于绿色发光OLEDs;和使用4-二氰基亚甲基-4H-吡喃类化合物(DCMs)掺杂的AlQ,用于橙红色发光OLEDs。在共同转让的US-A-5,593,788中,Shi等人公开了在OLED设备中通过在AlQ主体中使用喹吖啶酮化合物作为掺杂物获得了长操作寿命。在共同转让的US-A-5,141,671中,Bryan等人公开了一种发光层,该层含有在蓝色发光主体中作为掺杂剂的苝或一种苝衍生物。他们证实获得了一种具有改善了操作稳定性的蓝色发光OLED设备。在两者的公开内容中,都发现在发光层中引入选定的荧光掺杂剂大幅度提高了OLED设备的整体性能参数。发光层使用蒽衍生物进行的共掺杂使设备获得了更好的稳定性,如在JP99273861和JP284050中所示。使用阻碍空穴传输的材料掺杂空穴传输层和向电子传输AlQ中共掺杂空穴传输材料能提高设备寿命,如Popovic等人在Thin Solid Films 2000,363,6;SPIE 1998,3476,68中所述。
掺杂发光层的最普通配方是在主体基质中仅包含一种掺杂剂。但是,人们发现,在某些情况下,在发光层中加入多种掺杂剂有利于提高稳定性。在A1Q主体中使用含有发黄光的掺杂剂红荧烯和发红光的掺杂剂DCJ 4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[2-(4-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃,可能生产一种具有改善了操作稳定性的发红光OLED设备,如Hamada等人的Applied Phys.Lett.75,1682(1999);EP1162674所述。这里红荧烯作为共掺杂剂的作用是作为从AlQ主体向DCJ发射体的能量传递中介。一般地,人们已经注意到,与单一掺杂剂体系相比,在双掺杂剂体系中的操作稳定性往往有所增加。
虽然使用各种组合物的掺杂发光层已经显著地提高了EL效率、颜色和稳定性,但是低工作稳定性的问题仍然存在。稳定性不足成了许多所期望的实际应用的最大障碍。
发明内容
本发明的一个目标是提供具有提高了操作稳定性的OLED设备。
本发明的另一个目标是提供具有提高了发光效率的OLED设备。
本发明的另一个目标是提供具有提高了颜色色度的彩色OLED设备。
本发明更进一步的目标是特别提供具有提高了操作稳定性、发光效率和色度的OLED设备。
在一种有机发光设备中实现了这些目标,所述有机发光设备包含一个衬底、沉积在衬底上的阳极和阴极以及沉积在阳极和阴极之间的发光层,其中发光层包含一种主体和至少一种掺杂剂,所选择的发光层主体包含一种固体有机材料,该有机材料含有至少两种组分的混合物,其中之一能够形成单体态和聚集态两种状态。
在一种有机发光设备中进一步实现了这些目标,该设备包含:
(a)一个衬底;
(b)沉积在衬底上的阳极和阴极
(c)沉积在阳极和阴极之间的发光层,其中发光层包含一种主体和至少一种掺杂剂;
(d)所选择的发光层主体包含一种固体有机材料,该有机材料含有至少两种组分的混合物,其中:
(i)混合物的第一种成分是一种有机化合物,其能够传输电子或空穴或者两者都可以并且能够形成单体态和聚集态两种状态,并且还能够或者在基电子态或者在激发电子态形成凝聚态,该凝聚态相对于单体态的吸收或发射光谱或者吸收和发射光谱分别产生不同的吸收或发射光谱或者两种光谱都不同。
(ii)混合物的第二种成分是一种有机化合物,其能够形成连续的和基本上无孔的层;并且
(e)选择发光层的掺杂剂,用于从发光设备中产生光。
本发明的一个优点是,通过适当选择发光层中的第一和第二主体成分以及掺杂剂,获得了寿命特别长的OLED设备。
本发明的另一个优点是所提供的OLED设备具有高操作稳定性、低驱动电压、突出的发光效率和颜色色度,并且发光效率和颜色色度基本上独立于电流密度。
本发明的另一个优点是所提供的OLED设备适合应用于高亮度发光和显示。
附图说明
因为单个层太薄并且各种元件的厚度差别太大而不能按比例描绘或方便地按比例放大,所以附图是必要的简图。
图1是带有一个有机EL介质的OLED的结构示意图;
图2和图3是显示两个不同有机EL介质构造的两个OLED结构示意图;
图4显示了一个OLED设备的光致发光光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和AlQ组成;激发波长为430nm;
图5显示了相同OLED设备的光致发光光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和AlQ组成;激发波长为470nm;
图6显示了相同OLED设备的电致发光光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和AlQ组成;电流密度为20mA/cm2;以及
图7显示了一个OLED设备的电致发光光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和TBADN组成;电流密度为20mA/cm2。
具体实施方式
图1图解说明了在本发明中实践的最简单的OLED设备结构。在该结构中,OLED设备100包括沉积在衬底110上的一个阳极120、EL介质130和一个阴极140。在操作中,通过使用电导体10将一个外电流或电压源连接在阳极和阴极上使电流通过OLED设备,从而造成光从EL介质发出来。所发出的光可以根据希望并且根据阳极和阴极和光学透明性或者通过阳极或者通过阴极或者同时通过两者发射出去。该EL介质包括一个单层或多层有机材料。
