本發(fā)明涉及多組分主體材料和包含其的有機(jī)電致發(fā)光裝置。
背景技術(shù):
電致發(fā)光(EL)裝置為自發(fā)光裝置,其具有提供更寬視角、更高對比率以及更快響應(yīng)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)EL裝置最初由伊士曼柯達(dá)(Eastman Kodak)通過使用小型芳香族二胺分子和鋁絡(luò)合物作為用于形成發(fā)光層的材料而開發(fā)[參看《應(yīng)用物理學(xué)報(bào)》(Appl.Phys.Lett.)51,913,1987]。
有機(jī)EL裝置通過將電荷注入到有機(jī)發(fā)光材料中來將電能變成光,且通常包含陽極、陰極和形成于兩個(gè)電極之間的有機(jī)層。有機(jī)EL裝置的有機(jī)層可由以下構(gòu)成:空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、電子阻擋層(EBL)、發(fā)光層(EML)(含有主體和摻雜劑材料)、電子緩沖層、空穴阻擋層(HBL)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)等;用于有機(jī)層的材料可歸類為空穴注入材料、空穴傳輸材料、電子阻擋材料、發(fā)光材料、電子緩沖材料、空穴阻擋材料、電子傳輸材料、電子注入材料等,視功能而定。在有機(jī)EL裝置中,來自陽極的空穴和來自陰極的電子通過注入電荷而注入到發(fā)光層中,且具有高能的激子通過電洞和電子的重組來產(chǎn)生。有機(jī)發(fā)光化合物利用能量移動(dòng)到激發(fā)態(tài),且當(dāng)有機(jī)發(fā)光化合物從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí),發(fā)射從能量變化的光。
決定有機(jī)EL裝置中的發(fā)光效率的最重要因素為發(fā)光材料。發(fā)光材料需要具有以下特征:高量子效率、電子和空穴的高移動(dòng)程度、均勻?qū)拥目尚纬尚砸约胺€(wěn)定性。發(fā)光材料根據(jù)發(fā)光顏色歸類為發(fā)藍(lán)光材料、發(fā)綠光材料以及發(fā)紅光材料,且進(jìn)一步包括發(fā)黃光材料或發(fā)橙光材料。此外,發(fā)光材料在功能方面歸類為主體材料和摻雜劑材料。近來,迫切的任務(wù)是開發(fā)具有高功效和長操作壽命的有機(jī)EL裝置。具體來說,考慮到中尺寸和大尺寸OLED面板中所需的EL特性,開發(fā)相對于常規(guī)發(fā)光材料的高度優(yōu)異的發(fā)光材料為迫切的。為此,優(yōu)選地,作為固態(tài)和能量發(fā)射器中的溶劑,主體材料應(yīng)具有高純度和適合的分子量以便在真空下沉積。此外,需要主體材料具有高玻璃轉(zhuǎn)化溫度和熱解溫度以保證熱穩(wěn)定性,高電化學(xué)穩(wěn)定性以提供長壽命,非晶形薄膜的易于可形成性,與相鄰層的良好粘著以及層間無移動(dòng)。
可使用摻雜劑/主體材料的混合系統(tǒng)作為發(fā)光材料來改善色彩純度、發(fā)光效率以及穩(wěn)定性。通常,具有最優(yōu)異EL特性的裝置包含發(fā)光層,其中摻雜劑摻雜在主體上。如果使用摻雜劑/主體材料系統(tǒng),那么重要的是主體材料的選擇,因?yàn)橹黧w材料極大地影響發(fā)光裝置的效率和性能。
WO 2013/168688A1、日本專利第3139321號、韓國專利第10-1170666號、韓國專利申請案公開第10-2012-0013173號以及WO 2013/112557A1公開包含摻雜劑/主體材料系統(tǒng)的有機(jī)EL裝置。上述文獻(xiàn)使用一種具有咔唑-咔唑骨架的主體組分,或從第二和第三主體排除具有咔唑骨架的主體。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)與在發(fā)光層中使用單組分主體化合物相比,使用多組分主體化合物的有機(jī)EL裝置具有高效率和長壽命,所述多組分主體化合物具有特定的含有芳基的二咔唑衍生物和特定的包括含氮雜芳基的咔唑衍生物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
待解決的問題
本發(fā)明的目標(biāo)為提供具有高效率和長壽命的有機(jī)EL裝置。
問題的解決方案
上述目標(biāo)可通過有機(jī)電致發(fā)光裝置實(shí)現(xiàn):所述有機(jī)電致發(fā)光裝置包含在陽極與陰極之間的至少一個(gè)發(fā)光層,其中所述發(fā)光層包含主體和磷光摻雜劑;所述主體由多組分主體化合物組成;所述多組分主體化合物的至少一種第一主體化合物由作為特定的含有芳基的二咔唑衍生物的下式1表示,且第二主體化合物由作為特定的包括含氮雜芳基的咔唑衍生物的下式2表示:
其中
A1和A2各自獨(dú)立地表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基;
X1到X16各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)炔基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單或二(C6-C30)芳基氨基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;
Ma表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的含氮5到30元雜芳基;
La表示單鍵或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)亞芳基;
Xa到Xh各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)炔基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單或二(C6-C30)芳基氨基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;
所述稠合芳香族或雜芳香族環(huán)選自由以下組成的群組:苯、吲哚、茚、苯并呋喃和苯并噻吩,其可進(jìn)一步經(jīng)(C1-C10)烷基或(C6-C15)芳基取代;且
所述雜芳基含有至少一個(gè)選自B、N、O、S、P(=O)、Si和P的雜原子。
本發(fā)明的作用
根據(jù)本發(fā)明,提供具有高效率和長壽命的有機(jī)EL裝置,且可制造使用所述有機(jī)EL裝置的顯示裝置或照明裝置。
具體實(shí)施方式
在下文中,將對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。然而,以下描述旨在解釋本發(fā)明,并且不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
式1化合物由以下式3、4、5或6表示:
其中
A1、A2和X1到X16如式1中所定義。
在式1中,A1和A2各自獨(dú)立地表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基;優(yōu)選地,經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C18)芳基;更優(yōu)選地,(C6-C18)芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)(C1-C6)烷基、(C6-C12)芳基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代;且甚至更優(yōu)選地,苯基、聯(lián)苯、聯(lián)三苯、萘基、芴基、菲基、蒽基、茚基、聯(lián)亞三苯基、芘基、并四苯基、苝基、屈基、稠四苯基或熒蒽基。
在式1中,X1到X16各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)炔基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單或二(C6-C30)芳基氨基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;優(yōu)選地,氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C20)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C12)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到15元雜芳基;且更優(yōu)選地,氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C18)芳基、未經(jīng)取代的三苯基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二苯并噻吩基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二苯并呋喃基。
