有机电致发光装置技术领域
本发明涉及一种有机电致发光装置。
背景技术
电致发光(EL)装置是一种自发光装置,其优点在于其提供较宽的视角、较大的对
比率以及较快的响应时间。有机EL装置最初由伊士曼柯达(Eastman Kodak)通过使用芳香
族二胺小分子和铝络合物作为用于形成发光层的材料而开发[《应用物理学快报
(Appl.Phys.Lett.)》51,913,1987]。
当将电力施加到一种或多种有机发光材料时,有机EL装置将电能转化成光。一般
来说,有机EL装置具有包含阳极、阴极以及安置于阳极与阴极之间的有机层的结构。有机EL
装置的有机层包含空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层(包含主体材料和掺杂剂
材料)、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等。取决于其功能,用于形成有机
层的材料可分类为空穴注入材料、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、电子注入材料等。当将电压施加到有机EL装置时,空穴和电
子分别从阳极和阴极注入到发光层。具有高能量的激子通过空穴与电子之间的重组形成。
激子的能量将有机发光化合物置于激发态中,并且激发态的衰减导致使得能级弛豫到基态
中,伴随着发射光。
决定有机EL装置的发光效率的最重要因素是发光材料。发光材料需要具有较量子
效率、高电子迁移率和高空穴迁移率。此外,由发光材料形成的发光层需要为均匀并且稳定
的。取决于光发射观测到的颜色,发光材料可以分类为蓝光、绿光或红光发射材料,并且其
中可以另外包括黄光或橙光发射材料。取决于其功能,发光材料可以分类为主体材料和掺
杂剂材料。近来,开发具有高效率和长寿命的有机EL装置是一紧迫问题。具体来说,考虑
OLED的中等或大尺寸面板的EL特征需求,必须迫切地开发特征比常规材料好的材料。主体
材料以固态充当溶剂并且传递能量,并且因此需要具有高纯度和适于真空沉积的分子量。
此外,主体材料需要具有实现热稳定性的高玻璃转移温度和高热分解温度;实现长寿命的
高电-化学稳定性;容易形成非晶形薄膜;与相邻层的材料良好粘合以及不电子迁移到其它
层。
为了增强色彩纯度、发光效率以及稳定性,发光材料可以用作主体和掺杂剂的混
合物。一般来说,显示良好的电致发光特征的装置包含掺杂剂掺杂于主体中的发光层。在掺
杂剂/主体材料系统中,装置的效率和寿命非常受主体材料影响,并且因此对主体材料的选
择是重要的。
WO 2013/168688 A1、WO 2009/060757 A1以及日本专利申请特许公开号2013-
183036 A1公开了一种采用双咔唑衍生物作为主体材料的有机电致发光装置。但是,所述文
献未专门公开一种采用以下化合物的有机电致发光装置:咔唑的氮原子分别连接到芳基的
双咔唑衍生物和咔唑的氮原子连接到含氮杂芳基的咔唑衍生物作为多种主体;并且连接到
二芳基氨基的芴或螺联芴衍生物作为空穴传输化合物。
发明内容
技术问题
本发明的目标是提供一种具有高效率和长寿命的有机电致发光装置。
问题的解决方案
本发明人发现以上目标可以通过一种包含阳极、阴极以及阳极与阴极之间的有机
层的有机电致发光装置来实现,其中有机层包含一个或多个发光层和一个或多个空穴传输
层;一个或多个发光层中的至少一个包含一种或多种掺杂剂化合物和两种或更多种主体化
合物;两种或更多种主体化合物的第一主体化合物由下式1表示;第二主体化合物由下式2
表示;并且一个或多个空穴传输层中的至少一个包含由下式3表示的化合物:
其中
A1和A2各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基,前提是含氮杂芳基不
是A1和A2的取代基;
L1表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基;
X1到X16各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被
取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代
的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳
基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅
烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的
(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基;或
可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的
脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换;
其中
Ma表示被取代或未被取代的含氮5到11元杂芳基;