图2图解说明了本发明的另一种OLED设备的结构。在该结构中,OLED设备200包括一个衬底210和沉积在阳极220和阴极240之间的EL介质230。EL介质230包括一个紧邻着阳极的空穴传输层231、一个紧邻着阴极的电子传输层233和沉积在空穴传输层和电子传输层之间的发光层232。在操作中,通过使用电导体10将一个外电流或电压源连接在阳极和阴极上使电流通过OLED设备。这个通过EL介质的电流使光主要从发光层232中发出来。空穴传输层231从阳极向发光层运送空穴,即正电荷载体。电子传输层233从阴极向发光层232运送电子,即负电荷载体。空穴和电子的重组从发光层232产生光发射,即电致发光。
图3图解说明了本发明的又一种OLED设备的结构。在该结构中,OLED设备300包括一个衬底310和沉积在阳极320和阴极340之间的EL介质330。EL介质330包括一个空穴注入层331、一个空穴传输层332、一个发光层333、一个电子传输层334和电子注入层335。与图2的OLED设备200类似,空穴和电子的重组从发光层333产生光发射。提供空穴注入层331和电子注入层335用作减少从各自电极中载体注入的势垒。因此可以降低所需用于OLED设备的驱动电压。
图4是一个OLED设备的代表性的绝对光致发光(PL)光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和AlQ组成。可以看出,萘并[2,3-α]吡喃在发光层中的体积%越高,发射光谱的红移越大。这表明了聚集态的形成,其浓度和平均尺寸随着萘并[2,3-α]吡喃的体积%的增加而增加。激发波长为430nm并且由此AlQ和萘并[2,3-α]吡喃两者都被激发,导致发射光谱由AlQ和萘并[2,3-α]吡喃两者的光致发光组成,后者处于单体态或聚集态或者同时处于单体态和激发态。
图5是图4的OLED设备在激发波长为470nm的条件下获得的代表性的绝对光致发光(PL)光谱。这里主要是萘并[2,3-α]吡喃被激发,导致发射光谱几乎全部由处于单体态或聚集态或者同时处于单体态和聚集态的萘并[2,3-α]吡喃的光致发光组成。
图6是图4和图5的OLED设备相应的绝对电致发光(EL)光谱。可以看出EL光谱与图4的PL光谱精密地相似。这表明AlQ和萘并[2,3-α]吡喃两者的单线激发态都在运行中的设备中产生。因此,该EL光谱由AlQ和萘并[2,3-α]吡喃两者的光致发光组成,后者根据萘并[2,3-α]吡喃在发光层中的体积%而处于单体态或聚集态或者同时处于单体态和激发态。
图7是一种OLED设备的绝对EL光谱,其中发光层由萘并[2,3-α]吡喃和TBADN组成。可以看出,该EL光谱行为类似于图6。这表明在非极性TBADN环境中以及在极性AlQ环境中,萘并[2,3-α]吡喃聚集态的形成。这样,在体积比为2%的情况下EL光谱主要由处于单体态的萘并[2,3-α]吡喃的发射光谱组成,而在体积比为20%的情况下该发射几乎单独由处于聚集态的萘并[2,3-α]吡喃的发射光谱组成。
根据本发明,发光层(或者图2的层232或图3的层333)是形成从OLED设备中发射的电致发光的主要原因。这种发光层的一个最常用的配方是一层包含一种主体和一种或多种掺杂剂的有机薄膜。该主体用作从阳极和阴极注入的电荷载体进行传输和重组的固态介质或基质。掺杂剂通常以少量均匀地分散在主体中,其提供产生光的发射中心。在先有技术的教导下,本发明使用一种包括一种主体和一种掺杂剂的发光层,但是其区别于现有技术的地方在于本发明的主体是至少两种组分的混合物,每一种组分都有特殊的电学性能。这些主体成分和适当的掺杂剂材料的选择是按照下列标准进行的:
1.主体是具有至少两种均匀混合的主体成分的固态有机薄膜;
2.该混合物的第一种组分是一种有机化合物,该化合物能够传输或者电子或者空穴或者两者都能传输;
3.该混合物的第一种组分能够形成单体态和聚集态两种形态;
4.该混合物的第一种组分能够或者在基电子态或者在激发电子态形成聚集态;
5.该混合物的第一种组分能够形成聚集态,该凝聚态相对于单体态的吸收或发射光谱或者吸收和发射光谱分别产生不同的吸收或发射光谱或者吸收和发射光谱(聚集态能分别向单体态的发射或吸收光谱或发射和吸收光谱的红光侧或蓝光侧产生发射或吸收或发射和吸收);
6.混合物的第二种组分是一种有机化合物,该有机化合物能够形成连续的并且基本上无孔的层;
7.掺杂剂是一种有机发光化合物,其能够吸收在或者第一种或者第二种主体组分中电子和空穴重组所释放的能量,并且以光的形式发射该能量。
按照本发明的选择标准,构造了具有突出操作稳定性的OLED设备。重要地是,对于红色设备,与没有第一种组分的体系相比,用坎德拉/安培为单位测量的发光效率显著增加,并且在很大的亮度或电流密度范围内保持恒定。另外,大大提高了颜色色度并且降低了驱动电压。这是一个超越先有技术的独特优点,在先有技术中从没有证实过这种与对比实例相比操作性能的提高同时还有如此长的寿命,随着亮度或电流密度的增加,发光效率往往降低或发生其它变化,经常损害颜色色度并且经常增加驱动电压。另一个重要的优点是,色度也基本上保持恒定,不依赖于亮度或电流密度。因此在OLED设备中颜色随亮度迁移的问题也消除了。
为了本发明的目标,用于本发明发光层的一种主体成分的优选材料包括一类化合物,其被称为苯环型化合物。该苯环型化合物含有多环烃类化合物(PAH)以及两种或多种PAH的结合。在由两种或多种PAH结合形成的苯环型化合物中,PAH经过一个单化学键连接在一起或者经过一个饱和或不饱和烃基连接。用于苯环型化合物或其衍生物的结构单元的PAH列表包括:
1.苯
2.萘
3.蒽
4.菲
5.并四苯
6.芘
7.并五苯
8.苝
9.蒄
10.
