有機發光器件和用於其中的材料的製作方法
2023-10-05 17:29:54 1
專利名稱：有機發光器件和用於其中的材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及有機發光器件(以下簡稱為0LED)和能夠用於這樣的OLED中的材料。 本發明特別涉及包含發射紅光的發光層的OLED以及用於此的OLED所用的材料。
背景技術：
包含陽極、陰極以及位於該陽極和該陰極之間的有機薄膜發射層的OLEDs是現有技術中已知的。在這樣的器件中，可以從通過空穴與電子的複合產生的激子能量獲得光發射。通常，OLEDs包含多個有機層，其中可以通過跨器件施加電壓而使這些層的至少之一進行電致發光(參見例如Tang等人，Appl. Phys. Lett. 1987，51，913和Burroughes等人， Nature, 1990，347，359)。當跨器件施加電壓時，陰極有效地還原相鄰的有機層(即注入電子)，並且陽極有效地氧化相鄰的有機層(即注入空穴)。空穴和電子跨器件向其各自的帶相反電荷的電極遷移。當空穴和電子在同一分子中相遇時，稱為發生複合，並形成激子。空穴和電子在發光化合物中的複合伴隨著輻射發射，從而產生電致發光。根據空穴和電子的自旋態，由空穴和電子複合得到的激子可以具有三線態或單線態自旋態。來自單線態激子的發光得到螢光，而來自三線態激子的發光得到磷光。從統計的角度，對於OLEDs中通常使用的有機材料，四分之一的激子是單線態，剩餘的四分之三是三線態(參見例如Baldo等人，Phys. Rev. B, 1999，60，14422)。最有效的OLEDs通常基於螢光材料，直到發現存在能夠用於製造實際的電致磷光OLEDs的某些磷光材料(美國專利 No. 6，303，238)，並且隨後表明這樣的電致磷光OLEDs可以具有最高達100%的理論量子效率(即利用所有的三線態和單線態)。螢光材料以僅有25%的最大理論量子效率發光(其中OLED的量子效率指的是空穴和電子複合以產生發光的效率)，因為磷光發射的從三線態到基態的躍遷通常是自旋禁阻的過程。目前已表明電致磷光OLEDs與電致螢光OLEDs相比具有優異的總體器件效率(參見例如Baldo等人，Nature，1998，395，151和Baldo等人， Appl. Phys. Lett. 1999，75 (3)，4)。由於導致單線態-三線態混合的強烈的自旋-軌道耦合，重金屬配合物經常表現出在室溫下從這樣的三線態的有效磷光發射。因此，已表明包含這樣的配合物的OLEDs具有大於75%的內量子效率(Adachi等人，Appl. Phys. Lett.，2000，77，904)。已報導某些有機金屬銥配合物具有強烈的磷光(Lamansky等人，Inorganic Chemistry，2001，40，1704)， 並且已用這些配合物製備了在綠色到紅色光譜發光的有效的OLEDs (Lamansky等人，J. Am. Chem. Soc.，2001，123，4304)。磷光重金屬有機金屬配合物及其各自的器件是美國專利 No. 6，830，828 和 6，902，830 ；美國專利公開 2006/0202194 和 2006/0204785 ；以及美國專利 7，001，536,6, 911，271,6, 939，624 和 6，835，469 的主題。以上所述的OLEDs提供了出色的電流效率、圖像質量、功耗以及納入薄設計產品例如平面屏幕中的能力，並因此保持很多相對於現有技術的優點，例如陰極射線器件。然而，希望得到改善的OLEDs，包括例如具有更大的電流效率的OLEDs的製備。在這方面，已開發了發光材料(磷光材料)，其中從三線態激子獲得光發射以增強內量子效率。如以上所討論，通過在發光層(磷光層)中使用這樣的磷光材料，這樣的OLEDs可以具有最高達100%的理論內量子效率，並且得到的OLED將具有高效率和低功耗。這樣的磷光材料可以在包含這樣的發光層的主體材料中用作摻雜劑。在通過用發光材料例如磷光材料摻雜而形成的發光層中，可以從注入主體材料中的電荷有效地產生激子。其中，激子可以形成於主體材料上或者直接形成於摻雜劑上。為了獲得高的器件效率，主體材料的激發三線態能量(excited triplet energy) EgH必須大於磷光摻雜劑的激發三線態能量EgD。已知CBP(4，4』_雙(N-咔唑基)聯苯)是具有有效的且大的激發三線態能量的材料的代表性實例。