La表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基;
Xa到Xh各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被
取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代
的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳
基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅
烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的
(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基;或
可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的
脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换;
其中
A4和A5各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基;
L3表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基;
Z1到Z9各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被
取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代
的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳
基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅
烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的
(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基;或
可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的
脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换;
n表示0或1的整数;
t表示0、1或2的整数;并且
所述杂芳基含有至少一个选自B、N、O、S、Si以及P的杂原子。
本发明的有利效应
本发明的有机电致发光装置具有高效率和长寿命。可以制造使用有机电致发光装
置的显示系统或照明系统。
本发明的模式
在下文中,将对本发明进行详细描述。但是,以下描述旨在解释本发明,并且不以
任何方式意味着限制本发明的范围。
本发明的有机电致发光装置的详情如下。
根据本发明的有机电致发光装置的一个实施例,式1化合物可以由下式5、6、7或8
表示。
其中A1、A2、L1和X1到X16如式1中所定义。
在式1中,A1和A2各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基。A1和A2可以
各自独立地优选地表示被取代或未被取代的(C6-C18)芳基;并且更优选地表示未被取代或
被氰基、卤素、(C1-C6)烷基、(C6-C12)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C18)芳基。
具体来说,A1和A2可以各自独立地选自由以下各者组成的群组:被取代或未被取代的苯基、
被取代或未被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基、被取
代或未被取代的芴基、被取代或未被取代的苯并芴基、被取代或未被取代的菲基、被取代或
未被取代的蒽基、被取代或未被取代的茚基、被取代或未被取代的三亚苯基、被取代或未被
取代的芘基、被取代或未被取代的并四苯基、被取代或未被取代的苝基、被取代或未被取代
的屈基、被取代或未被取代的苯基萘基、被取代或未被取代的萘基苯基以及被取代或未被
取代的荧蒽基。本文中,被取代的苯基等的取代基可以是氰基、卤素、(C1-C6)烷基、(C6-
C12)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基。A1和A2可以相同或不同。
在式1中,X1到X16各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-
C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代
或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3
到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-