作为本发明发光层的第一种主体成分的材料的优选苯环型化合物或其衍生物的列表包括:
1.二萘品苯
2.Pericyclene
3.苯并[ghi]苝
4.苯并[a]芘
5.苯并[e]芘
6.苯并[a]并四苯
7.萘并[2,3-a]芘
8.萘并[2,3-e]芘
9.玉红省
10.二苯并[cd,jk]芘
11.荧蒽
12.苯并[α]蒄
13.二苯并[b,def]
14.萘并[2,3-α]蒄
15.二苯并[cd,lm]苝
16.苯并[ghi]萘并[cde]苝
17.苯并[b]苝
18.苯并[α]并四苯
19.苯并[a]苝
20.萘并[8,1,2-bcd]苝
21.二苯并[b,k]苝
22.二苯并[b,n]苝
23.萘并[1,2-a]芘
24.萘并[1,2-e]芘
25.苯并[rst]五苯
26.二苯并[def,p]
27.二苯并[fg,op]并四苯
28.二苯并[h,rst]五苯
29.Terrylene
上述列出的PAH中的任何一个,以及由一个或多个上述列出的PAH相结合形成的任何苯环型化合物作为第一种主体成分都是有用的,而且重要地是,该化合物在室温时不必是成膜材料。第二种主体成分必须能够形成连续的无定形膜。
PAH经单化学键连接在一起的有用的苯环型化合物的代表性实例包括:
1)芘-芘
2)芘-苯-芘
3)苝-苝
4)芘-苝
5)苯并芘-苯并芘
6)蒄-苝
7)苯并[ghi]苝-芘
8)萘并芘-芘
9)苝-并四苯
10)并四苯-芘
11)并四苯-苝
12)荧蒽-苯并芘
在上面的实例中,连字符代表在PAH部分之间的一个单化学键。有用的苯环型化合物包括例如PAH基团通过一个或多个烃基连接的化合物。被一个或多个烃基取代的上面列出的苯环型化合物是有用的。
本发明发光层的第一种主体成分的特别优选材料包括具有下列结构的苯环型化合物:其中:
取代基R1至R14的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R14取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R14取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R14的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R14取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R14取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R10的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R10取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R10取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R12的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R12取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R12取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R14的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R14取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R14取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物;或其中:
取代基R1至R14的每一个都独立地是氢、1-24个碳原子的烷基、芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R14取代基形成一个增环反应后的苯并或萘并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R14取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物; 萘并[2,3-a]芘 萘并[2,3-e]芘 苯并[a]芘 苯并[e]芘 苯并[b]苝 并四苯 五苯 苯并[a]并四苯 苝 苯并[ghi]苝 蒄二苯并[cd,jk]芘 苯并[a]蒄 苯并[ghi]萘并[(cde}苝二苯并[b,def] 萘并[2,3-a]蒄 苯并[a]苝二苯并[cc,lm]苝 玉红省 萘并[8,1,2-bcd]苝二苯并[b,k]苝 二苯并[b,n]苝 萘并[1,2-a]芘 萘并[1,2-e]芘 苯并[rst]五苯 二苯并[def,p] 二苯并[fg,op]并四苯 二苯并[h,rst]五苯 Terrylene
第一种主体成分的一个特殊选择标准是该有机化合物应当具有能够形成单体态和聚集态两种形态的分子结构。聚集态能够通过相同化合物的至少两个分子形成,例如第一种主体成分,或者通过两种不同化合物的至少两个分子形成,例如第一和第二种主体成分。下面的讨论将集中于第一种情况。单体态定义为第一种主体成分的分子彼此没有相互作用的状态并且由此在第二种成分的固态溶液中的行为象单个分子一样。因此特别是其吸收和发射过程只涉及一个分子。不存在相互作用可能出自以下原因,例如由于内在地缺乏能产生相互作用的力,分子间的距离太大,不适当的几何结构以及其他原因。聚集态定义为至少两个分子通过相互作用例如在本领域中公知的范德华力,或者通过在本领域中公知的电荷转移相互作用形成的状态。它具有与单体态不同的物理和化学性质。特别地,两个或多个分子可以参与协同吸收或发射或吸收和发射,也就是说吸收或发射或吸收和发射只能理解为是由分子复合物或分子聚集体产生的。当两个或多个分子协同作用来吸收光子,人们称该吸收聚集体位于基电子态。当两个或多个分子协同作用来发射光子,人们称该激态复合物、或分子复合物或分子聚集体位于激发电子态。吸收聚集体不需要激发形成激发态复合物,激发态复合物不需要发射光子形成基态聚集体。因此,聚集态可以存在于或者基电子态或者激发电子态或者同时处于两种状态。聚集态可能在基电子态仅仅微弱地缔合(范德华相互作用能为~1-3千卡/摩尔),但是其在它的激发电子态更强地缔合(范德华相互作用能为~3-10千卡/摩尔)。在基电子态的最简单的聚集体经常称为二聚体,它是由在基电子态的两个分子形成的。