參見例如美國專利No. 6，939，624。國際專利申請公開WO 2005/112519公開了這樣一種技術其中將具有含氮環例如咔唑的稠環衍生物等用作表現出紅色磷光的磷光層的主體材料。通過以上技術改善了電流效率和壽命，但是在某些實際使用的情況下是不令人滿意的。螢光主體的激發單線態能量Eg6)大於螢光摻雜劑的，但是這樣的主體的激發三線態能量Eg(T)不一定更大。因此，螢光主體通常不能代替磷光主體作為主體材料使用以提供磷光發射層。其中使用多種芳族烴化合物的OLEDs公開於國際專利申請公開W02007/046685 ； 日本專利申請公開No. 151966/2006 ；日本專利申請公開No. 8588/2005 ；日本專利申請公開 No. 19219/2005 ；日本專利申請公開No. 19219/2005 ；日本專利申請公開No. 75567/2004。然而，沒有公開這些材料作為磷光主體的效率。儘管最近存在有效的重金屬磷光體和得到的OLED技術進展方面的發現，但是仍然需要更大的高溫器件穩定性。具有更長的高溫壽命的器件的製造將有助於開發新的顯示器技術，並幫助實現向平面上的全色電子顯示器的既定目標。本文中所述的OLEDs以及包含在該OLEDs中的磷光發射體材料和主體材料幫助實現該目標。
發明內容
本發明的OLEDs的特徵在於在陰極和陽極之間提供包含單層或多層的有機薄膜層，其中該有機薄膜層包含至少一個發光層，其中至少一個發光層包含至少一種主體材料和至少一種磷光發射體，其中該主體材料包含具有式(1)所示的化學結構的取代或未取代的烴化合物Ra-Ar1-Ar2-Rb(1)其中Ar1Ji^Ra和Rb各自獨立地表示取代或取代或未取代的苯環或者取代或未取代的稠合芳族烴基，所述稠合芳族烴基選自萘環、篇環、熒蒽環、三亞苯環、菲環、苯並菲環、二苯並菲環、苯並三亞苯環、苯並藍壞、茜環和苯並熒蒽環；條件是當Ar1是取代或未取代的苯環時，Ra和Ar2各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烴基，當Ar2是取代或未取代的苯環時，Rb和Ar1各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烴基；並且Ra和Rb的取代基不是芳基。在另一實施方案中，OLED包含主體材料，其中REuRlKAr1和Ar2的至少之一具有一個或多個取代基，並且各個Ra和Rb取代基獨立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1 至20個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、氰基或滷素原子，並且各個Ar1和Ar2取代基獨立地為具有1至20個碳原子的烷基、 具有1至20個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、氰基、滷素原子或具有6至22個碳原子的芳基。在另一個實施方案中，OLED包含主體材料，其中Ra和Ar1表示取代或未取代的萘環；Rb表示稠合芳族烴基，該稠合芳族烴基選自取代或未取代的菲環、取代或未取代的三亞苯環、取代或未取代的苯並菲環、取代或未取代的二苯並菲環、苯並三亞苯環、取代或未取代的熒蒽環、取代或未取代的苯並篇環和取代或未取代的茜環；並且Ar2表示稠合芳族烴基，該稠合芳族烴基選自取代或未取代的苯環、取代或未取代的萘環、取代或未取代的篇環、取代或未取代的熒蒽環、取代或未取代的三亞苯環、取代或未取代的苯並菲環、取代或未取代的二苯並菲環、取代或未取代的苯並三亞苯環、取代或未取代的苯並篇環和取代或未取代的茜環。在另一個實施方案中，OLED包含主體材料，其中Ra和Ar1為萘環；並且Rb選自菲環、三亞苯環、苯並菲環、二苯並菲環、苯並三亞苯環、熒蒽環、苯並篇環和茜環。在另一個實施方案中，OLED包含主體材料，其中Ar1和Ar2各自為萘環，並且該主體材料具有下式(2)表示的化學結構
權利要求
1.包含陽極、陰極和發射層的有機發光器件，其中該發射層位於該陽極和該陰極之間， 並且該發射層包含主體材料和磷光發射體材料，其中(a)該主體材料包含具有下式所示化學結構的取代或未取代的烴化合物