C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未
被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳
基氨基;或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环
或多环的脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂
原子置换。X1到X16可以各自独立地优选地表示氢、氰基、被取代或未被取代的(C1-C10)烷
基、被取代或未被取代的(C6-C20)芳基、被取代或未被取代的5到20元杂芳基或被取代或未
被取代的三(C6-C12)芳基硅烷基;并且更优选地氢;氰基;(C1-C10)烷基;未被取代或被氰
基、(C1-C10)烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C20)芳基;未被取代或被(C1-C10)
烷基、(C6-C15)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的5到20元杂芳基;或未被取代或被(C1-
C10)烷基取代的三(C6-C12)芳基硅烷基。具体地说,X1到X16可以各自独立地表示氢;氰基;
(C1-C6)烷基;未被取代或被氰基、(C1-C6)烷基或三苯基硅烷基取代的苯基、联二苯、联三
苯或萘基;未被取代或被(C1-C6)烷基、苯基、联二苯、萘基或三苯基硅烷基取代的二苯并噻
吩或二苯并呋喃;或未被取代或被(C1-C6)烷基取代的三苯基硅烷基。
在式1中,L1表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基。优选地,L1可以表示
单键或被取代或未被取代的(C6-C15)亚芳基。
L1可以表示单键或选自下式9到21的基团。
其中
Xi到Xp各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基、被
取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未被取代
的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30元杂芳
基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)芳基硅
烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的
(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基;或
可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多环的
脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换;
并且表示结合位点。
Xi到Xp可以各自独立地优选地表示氢、卤素、氰基、(C1-C10)烷基、(C3-C20)环烷
基、(C6-C12)芳基、(C1-C6)烷基二(C6-C12)芳基硅烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基;并且更
优选地表示氢、氰基、(C1-C6)烷基或三(C6-C12)芳基硅烷基。
在式2中,Ma表示被取代或未被取代的含氮5到11元杂芳基。Ma可以优选地表示被
取代或未被取代的含氮6到10元杂芳基。更优选地,Ma可以表示被以下各者取代的含氮6到
10元杂芳基:未被取代的(C6-C18)芳基;被氰基取代的(C6-C12)芳基;被(C1-C6)烷基取代
的(C6-C12)芳基;被三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C12)芳基或6到15元杂芳基。
具体地说,Ma可以表示选自由以下各者组成的群组的被取代或未被取代的单环型
杂芳基:被取代或未被取代的吡咯基、被取代或未被取代的咪唑基、被取代或未被取代的吡
唑基、被取代或未被取代的三嗪基、被取代或未被取代的四嗪基、被取代或未被取代的三唑
基、被取代或未被取代的四唑基、被取代或未被取代的吡啶基、被取代或未被取代的吡嗪
基、被取代或未被取代的嘧啶基以及被取代或未被取代的哒嗪基;或选自由以下各者组成
的群组的被取代或未被取代的稠环型杂芳基:被取代或未被取代的苯并咪唑基、被取代或
未被取代的异吲哚基、被取代或未被取代的吲哚基、被取代或未被取代的吲唑基、被取代或
未被取代的苯并噻二唑基、被取代或未被取代的喹啉基、被取代或未被取代的异喹啉基、被
取代或未被取代的噌啉基、被取代或未被取代的喹唑啉基、被取代或未被取代的萘啶基以
及被取代或未被取代的喹喔啉基。优选地,Ma可以表示被取代或未被取代的三嗪基、被取代
或未被取代的嘧啶基、被取代或未被取代的吡啶基、被取代或未被取代的喹啉基、被取代或