在激发电子态的聚集态称为激发物,而在最简单的情况下是由两个分子形成的,其中一个在激态复合物形成之前处于基电子态而另一个处于激发电子态。聚集态最常见的特征之一是分别与单体态的吸收光谱或发射光谱或者吸收和发射光谱相比,它们的吸收光谱或者发射光谱或者两者都发生了位移。该位移可以是红移或蓝移。另一方面,聚集态的吸收或发射光谱或吸收和发射光谱可能包含新的特征,如分别与单体态的吸收光谱或发射光谱或者吸收和发射光谱相比位置发生红移或者蓝移的峰和肩峰。聚集态的另一个最常见的特征是,该新的或发生位移的吸收或发射或两者的强度以及有时峰位(波长)依赖于形成聚集态的分子的浓度。随着浓度的增加,发生位移的吸收或发射特征或两者都由于聚集态浓度的增加而增加,而峰位或者波长也可能由于聚集态尺寸(在形成中所涉及的分子数)的增加而发生位移。仅供参考,这些定义可以在N.J.Turro,Modorn Molecular Photochemistry,University Science Books,Sausalito,CA 1991中找到。
对某些有机化合物,它们的分子结构使它们处于激发电子态的聚集态有发射性,因此能够通过测量荧光光谱与浓度的关系容易地观察到,例如图4和图5。形成发射性和高发射性聚集态的化合物作为第一种主体成分可能是最有用的。但是,有许多有机化合物形成的聚集态没有发射性或有微弱发射性。这能导致电致发光和光致发光效率的降低。然而,对于某些这样的化合物,其位于激发电子态的聚集态的寿命可以是足够的长,而电子激发能量向发光掺杂剂传送的速率足够的高。因此,这种化合物也能够用作不损失发光效率的第一种主体成分。
用于选择用作的一种主体成分的另一个重要标准是这种化合物的聚集态应当具有这样的光谱特征(即吸收和发射光谱)、寿命和振子强度,使得能够确保电子激发能量向适当颜色的发光掺杂剂有效地传送。
已经发现用作本发明第一种主体成分的许多中苯环型化合物具有平面刚性几何结构,该结构促进了聚集态的形成。许多代表性苯环型化合物,例如芘、苝、蒄和苯并[ghi]苝和它们的苯并和萘并衍生物已经在普通的文献中被证明拥有所说的形成聚集态的倾向。这些化合物的聚集态在普通的文献中进行了详尽地表征。符合这样一种极性几何结构标准的其它有机化合物也是有用的。
人们常常发现例如公开在本发明中的化合物能够形成聚集态,该聚集态不仅由两个分子组成,而且随着体积%的增加由三个、四个和更多分子组成。随着第一种主体组分足够高的分子数参加聚集态的形成,可以形成一个结构功能区,其中可以发现确定的秩序度或结晶度。这些功能结构区的尺寸可以在纳米(纳晶功能结构区)或甚至微米(微晶功能结构区)的范围内。
用于本发明发光层的第二种主体成分的材料是能够形成连续和基本上无孔薄膜的有机化合物。它们可以是极性的,例如用于绿色和红色OLEDs的一般主体AlQ,和非极性的,例如用于蓝色OLEDs的一般主体蒽族化合物,2-(1,1-二甲基乙基)-9,10-二(2-萘基)蒽(TBADN)和9,10-二[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽。第二种主体成分的带隙可以小于、大于或等于处于单体态或聚集态的第一种主体成分的带隙。带隙定义为将一个电子从分子的最高占据分子轨道激发到最低空分子轨道所需的能量。当处于单体态的第一种主体成分的带隙约等于第二种主体成分的带隙而且没有掺杂剂时,光致发光(PL)和电致发光(EL)光谱同时含有两种物质的发射光谱。这可以在图4和图6中看出来,相应于2%和4%的情况下的曲线。当处于单体态的第一种主体成分的带隙约等于第二种主体成分和处于聚集态的第一种主体成分的带隙时(同时没有掺杂剂),PL和EL光谱包含所有三种物质的发射光谱。这可以在图4和图6中看出来,相应于6%和10%的情况下的曲线。当处于聚集态的第一种主体成分的带隙小于第二种主体成分的带隙而且没有掺杂剂时,PL和EL光谱主要由处于聚集态的第一种主体成分的发射光谱组成。这可以在图4和图6中看出来,相应于15%的情况下的曲线。值得注意的是,在所有这些情况下PL和EL光谱的组成也受浓度,特别是第一种主体成分的聚集态浓度和全部所涉及物质的单线激发态的寿命的影响。
必要条件是发光掺杂剂的带隙应当小于第二种主体成分的带隙、处于单体态的第一种主体成分的带隙和处于聚集态的第一种主体成分的带隙。这保证了有利于电子激发能从第一和第二主体成分转移到产生光的掺杂剂中,所述电子激发能来自在第一和第二主体成分中电子和空穴的重组。
第二种主体成分、处于单体态的第一种主体成分和处于聚集态的第一种主体成分中的任何一个可以具有最小的带隙。最小带隙材料也可以用作空穴陷阱、电子陷阱或同时用作两种陷阱。在一种主体成分中直接捕获注入的载体是有利的,因为它促进了在这种成分中电子-空穴的重组,减少了在另外一种主体材料中进行载体重组的需要。在这种条件下,另外一种主体材料仅需用于载体传输。
用于第二种主体材料的一类优选材料是oxinoid化合物。预期的oxinoid化合物的实例是满足下面结构式的那些化合物:或其中
M代表金属;
n是1-3的一个整数;和
Z在每一种情况下均独立地代表构成具有至少两个稠合芳香环的核心的原子。
根据前面的论述,很明显金属可以是单价、二价或三价金属。例如,该金属可以是碱金属,例如锂、钠或钾;碱土金属,例如镁或钙;或土金属,例如硼或铝。一般地,可以使用任一已知可用作螯合金属的单价、二价或三价金属。
Z代表一个杂环核心,所述核心含有至少两个稠合的芳环,其中至少一个是唑或吖嗪环。如果需要,其它的环,包括脂肪环和芳香环两种,可以与这两种所需要的环发生稠合反应。为了避免增加分子体积而没有功能上的提高,环原子的数目优选为18或更少。
有用的螯合oxinoid化合物的说明和它们的缩略名如下:
三(8-喹啉醇)合铝(AlQ)
二(8-喹啉醇)合镁(MgQ)
三(8-喹啉醇)合铟(InQ)
8-喹啉醇合锂(LiQ)
另一种用作第二种主体成分的材料包括含有其它杂环结构的苯环型化合物。这些结构包括苯并噁唑基和其下列分子结构通式的硫代和氨基类似物:其中
Z是O、NR″或S;R和R′分别是氢;1-24个碳原子的烷基;5-20个碳原子的芳基或杂原子取代的芳基;卤素或构成稠和芳香环所需的原子;而且R″是氢;1-24个碳原子的烷基;或5-20个碳原子的芳基。
在发光层中的掺杂剂的材料选择标准是:1)掺杂剂分子在发光层中具有高的荧光或光致发光效率,和2)它的带隙小于第一和第二种主体材料两者的带隙、或者处于单体态或着聚集态的第一种成分的带隙。
对于发红光的OLEDs,本发明优选的一种掺杂剂具有下面的通式:其中:
R1,R2,R3和R4分别是1-10个碳原子的烷基;R5是2-20个碳原子的烷基、芳基、空间位阻芳基或杂环芳基;和R6是1-10个碳原子的烷基或与R5相连的5元或6元碳环。