2.權利要求1的有機發光器件，其中，在該主體材料中，Ra、Rb、Ar1和Ar2的至少之一具有一個或多個取代基，並且各個Ra和Rb取代基獨立地為具有1至20個碳原子的烷基、 具有1至20個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、氰基或滷素原子，並且各個Ar1和Ar2取代基獨立地為具有1至20個碳原子的燒基、具有1至20個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、氰基、滷素原子或具有6至22個碳原子的芳基。
3.權利要求1的有機發光器件，其中，在該主體材料中，Ra和Ar1為萘環；並且Rb選自菲環、三亞苯環、苯並菲環、二苯並菲環、苯並三亞苯環、熒蒽環、苯並篇環和茜環。
4.權利要求3的有機發光器件，其中，在該主體材料中，Ra和Ar1各自為萘環，Ar2為苯環，並且Rb為菲環，並且該主體材料具有下式表示的化學結構
5.權利要求1的有機發光器件，其中，在該主體材料中，Ar1和Ar2各自是萘環，並且該主體材料具有下式表示的化學結構
6.權利要求5的有機發光器件，其中Ra、Rb、Ar1和Ar2的至少之一具有一個或多個取代基，並且各個Ra和Rb取代基獨立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1至20個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、氰基或滷素原子，並且各個Ar1和Ar2取代基獨立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1至20 個碳原子的滷代烷基、具有5至18個碳原子的環烷基、具有3至20個碳原子的甲矽烷基、 氰基、滷素原子或具有6至22個碳原子的芳基。
7.權利要求5的有機發光器件，其中Ra和Rb各自獨立地選自菲環、三亞苯環、苯並菲環、二苯並菲環、苯並三亞苯環、熒蒽環、苯並右環和茜環。
8.權利要求1的有機發光器件，其中該主體材料的三線態能量為約2.OeV至約2. SeV0
9.權利要求1的有機發光器件，其中該磷光發射體材料包含磷光有機金屬配合物，其中該取代的化學結構由至少兩個甲基取代。
10.權利要求9的有機發光器件，其中該磷光發射體材料包含具有下列部分化學結構表示的取代的化學結構的磷光有機金屬配合物
11.權利要求1的有機發光器件，其中該磷光發射體材料包含金屬配合物，並且該金屬配合物包含選自Ir、Pt、Os、Au、Cu、Re、Ru的金屬原子和配體。
12.權利要求11的有機發光器件，其中該金屬配合物具有原金屬鍵。
13.權利要求11的有機發光器件，其中該金屬原子為Ir。
14.權利要求11的有機發光器件，其中該磷光發射體材料包含具有下列化學結構表示的取代的化學結構的磷光有機金屬化合物
15.權利要求1的有機發光器件，其中該主體材料包含具有下式表示的化學結構的未取代的芳族烴化合物機金屬化合物
16.權利要求1的有機發光器件，其中該發光層中包含的至少一種磷光材料具有520nm 以上和720nm以下的發光波長最大值。
17.權利要求16的有機發光器件，其中該發射層在陰極和發光層之間包含電子傳輸層或電子注入層，並且該電子傳輸層或電子注入層含有具有含氮六元或五元環骨架的芳環或者具有含氮六元或五元環骨架的稠合芳環化合物。
全文摘要
本發明提供了OLED，其中在陰極和陽極之間提供包含單層或多層的有機薄膜層，其中該有機薄膜層包含至少一個發光層，並且該至少一個發光層包含(a)下式(1)表示的主體材料，其中Ar1、Ar2、Ra和Rb表示取代或未取代的苯環或者稠合芳族烴基，所述稠合芳族烴基選自取代或未取代萘環、環、取代或未取代熒蒽環、三亞苯環、取代或未取代菲環、取代或未取代苯並菲環、取代或未取代二苯並菲環、取代或未取代苯並三亞苯環、取代或未取代苯並環、取代或未取代苉環和取代或未取代苯並熒蒽環；以及(b)至少一種磷光材料包含磷光有機金屬配合物，該配合物具有下式表示的下列部分化學結構之一所表示的取代的化學結構其中各個R獨立地為氫或具有1-3個碳原子的烷基取代基，並且其中該式的至少一個環具有一個或多個所述烷基取代基。
文檔編號C07C15/20GK102203975SQ200880131651
公開日2011年9月28日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者B·丹德拉德, J·J·布朗, K·西村, M·S·韋弗, M·伊藤, M·川村, T·巖熊, 細川地潮 申請人:出光興產株式會社, 通用顯示公司