未被取代的异喹啉基、被取代或未被取代的喹唑啉基、被取代或未被取代的萘啶基或被取
代或未被取代的喹喔啉基。用于Ma的经取代吡咯基等的取代基可以选自(C6-C18)芳基、被
氰基取代的(C6-C12)芳基、被(C1-C6)烷基取代的(C6-C12)芳基、被三(C6-C12)芳基硅烷
基、氰基、(C1-C6)烷基、三(C6-C12)芳基硅烷基或6到15元杂芳基取代的(C6-C12)芳基。具
体地说,取代基可以选自苯基、联二苯、联三苯、萘基、苯基萘基、萘基苯基、菲基、蒽基、二苯
并噻吩基或二苯并呋喃基,以上者未被取代或被氰基、(C1-C6)烷基或三苯基硅烷基取代。
在式2中,La表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基。优选地,La可以表
示表示单键或被取代或未被取代的(C6-C12)亚芳基。具体地说,La可以表示单键或式9到21
中的一个。
在式2中,Xa到Xh各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-
C30)烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代
或未被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3
到30元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-
C30)芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未
被取代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳
基氨基;或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环
或多环的脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂
原子置换。优选地,Xa到Xh可以各自独立地表示氢、氰基、被取代或未被取代的(C6-C15)芳
基、被取代或未被取代的10到20元杂芳基或被取代或未被取代的三(C6-C10)芳基硅烷基,
或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C6-C20)单环或多环
的芳环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。更优选地,
Xa到Xh可以各自独立地表示氢、氰基、未被取代或被三(C6-C10)芳基硅烷基取代的(C6-
C15)芳基,或未被取代或被(C6-C12)芳基取代的10到20元杂芳基;或可以连接到相邻的一
个或多个取代基以形成被取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的吲哚、被取代或未被
取代的苯并吲哚、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的苯并呋喃或被取代或未被
取代的苯并噻吩。
在式3中,A4和A5各自独立地表示被取代或未被取代的(C6-C30)芳基。具体地说,A4
和A5可以各自独立地选自由以下各者组成的群组:被取代或未被取代的苯基、被取代或未
被取代的联二苯、被取代或未被取代的联三苯、被取代或未被取代的萘基、被取代或未被取
代的菲基、被取代或未被取代的蒽基、被取代或未被取代的芘基、被取代或未被取代的并四
苯基、被取代或未被取代的屈基、被取代或未被取代的芴基、被取代或未被取代的苯并芴
基、被取代或未被取代的荧蒽基、被取代或未被取代的三亚苯基以及被取代或未被取代的
螺联芴基。具体地说,A4和A5的经取代芳基(如经取代苯基)的取代基可以选自(C1-C10)烷
基、氰基、卤素、(C6-C18)芳基或6到18元杂芳基;并且更具体地说,(C1-C6)烷基、氰基、卤
素、苯基、联二苯、联三苯、萘基、菲基、蒽基、芘基、并四苯基、屈基、芴基、被两个(2)甲基取
代的芴基、被两个(2)苯基取代的芴基、被甲基和苯基取代的芴基、二苯并噻吩基、二苯并呋
喃基或咔唑基。A4和A5可以相同或不同。
在式3中,L3表示单键或被取代或未被取代的(C6-C30)亚芳基;优选地单键或被取
代或未被取代的(C6-C18)亚芳基;并且更优选地单键,或未被取代或被(C1-C6)烷基或苯基
取代的(C6-C18)亚芳基。具体地说,L3可以表示单键或苯基。
在式3中,Z1到Z9各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)
烷基、被取代或未被取代的(C2-C30)烯基、被取代或未被取代的(C2-C30)炔基、被取代或未
被取代的(C3-C30)环烷基、被取代或未被取代的(C6-C60)芳基、被取代或未被取代的3到30
元杂芳基、被取代或未被取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、被取代或未被取代的三(C6-C30)