这些材料拥有和在溶液中一样高的荧光效率并且在橙红色和红色光谱区中发光。这种类型的代表性材料和它们的缩略名包括: DCM DCJ DCJT DCJTB
对于发绿光的OLEDs,用作本发明掺杂剂的一种荧光材料包括下列式子的化合物:其中:
X=S,或O;R1和R2分别是1-20个碳原子的烷基,芳基或碳环体系;R3和R4分别是1-10个碳原子的烷基,或分别与R1、R2连接的一个枝状或无支链的5元或6元取代环;R5和R6分别是1-20个碳原子的烷基,其是枝状的或无支链的。
这种类型的代表性材料和它们的缩略名包括: C-545T C-6 C-525T
对于发绿光的OLEDs,用作本发明掺杂剂的另一种荧光材料包括下列式子的化合物:其中:
取代基R1-R7每一个分别为氢、氟、氯、1-24个碳原子的枝状或无支链的烷基,芳基或5-30个碳原子的取代芳基;或者任何两个相邻的R1至R4取代基形成一个增环反应后的苯并取代基或它的烷基或芳基取代衍生物;或任何两个R1至R10取代基形成1,2-苯并、1,2-萘并、2,3-萘并或1,8-萘并取代基或它们的烷基或芳基取代衍生物。
这种类型的代表性材料和它们的缩略名包括: Quinacrldone,QA Dimethylquinacridone,DMQADiphenylquinacridone,DPQA CFDMQA
本发明发光层的组成是这样的,使得或者第一种主体成分或者第二种主体成分构成发光层的最大体积分数。掺杂剂通常构成最少的体积分数。第一和第二种主体成分的范围是发光层的1-99体积%。优选第一和第二种主体成分的范围是发光层的5-95体积%。掺杂剂的浓度范围是0.1-10体积%。优选掺杂剂的浓度范围是0.5-5体积%。本发明发光层的厚度在50-2000埃之间。在这个范围中的厚度足够大,使得电荷载体的重组以及由此而来的电致发光全部在该层中发生。优选的范围是100-500埃,此时整体OLED设备的性能参数,包括驱动电压都是最佳的。
形成本发明发光层的有用方法是通过在真空室中进行蒸汽沉积。这个方法在用于构造OLED设备时特别有用,此时该层结构,包括有机层,能够顺序地沉积在衬底上而在各层之间没有明显的干扰。每一个单独层的厚度和它的组成能够在沉积过程中精确地控制。为了生产预期组成的发光层,每一种组分的沉积速率都使用一个沉积速率监视器独立地进行控制。
回到图2,空穴传输层231和电子传输层233分别向发光层232提供传输空穴和电子的功能。在OLED设备中这些层的使用和它们的材料组成已经由Tang等人公开在共同转让的US-A-4,769,292中,在这里引入作为参考。一个典型的空穴传输层包括空穴传输化合物如N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基联苯胺(NPB)、N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二(2-萘基)联苯胺(TNB)和N,N’-二(3-甲苯基)-N,N’-二苯基联苯胺(TPD)。
回到图3,空穴注入层331和电子注入层335分别提供促进从阳极的空穴注入和从阴极340的电子注入的功能。在OLED设备中空穴注入层的使用已经由Van Slyke等人公开在共同转让的US-A-4,720,432中,在这里引入作为参考。电子注入层的使用已经由Hung等人公开在共同转让的US-A-5,776,622中,在这里也引入作为参考。对照实施例1
如下制备一个OLED设备1。使用市售的玻璃洗刷工具清洗用约850的透明铟-锡-氧化物(ITO)导电层涂覆的玻璃衬底并干燥。随后使用氧化性等离子体处理ITO表面以调节该表面成为一个阳极。通过CHF3的等离子体辅助沉积在ITO上沉积一个10厚的氟碳(CFx)空穴注入层。按照下面的顺序通过从坩埚蒸发皿中升华在常规真空沉积室中在约10-6托的真空度下沉积下列各层:(1)空穴传输层,厚度750,由NPB组成,(2)发光层,厚度450,由作为单一材料的Alq组成,(3)电子传输层,厚度300,由AlQ组成,和(4)阴极,约2200厚,由Mg∶Ag体积比约10∶1的镁和银的合金组成。在上述步骤之后,在氮气气氛下包装该设备,使用硫酸钙作为干燥剂。
使用一个恒电流源和一个光测量仪评价这个设备的EL特征。测量了驱动电压、以cd/A和W/A为单位的EL效率、CIE坐标、峰波长(λmax)、在极大值的一半时的全谱线宽度(FWHM)以及随着电流密度(J)从0.5增加到100mA/cm2,EL效率的损失和增加、在电流密度从相对较低的0.5mA/cm2至相对较高的100mA/cm2时的Δcd/A vs J。它们在20mA/cm2时的值列在表I中。
表I也包含了在平均电流密度为40mA/cm2(在80mA/cm2时0.5ms正向偏压与0.5ms反向偏压-14V交替进行)和在室温下时的寿命值。使设备持续工作500-1000小时,随后停止老化,使用下面形式的扩展指数方程拟合照度对时间的曲线:
Lt=L0×exp(A×tB)其中Lt是在时间t时的照度,L0是起始照度。A和B是经验拟合参数,发现分别为-0.011和0.59。设备的半寿命,T50%,通过计算在Lt/L0=0.5的时间得到。实施例2-6
类似于对照实施例1构造OLED设备2-6,除了在发光层(2)将萘并[2,3-a]芘用作第一种主体成分材料而AlQ用作第二种主体成分材料。萘并[2,3-a]芘和AlQ以体积为基础的相对含量对于实施例2,3,4,5和6分别是1∶99、2∶98、4∶96、10∶90和15∶85。设备2-6的EL特征列于表I中。从表I中可以看出,设备2-6表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)发光效率稍有下降然后增加;2)发射颜色从绿色迁移至黄绿色;3)Δcd/A对J的变化从增益变至较大的损失然后是较小的损失;4)相对于对照设备1寿命有200-800%的提高。对照实施例7
类似于对照实施例1构造OLED设备7,除了发光层的唯一主体材料,AlQ,用发光掺杂剂CFDMQA掺杂,并且它们的体积比分别为99.5∶0.5。这种设备的EL特征列在表I中。实施例8-11
类似于对照实施例7构造OLED设备8-11,除了发光层使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,AlQ作为第二种主体成分材料,CFDMQA作为掺杂剂制备。萘[2,3-a]芘、AlQ和CFDMQA以体积比为基础的相对含量对于实施例8,9,10和11分别是1∶98.5∶0.5、2∶97.5∶0.5、4∶95.5∶0.5和8∶91.5∶0.5。设备8-11的EL特征列于表I中。从表I中可以看出,设备8-11表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)发光效率下降约40%;2)发射颜色从绿色迁移至黄绿色;3)Δcd/A对J的变化从增益变至损失;4)相对于对照设备7寿命有240-550%的提高。对照实施例12