芳基硅烷基、被取代或未被取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、被取代或未被取
代的(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基或被取代或未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨
基;或可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或多
环的脂环族或芳香族环,其一个或多个碳原子可以被至少一个选自氮、氧以及硫的杂原子
置换。优选地,Z1到Z9可以各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)
烷基、被取代或未被取代的(C6-C30)芳基、被取代或未被取代的6到30元杂芳基或被取代或
未被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基;或选自作为一对相邻取代基的Z1与Z2、Z2与Z3、Z4与
Z5、Z5与Z6、Z7与Z8以及Z8与Z9的一到三个对可以形成被取代或未被取代的(C3-C30)单环或
多环的芳环,其一个或多个碳原子可以被一到三个选自氮、氧以及硫的杂原子置换。具体地
说,Z1到Z9可以各自独立地表示氢、(C1-C6)烷基或单或二(C6-C18)芳基氨基;或选自作为一
对相邻取代基的Z1与Z2、Z2与Z3、Z4与Z5、Z5与Z6、Z7与Z8以及Z8与Z9的一到两个对可以形成被
取代或未被取代的苯、被取代或未被取代的茚、被取代或未被取代的环戊萘、被取代或未被
取代的苯并噻吩或被取代或未被取代的苯并呋喃。本文中,针对Z1到Z9,经取代烷基、经取代
芳基等的取代基可以具体地选自氘、卤素、氰基、(C1-C6)烷基、(C6-C18)芳基、6到18元杂芳
基或单或二(C6-C18)芳基氨基;并且更具体地选自(C1-C6)烷基或单或二(C6-C18)芳基氨
基。
在式3中,n表示0或1的整数。
在式3中,t表示0、1或2的整数。优选地,t是0时,Z1到Z9中的至少一个是被取代或未
被取代的单或二(C6-C30)芳基氨基。更优选地,t是1或2的整数。
本文中,“(C1-C30)烷基”指示具有1到30个、优选1到20个并且更优选1到10个碳原
子的直链或分支链烷基,并且包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。
“(C2-C30)烯基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个碳原子的直链或分支
链烯基,并且包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基丁-
2-烯基等。“(C2-C30)炔基”指示具有2到30个、优选2到20个并且更优选2到10个碳原子的直
链或分支链炔基,并且包括乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-
甲基戊-2-炔基等。“(C3-C30)环烷基”指示具有3到30个、优选3到20个并且更优选3到7个碳
原子的单环或多环烃,并且包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。“3到7元杂环烷基”指示
具有3到7个、优选5到7个环主链原子(包括至少一个选自由B、N、O、S、Si以及P,优选O、S以及
N组成的群组的杂原子)的环烷基,并且包括四氢呋喃、吡咯烷、硫杂环戊烷、四氢吡喃等。此
外,“(C6-C30)芳基(亚)”指示来源于芳香族烃并且具有6到30个、优选6到20个并且更优选6
到15个环主链碳原子的单环或稠环基团,并且包括苯基、联二苯、联三苯、萘基、联萘、苯基
萘基、萘基苯基、芴基、苯基芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、苯基菲基、蒽基、茚基、三亚
苯基、芘基、并四苯基、苝基、屈基、稠四苯基、荧蒽基等。“3到30元杂芳基”指示具有3到30个
环主链原子(包括至少一个、优选1到4个选自由B、N、O、S、Si以及P组成的群组的杂原子)的
芳基;可以是单环或与至少一个苯环稠合的稠环;可以是部分饱和的;可以是通过使至少一
个杂芳基或芳基经由一个或多个单键连接到杂芳基所形成的基团;并且包括单环型杂芳
基,如呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁
唑基、噁二唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、呋吖基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基
等,和稠环型杂芳基,如苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻
吩基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、苯并噁唑基、异吲哚基、吲哚
基、苯并吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔
唑基、啡噁嗪基、啡啶基、苯并间二氧杂环戊烯基等。“含氮5到30元杂芳基”指示具有5到30
个、优选5到20个并且更优选5到15个环主链原子(包括至少一个、优选1到4个氮)的芳基;可
以是单环或与至少一个苯环稠和的稠环;可以是部分饱和的;可以是通过使至少一个杂芳
基或芳基经由一个或多个单键连接到杂芳基所形成的基团;并且包括单环型杂芳基,如吡
咯基、咪唑基、吡唑基、三嗪基、四嗪基、三唑基、四唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等,
和稠环型杂芳基,如苯并咪唑基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、异喹啉
基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡啶基等。此外,“卤素”包括F、Cl、Br以及I。
本文中,表述“被取代或未被取代的”中的“被取代的”意味着某一官能团中的氢原
子被另一个原子或基团(即取代基)置换。在本发明的式子中,在式1和2的A1、A2、L1、X1到X16、
Ma、La以及Xa到Xh中,被取代的烷基、被取代的烯基、被取代的炔基、被取代的环烷基、被取
代的芳基(亚)、被取代的杂芳基、被取代的三烷基硅烷基、被取代的芳基硅烷基、被取代的
二烷基芳基硅烷基、被取代的单或二芳基氨基、被取代的含氮杂芳基的每个取代基可以各
自独立地是选自由以下各者组成的群组的至少一者:氘;卤素;氰基;羧基;硝基;羟基;(C1-
C30)烷基;卤基(C1-C30)烷基;(C2-C30)烯基;(C2-C30)炔基;(C1-C30)烷氧基;(C1-C30)烷
基硫基;(C3-C30)环烷基;(C3-C30)环烯基;3到7元杂环烷基;(C6-C30)芳氧基;(C6-C30)芳
基硫基;未被取代或被(C6-C30)芳基取代的3到30元杂芳基;未被取代或被氰基、3到30元杂
芳基或三(C6-C30)芳基硅烷基取代的(C6-C30)芳基;三(C1-C30)烷基硅烷基;三(C6-C30)
芳基硅烷基;二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基;(C1-C30)烷基二(C6-C30)芳基硅烷基;
氨基;单或二(C1-C30)烷基氨基;单或二(C6-C30)芳基氨基;(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基氨
基;(C1-C30)烷基羰基;(C1-C30)烷氧基羰基;(C6-C30)芳基羰基;二(C6-C30)芳基硼基;二
(C1-C30)烷基硼基;(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硼基;(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基以及
(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基,并且优选是氰基;(C1-C6)烷基;5到15元杂芳基;未被取代或
被氰基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C18)芳基;三(C6-C12)芳基硅烷基以及(C1-
C6)烷基(C6-C12)芳基。
在式1中,X1到X16的三芳基硅烷基优选是三苯基硅烷基。
由式1表示的第一主体化合物包括以下各项,但不限于此。
由式2表示的第二主体化合物包括以下各项,但不限于此。
由式3表示的空穴传输化合物包括以下各项,但不限于此。
本发明的有机电致发光装置包含阳极、阴极以及阳极与阴极之间的有机层,其中
有机层包含一个或多个发光层和一个或多个空穴传输层;一个或多个发光层中的至少一个
包含一种或多种掺杂剂化合物和两种或更多种主体化合物;两种或更多种主体化合物的第
一主体化合物由式1表示;第二主体化合物由式2表示;并且一个或多个空穴传输层中的至
少一个包含由式3表示的化合物。
发光层指示发出光的层。优选的是,按主体化合物和掺杂剂化合物的总量计,掺杂
剂化合物的掺杂量小于20wt%。在本发明的有机电致发光装置中,第一主体材料与第二主
体材料之间的重量比可以在1:99到99:1并且具体地30:70到70:30的范围内。
除发光层和空穴传输层以外,有机层可以进一步包含至少一个选自空穴注入层、
电子传输层、电子注入层、电子缓冲层、夹层、空穴阻挡层以及电子阻挡层的层。
本发明的有机电致发光装置中包含的掺杂剂优选是至少一种磷光掺杂剂。用于本