类似于对照实施例7构造OLED设备12,除了发光层的唯一主体材料,AlQ,用发光掺杂剂C545T掺杂,并且它们的体积比分别为99.5∶0.5。这种设备的EL特征列在表I中。实施例13-16
类似于对照实施例12构造OLED设备13-16,除了发光层使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,AlQ作为第二种主体成分材料,C545T作为掺杂剂制备。萘[2,3-a]芘、AlQ和C545T以体积比为基础的相对含量对于实施例13,14,15和16分别是1∶98.5∶0.5、2∶97.5∶0.5、4∶95.5∶0.5和8∶91.5∶0.5。设备13-16的EL特征列于表I中。从表I中可以看出,设备13-16表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)发光效率下降约45%;2)发射颜色没有明显的迁移;3)Δcd/A对J的变化从没有损失变至损失;4)相对于对照设备12寿命有340-1000%的提高。也测量了在20mA/cm2和RT下的T50%:实施例12为1600h而实施例16为14200h。
表I.实施例1-16a的OLED设备的组成和EL性能(在20mA/cm2时)实施例或设备号# 第一种主 体成分 N[2,3-a]P, 体积% 第二种主 体成分 AlQ,体积% 掺杂剂. 体积% 驱动电 压,V 效率. cd/A,W/A CIEx CIEy λmax FWHM, nm 从0.5至 100mA/cm2 的Δcd/A vs J% T50%,h @40 mA/cm2. RT 1 0 100 0 8.2 2.43,0.018 0.334 0.551 528,104 +14 1,100 2 1 99 0 8.3 2.27,0.017 0.309 0.552 520,100 -20 3,200 3 2 98 0 8.4 2.03,0.016 0.277 0.537 516,92 -31 4,700 4 4 96 0 8.3 2.33,0.018 0.287 0.548 516,92 -40 7,000 5 10 90 0 8.4 3.14,0.022 0.361 0.560 536,108 -37 8,200 6 15 85 0 8.3 3.49,0.024 0.402 0.551 548,104 -31 10,000 7 0 99.5 CFDMQA,0.5 9.0 4.70,0.028 0.323 0.633 528,46 +28 950 8 1 98.5 CFDMQA,0.5 9.2 2.88,0.018 0.336 0.614 528,60 -12 3,200 9 2 97.5 CFDMQA,0.5 9.0 2.68,0.017 0.342 0.606 528,64 -22 4,500 10 4 95.5 CFDMQA,0.5 8.9 2.68,0.017 0.358 0.595 528,68 -25 5,100 11 8 91.5 CFDMQA,0.5 8.9 2.59,0.017 0.386 0.578 532,76 -21 6,200 12 0 99.5 C545T,0.5 8.5 8.70,0.055 0.291 0.646 520,54 +4 700° 13 1 98.5 C545T,0.5 8.5 5.11,0.032 0.289 0.639 520,56 -32 3,100 14 2 97.5 C545T,0.5 8.6 4.72,0.030 0.287 0.639 520,56 -42 4,200 15 4 95.5 C545T,0.5 8.6 4.46,0.029 0.291 0.633 520,56 -45 6,100 16 8 91.5 C545T,0.5 8.7 4.88,0.031 0.310 0.625 520,62 -44 7,500°(a)N[2,3-a]P-萘并[2,3-a]芘;λmax-峰波长,nm;FWHM-在半极大值时同全谱宽度,nm;Δcd/A vsJ-当电流密度(J)从0.5增至100mA/cm2时EL效率的损失或增益;RT-室温;(b)在20mA/cm2和RT下的T50%:实施例12-1600h;实施例16-14,200h对照实施例17
类似于对照实施例12构造OLED设备17,除了:1)发光层厚度为300;2)发光层的唯一主体材料,AlQ,用发光掺杂剂DCJTB掺杂,并且它们的体积比分别为99∶1。这种设备的EL特征列在表II中。实施例18-21
类似于对照实施例17构造OLED设备18-21,除了发光层使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,AlQ作为第二种主体成分材料,DCJTB作为掺杂剂制备。萘[2,3-a]芘、AlQ和DCJTB以体积比为基础的相对含量对于实施例18,19,20和21分别是19.5∶79.5∶1.0、39.5∶59.5∶1.0、59.5∶39.5∶1.0和79.5∶19.5∶1.0。设备18-21的EL特征列于表II中。从表II中可以看出,设备18-21表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)驱动电压减少约20%;2)发光效率增加约80%;3)发射颜色从橙红色迁移至红色,同时具有突出的色度;4)Δcd/A对J的变化从大损失变至可忽略到没有损失;5)相对于对照设备17寿命有240-480%的提高。也测量了在20mA/cm2和RT下的T50%,表II,其表明设备半寿命有230-470%的提高。对照实施例22
类似于对照实施例17构造OLED设备22,除了发光层厚度为450。这种设备的EL特征列在表II中。实施例23-25
类似于对照实施例22构造OLED设备23-25,除了发光层如下制备:对于实施例23,24和25按下列体积比使用萘并[2,3-a]芘、AlQ和DCJTB的相对含量,分别是24.5∶74.5∶1.0、49.5∶49.5∶1.0和74.5∶24.5∶1.0制备。设备23-25的EL特征列于表II中。从表II中可以看出,设备18-21表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)驱动电压减少约20%;2)发光效率增加约110%;3)发射颜色从红色迁移至甚至更好的红色,同时具有突出的色度;4)Δcd/A对J的变化从大损失变至可忽略到没有损失;5)相对于对照设备22寿命有250-320%的提高。