发明的有机电致发光装置的磷光掺杂剂材料不受限制,但可以优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、
铜(Cu)或铂(Pt)的金属化络合化合物,更优选地选自铱(Ir)、锇(Os)、铜(Cu)或铂(Pt)的邻
位金属化络合化合物,并且甚至更优选地是邻位金属化铱络合化合物。
磷光掺杂剂可以优选地选自由下式101到103表示的化合物组成的群组。
其中L选自以下结构:
R100表示氢、被取代或未被取代的(C1-C30)烷基或被取代或未被取代的(C3-C30)
环烷基;R101到R109和R111到R123各自独立地表示氢、氘、卤素、未被取代或被卤素取代的(C1-
C30)烷基、氰基、被取代或未被取代的(C1-C30)烷氧基、或被取代或未被取代的(C3-C30)环
烷基;R106到R109可以各自独立地连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代
的3到30元单环或多环的脂环族或芳香族环(例如,被取代或未被取代的芴、被取代或未被
取代的二苯并噻吩或被取代或未被取代的二苯并呋喃);R120到R123可以各自独立地连接到
相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的3到30元单环或多环的脂环族或芳香
族环(例如,被取代或未被取代的喹啉);R124到R127各自独立地表示氢、氘、卤素、被取代或未
被取代的(C1-C30)烷基或被取代或未被取代的(C6-C30)芳基;在R124、R125、R126或R127是芳基
时,其可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取代的3到30元单环或多
环的脂环族或芳香族环(例如,被取代或未被取代的芴、被取代或未被取代的二苯并噻吩或
被取代或未被取代的二苯并呋喃);R201到R211各自独立地表示氢、氘、卤素、未被取代或被卤
素取代的(C1-C30)烷基、被取代或未被取代的(C3-C30)环烷基或被取代或未被取代的(C6-
C30)芳基;R208、R209、R210或R211可以连接到相邻的一个或多个取代基以形成被取代或未被取
代的3到30元单环或多环的脂环族或芳香族环(例如,被取代或未被取代的芴、被取代或未
被取代的二苯并噻吩或被取代或未被取代的二苯并呋喃);r和s各自独立地表示1到3的整
数;当r或s是2或更大的整数时,R100中的每一个可以相同或不同;并且e表示1到3的整数。
具体来说,磷光掺杂剂材料包括以下各项:
在本发明的有机电致发光装置中,有机层可以进一步包含至少一种选自由芳胺类
化合物和苯乙烯基芳基胺类化合物组成的群组的化合物。
在本发明的有机电致发光装置中,有机层可进一步包含至少一种选自由以下各者
组成的群组的金属:周期表的第1族金属、第2族金属、第4周期的过渡金属、第5周期的过渡
金属、镧系元素和d-过渡元素的有机金属,或至少一种包含所述金属的络合化合物。
在本发明的有机电致发光装置中,至少一个层(在下文中“表面层”)优选地可以置
于一个或两个电极的内表面(一个或两个)上,选自硫族化物层、金属卤化物层以及金属氧
化物层。具体来说,硅或铝的硫族化合物(包括氧化物)层优选地置于电致发光中间层的阳
极表面上,并且金属卤化物层或金属氧化物层优选地置于电致发光中间层的阴极表面上。
这类表面层为有机电致发光装置提供操作稳定性。优选地,硫族化物包括SiOX(1≤X≤2)、
AlOX(1≤X≤1.5)、SiON、SiAlON等;金属卤化物包括LiF、MgF2、CaF2、稀土金属氟化物等;并
且金属氧化物包括Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等。
除空穴传输层以外,空穴注入层、电子阻挡层或其组合可以安置于阳极与发光层
之间。空穴注入层可以由两层或更多层组成,以便降低从阳极向空穴传输层或电子阻挡层
注入空穴的能垒(或注入空穴的电压)。所述层中的每一层可以包含两种或更多种化合物。
电子阻挡层可以由两层或更多层组成。
电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层或其组合可以安置于发光层与
阴极之间。电子缓冲层可以由两层或更多层组成,以便控制电子注入并且改进发光层与电
子注入层之间的界面特征。所述层中的每一层可以包含两种或更多种化合物。空穴阻挡层
或电子传输层可以由两层或更多层组成,并且所述层中的每一层可以包含两种或更多种化
合物。
在本发明的有机电致发光装置中,电子传输化合物和还原性掺杂剂的混合区、或
空穴传输化合物和氧化性掺杂剂的混合区可以置于一对电极的至少一个表面上。在这种情
况下,电子传输化合物被还原为阴离子,并且因此变得更容易从混合区注入并且传输电子
到电致发光媒介。此外,空穴传输化合物被氧化为阳离子,并且因此变得更容易从混合区注
入并且传输空穴到电致发光媒介。优选地,氧化性掺杂剂包括各种路易斯酸(Lewis acid)
和受体化合物;并且还原性掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属、稀土金属以及其
混合物。还原性掺杂剂层可以用作电荷产生层以制备具有两个或更多个发光层并且发射白
光的电致发光装置。
为了形成本发明的有机电致发光装置的每一层,可以使用干式成膜方法,如真空
蒸发、溅镀、等离子体以及离子电镀方法;或湿式成膜方法,如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂
布、旋转涂布、浸渍涂布以及流动涂布方法。在用本发明的第一主体化合物和第二主体化合
物形成层时,可以将其共蒸发或混合蒸发。
当使用湿式成膜方法时,薄膜可以通过将形成每一层的材料溶解或扩散到任何合
适的溶剂中来形成,所述溶剂如乙醇、氯仿、四氢呋喃、二噁烷等。所述溶剂可以是形成每一
层的材料可以溶解或扩散于其中并且不存在成膜能力问题的任何溶剂。
在本发明的有机电致发光装置中,用于发光层的两种或更多种主体化合物可以共
蒸发或混合蒸发。在本文中,共蒸发指示用于使两种或更多种材料以混合物形式沉积的方
法,通过将所述两种或更多种材料中的每一种引入相应坩埚单元中,并且向所述单元施加
电流以便所述材料中的每一种蒸发来进行。在本文中,混合蒸发指示用于使两种或更多种
材料以混合物形式沉积的方法,通过将所述两种或更多种材料在一个坩埚单元中混合,随
后沉积,并且向所述单元施加电流以便使所述混合物蒸发来进行。
本发明的有机电致发光装置可以用于制造显示系统或照明系统。
在下文中,包含本发明的主体化合物和空穴传输化合物的装置的制备方法以及所
述装置的发光特性将参照以下实例详细阐述。
[装置实例1-1到1-8]通过蒸发本发明的空穴传输化合物并且共蒸发本发明的第
一主体化合物和第二主体化合物而制备的OLED
如下使用本发明的发光材料制备有机电致发光装置(OLED)。将OLED(吉奥马
(Geomatec))的玻璃衬底上的透明电极氧化铟锡(ITO)薄膜(10Ω/sq)依序用丙酮、乙醇以
及蒸馏水进行超声洗涤,并且接着储存于异丙醇中。接着将ITO衬底安装在真空气相沉积设
备的衬底固持器上。将N4,N4'-联二苯-N4,N4'-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-联二苯]-
4,4'-二胺(HI-1)引入真空气相沉积设备的一单元中,并且接着将设备腔室中的压力控制
到10-6托。此后,向所述单元施加电流以蒸发HI-1,从而在ITO衬底上形成厚度是80nm的第
一空穴注入层。接着,将1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲-六甲腈(HI-2)引入真空气相沉积设
备的另一个单元中,并且通过向所述单元施加电流来蒸发,从而在第一空穴注入层上形成
厚度是3nm的第二空穴注入层。将N-([1,1'-联二苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-
9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺引入真空气相沉积设备的一个单元中,并且通过向所述
单元施加电流来蒸发,从而在第二空穴注入层上形成厚度是10nm的第一空穴传输层。接着
将展示于下表1中的第二空穴传输化合物引入真空气相沉积设备的另一个单元中,并且通
过向所述单元施加电流来蒸发,从而在第一空穴传输层上形成厚度是30nm的第二空穴传输
层。分别将作为主体材料的H1-34或H1-35和H2-31引入真空气相沉积设备的两个单元中。将
掺杂剂化合物D-25引入另一个单元中。两种主体化合物以1:1的相同速率蒸发,而掺杂剂以
与主体化合物不同的速率蒸发,使得掺杂剂以按主体和掺杂剂的总量计15wt%的掺杂量沉
积,以在空穴传输层上形成厚度是40nm的发光层。分别将2,4-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-
基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(ET-1)和喹啉锂(EI-1)引入真空气相沉积设备的两个单元
中,并且以4:6的速率蒸发,从而在发光层上形成厚度是35nm的电子传输层。在电子传输层
上沉积喹啉锂(EI-1)作为厚度为2nm的电子注入层后,接着通过另一个真空气相沉积设备
在所述电子注入层上沉积厚度是80nm的Al阴极。
[比较实例1-1和1-2]使用HTL-A作为第二空穴传输化合物的OLED
以与装置实例1-1到1-8中相同的方式制备OLED,例外为将下文展示的HTL-A用作
第二空穴传输化合物。
测量以上所制备OLED的发光效率、CIE颜色座标、1,000nit下的驱动电压、以及15,
000nit和恒定电流(T85寿命)下亮度从100%降低到85%所耗的时间。
装置实例1-1到1-8以及比较实例1-1到1-2中所制备的有机电致发光装置的发光
特征展示于下表1中。
[表1]
如装置实例中所确认,本发明的有机电致发光装置通过包含特定空穴传输化合物
和多种主体具有比常规装置更好的寿命。