表II实施例17-25a的OLED设备的组成和EL性能(在20mA/cm2时)实施例或设备号#第一种主体成分N[2,3-a]P,体积% 第二种主 体成分 AlQ,体积% 掺杂剂 体积% 驱动电 压,V 效率, cd/A,W/A CIEx CIEyλmax,FWHM,nm从0.5至 100mA/cm2 的Δcd/A vs J% T50%,h @40 mA/cm2, RT 17 0 99 DCJTB,1.0 8.8 2.15,0.032 0.620 0.373 624,88 -43 1,200b 18 19.5 79.5 DCJTB,1.0 7.7 2.44,0.041 0.638 0.357 628,84 -30 4,100b 19 39.5 59.5 DCJTB,1.0 7.3 3.34,0.057 0.641 0.356 628,84 -20 6,000b 20 59.5 39.5 DCJTB,1.0 7.2 3.46,0.058 0.641 0.356 628,84 -7 7,000b 21 79.5 19.5 DCJTB,1.0 7.0 3.32,0.055 0.641 0.357 628,84 0 6,100b 22 0 99 DCJTB,1.0 10.5 1.45,0.027 0.645 0.351 636,88 -43 1,500 23 24.5 74.5 DCJTB,1.0 9.0 2.40,0.045 0.651 0.346 636,84 -30 5,300 24 49.5 49.5 DCJTB,1.0 8.6 2.86,0.057 0.656 0.342 636,84 -10 6,300 25 74.5 24.5 DCJTB,1.0 8.3 2.91,0.057 0.655 0.343 636,84 +2 6,000(a)N[2,3-a]P-萘并[2,3-a]芘;λmax-峰波长,nm;FWHM-在半极大值时的全谱宽度,nm;Δcd/A vsJ-当电流密度(J)从0.5增至100mA/cm2时EL效率的损失或增益;RT-室温;(b)在20mA/cm2和RT下的T50%:实施例17-3000h;实施例18-10,000h;实施例19-13,500h;实施例20-17,000h;实施例21-14,000h。对照实施例26
构造例如对照实施例1的OLED设备26。这种设备的EL特征列在表III中。实施例27-29
类似于对比实施例26构造OLED设备27-29,除了在发光层(2)将并四苯用作第一种主体成分材料,AlQ用作第二种主体成分材料。并四苯和AlQ以体积比为基础的相对含量对于实施例27,28和29分别是1∶99、2∶98和4∶96。设备27-29的EL特征列于表III中。从表III中可以看出,设备27-29表明,随着并四苯的体积%增加:1)驱动电压或发光效率没有明显变化;2)Δcd/A对J的变化从增益变至损失;3)相对于对照设备26寿命有40-120%的提高。对照实施例30
构造例如对照实施例12的OLED设备30。这种设备的EL特征列在表III中。实施例31和32
类似于对比实施例30构造OLED设备31和32,除了发光层使用并四苯作为第一种主体成分材料,AlQ用作第二种主体成分材料,C545T作为掺杂剂。并四苯、AlQ和C545T以体积比为基础的相对含量对于实施例31和32分别是2∶97.5∶0.5和8∶91.5∶0.5。设备31和32的EL特征列于表III中。从表III中可以看出,设备31和32表明,随着并四苯的体积%增加:1)发光效率降低约35%;2)颜色没有变化;3)Δcd/A对J的变化从没有损失变至损失;4)相对于对照设备30寿命有250-320%的提高。
表III实施例26-32a的OLED设备的组成和EL性能(在20mA/cm2时) 实施例 或设备 号#第一种主体成分N,体积% 第二种主 体成分 AlQ,体积% 掺杂剂, 体积% 驱动 电压,V 效率, cd/A,W/A CIEx CIEy λmax,FWHM, nm 从0.5至 100mA/cm2 时的Δcd/A vs J% T50%,h @40 mA/cm2, RT 26 0 100 0 7.6 2.96,0.021 0.365 0.554 540,108 +24 800 27 1 99 0 8.0 3.13,0.022 0.308 0.592 532,88 -25 1,100 28 2 98 0 8.2 3.09,0.021 0.306 0.597 532,84 -34 1,400 29 4 96 0 8.1 3.04,0.021 0.311 0.600 532,84 -35 1,700 30 0 99.5 C545T,0.5 8.4 9.46,0.058 0.292 0.649 520,52 +6 600 31 2 97.5 C545T,0.5 8.7 6.31,0.039 0.291 0.648 524,52 -42 2,100 32 8 91.5 C545T,0.5 8.7 5.81,0.036 0.302 0.642 524,56 -36 2,500(a)N-并四苯;λmax-峰波长,nm;FWHM-在半极大值时的全光谱宽度,nm;Δcd/AvsJ-当电流密度(J)从0.5增至100mA/cm2时EL效率的损失或增益;RT-室温对照实施例33
类似于对照实施例1构造0LED设备33,除了发光层的唯一主体材料是TBADN。这种设备的EL特征列在表IV中。实施例34-36
类似于对照实施例33构造OLED设备34-36,除了在发光层(2)中使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,TBADN作为第二种主体成分材料。萘并[2,3-a]芘和TBADN以体积比为基础的相对含量对于实施例34,35和36分别是2∶98、6∶94和20∶80。设备34-36的EL特征列于表IV中。从表IV中可以看出,设备34-36表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)驱动电压降低约15%;2)发光效率没有变化;3)发射颜色从蓝绿色迁移至黄色;4)Δcd/A对J的变化从首先损失变至更大的损失再变至较小的损失;5)相对于对照设备33寿命有550-1700%的提高。对照实施例37
类似于对照实施例33构造OLED设备37,除了发光层唯一的主体材料,TBADN,用发光掺杂剂C545T掺杂,并且它们的体积比分别为99.5∶0.5。这种设备的EL特征列在表IV中。实施例38-41
类似于对照实施例37构造OLED设备38-41,除了发光层使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,TBADN作为第二种主体成分材料,C545T作为掺杂剂制备。萘并[2,3-a]芘、TBADN和C545T以体积比为基础的相对含量对于实施例38,39,40和41分别是2∶97.5∶0.5、4∶95.5∶0.5、8∶91.5∶0.5和16∶83.5∶0.5。设备38-41的EL特征列于表IV中。从表IV中可以看出,设备38-41表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)发光效率下降约45%;2)发射颜色从蓝绿色迁移至黄绿色;3)Δcd/A对J的变化从首先损失变至更大的损失再变至较小的损失;5)相对于对照设备37寿命有450-1300%的提高。
表IV实施例33-41a的OLED设备的组成和EL性能(在20mA/cm2时) 实施例 或设备 号# 第一种主 体成分 N[2,3-a]P, 体积% 第二种主 体成分 TBADN,体积% 掺杂剂, 体积% 驱动 电压,V 效率 cd/A,W/A CIEx CIEy λmax,FWHM, nm 从0.5至 100mA/cm2 的Δcd/A vs J% T50%,h @40 mA/cm2, RT 33 0 100 0 8.5 1.20,0.026 0.149 0.135 460,68 -21 550 34 2 98 0 7.9 2.59,0.024 0.229 0.458 476,84 -37 3600 35 6 94 0 7.4 3.21,0.023 0.340 0.543 532,104 -23 6200 36 20 80 0 7.5 3.73,0.027 0.451 0.527 560,104 -11 10,000 37 0 99.5 C545T,0.5 8.2 5.66,0.046 0.216 0.550 496,60 -14 750 38 2 97.5 C545T,0.5 8.0 3.63,0.029 0.238 0.560 500,60 -33 4000 39 4 95.5 C545T,0.5 7.6 3.58,0.026 0.306 0.568 504,88 -21 6000 40 8 91.5 C545T,0.5 7.7 3.51,0.025 0.337 0.565 532,100 -19 6800 41 16 83.5 C545T,0.5 7.8 3.65,0.026 0.417 0.543 552,112 -13 10,000 42 0 99 DCJTB,1.0 7.6 3.74,0.031 0.509 0.459 578,92 +13 1,000 43 4.5 94.5 DCJTB,1.0 7.1 2.32,0.019 0.517 0.463 580,92 -36 6,300 44 9.5 89.5 DCJTB,1.0 6.9 2.80,0.024 0.535 0.454 584,88 -31 9,500 45 19.5 79.5 DCJTB,1.0 6.7 3.40,0.030 0.549 0.443 588,88 -6 >10,000 46 39.5 59.5 DCJTB,1.0 592,88(a)N[2,3-a]P-萘并[2,2-a]芘;λmax-峰波长,nm;FWHM-在半极大值时同全光谱宽度,nm;Δcd/A vsJ-当电流密度(J)从0.5增至100mA/cm2时EL效率的损失或增益;RT-室温对照实施例42
类似于对照实施例17构造OLED设备42,除了发光层唯一的主体材料,TBADN,用发光掺杂剂DCJTB掺杂,并且它们的体积比分别为99∶1.0。这种设备的EL特征列在表IV中。实施例43-46
类似于对照实施例42构造OLED设备43-46,除了发光层使用萘并[2,3-a]芘作为第一种主体成分材料,TBADN作为第二种主体成分材料,DCJTB作为掺杂剂制备。萘并[2,3-a]芘、TBADN和DCJTB以体积比为基础的相对含量对于实施例43,44,45和46分别是4.5∶94.5∶1.0、9.5∶89.5∶1.0、19.5∶79.5∶1.0和39.5∶59.5∶1.0。设备43-46的EL特征列于表IV中。从表IV中可看出,设备43-46表明,随着萘并[2,3-a]芘的体积%增加:1)发光效率首先下降然后增加;2)发射颜色从橙黄色迁移至橙红色;3)Δcd/A对J的变化从增益变至首先更大的损失然后变至几乎没有损失;5)相对于对照设备42寿命有530-900%的提高。对照实施例47
构造例如对照实施例33的OLED设备26。这种设备的EL特征列在表V中。实施例48-51
类似于对比实施例47构造OLED设备48-51,除了在发光层(2)将芘用作第一种主体成分材料,TBADN用作第二种主体成分材料。芘和TBADN以体积比为基础的相对含量对于实施例48,49、50和51分别是2∶98、6∶94、15∶85和50∶50。设备48-51的EL特征列于表V中。从表V中可以看出,设备48-51表明,相对于对照设备47寿命有150-180%的提高。
表V实施例42-46a的OLED设备的组成和EL性能(在20mA/cm2时) 实施例 或设备 号#第一种主体成分比,体积% 第二种主 体成分 TBADN, 体积% 掺杂剂, 体积% 驱动 电压,V 效率, cd/A,W/A CIEx CIEy λmax,FWHM, nm 从0.5至 100mA/cm2 的Δcd/A vs J% T50%,h @40 mA/cm2, RT 47 0 100 0 8.7 1.33,0.026 0.166 0.163 460,68 -12 225 48 2 98 0 9.0 1.28,0.026 0.161 0.156 460,68 -12 620 49 6 94 0 9.2 1.30,0.027 0.162 0.151 456,68 -16 570 50 15 85 0 9.0 1.29,0.027 0.162 0.152 460,68 -13 570 51 50 50 0 9.4 1.24,0.023 0.165 0.177 464,72 -11 590(a)λmax-峰波长,nm;FWHM-在半极大值时的全光谱宽度,nm;Δcd/AvsJ-当电流密度(J)从0.5增至100mA/cm2时,EL效率的损失或增益,RT-室温