式2化合物由以下式7、8或9表示:
其中
V和W各自獨(dú)立地表示單鍵、NR15、CR16R17、S或O,其限制條件為V和W兩者既不表示單鍵也不表示NR15;
A2表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基且可鍵結(jié)到Xn或Xo;
L3和L4各自獨(dú)立地表示單鍵或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)亞芳基;
Xi表示氫、氘、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)炔基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單或二(C6-C30)芳基氨基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;
Xj到Xz各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、羧基、硝基、羥基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到7元雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、-NR5R6、或-SiR7R8R9;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;
Ma、La、Xa、Xb和Xe到Xh如式2中所定義;
R5到R9各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、羧基、硝基、羥基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到7元雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;優(yōu)選地,氫、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C25)芳基;更優(yōu)選地,氫或未經(jīng)取代的(C6-C18)芳基;且具體來說,氫、未經(jīng)取代的苯基、聯(lián)苯基或芴基;
R16和R17各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、羧基、硝基、羥基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到7元雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基;且
R15表示氫、氘、鹵素、氰基、羧基、硝基、羥基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到7元雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基;優(yōu)選地,經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基;且更優(yōu)選地,經(jīng)取代或未經(jīng)取代的苯基、未經(jīng)取代的聯(lián)苯基、未經(jīng)取代的萘基、或經(jīng)取代的芴基。
在式2中,La表示單鍵、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)亞芳基;優(yōu)選地,單鍵、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C12)亞芳基;且更優(yōu)選地,單鍵、(C6-C12)亞芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)三(C6-C10)芳基硅烷基或(C6-C12)芳基取代。
此外,La表示單鍵,或由選自下式10到19的一個(gè)表示:
其中
Xi到Xp各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C2-C30)炔基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C60)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的3到30元雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C1-C30)烷基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C30)芳基硅烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單或二(C6-C30)芳基氨基;或在相鄰取代基之間連接以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),其碳原子環(huán)可以經(jīng)至少一個(gè)選自氮、氧和硫的雜原子置換;優(yōu)選地,氫、氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C15)芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的10到20元雜芳基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的三(C6-C10)芳基硅烷基;更優(yōu)選地,氫、氰基、(C6-C15)芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)三(C6-C10)芳基硅烷基取代,或10到20元雜芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)(C6-C15)芳基取代。
在式2中,Ma表示經(jīng)取代或未經(jīng)取代的含氮5到11元雜芳基;優(yōu)選地,經(jīng)取代或未經(jīng)取代的含氮6到10元雜芳基;且更優(yōu)選地,含氮6到10元雜芳基,其經(jīng)選自由以下組成的群組的取代基取代:未經(jīng)取代的(C6-C18)芳基、經(jīng)氰基取代的(C6-C12)芳基、經(jīng)(C1-C6)烷基取代的(C6-C12)芳基、經(jīng)三(C6-C12)芳基硅烷基取代的(C6-C12)芳基、和6到15元雜芳基。
此外,Ma表示選自由以下組成的群組的基于單環(huán)的雜芳基: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、噠嗪基等,或選自由以下組成的群組的基于稠合環(huán)的雜芳基:苯并咪唑基、異吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、異喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、萘啶基、喹喔啉基、咔唑基、啡啶基等;優(yōu)選地,三嗪基、嘧啶基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、喹唑啉基、萘啶基或喹喔啉基。
在本文中,“(C1-C30)(亞)烷基”意指具有1到30個(gè)碳原子的直鏈或支鏈(亞)烷基,其中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為1到20,更優(yōu)選地1到10,且包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基等?!?C2-C30)烯基”意指具有2到30個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烯基,其中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為2到20,更優(yōu)選地2到10,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”為具有2到30個(gè)碳原子的直鏈或支鏈炔基,其中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為2到20,更優(yōu)選地2到10,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)環(huán)烷基”為具有3到30個(gè)碳原子的單環(huán)或多環(huán)烴,其中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為3到20,更優(yōu)選地3到7,且包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等?!?到7元雜環(huán)烷基”為具有至少一個(gè)選自由B、N、O、S、P(=O)、Si和P、優(yōu)選O、S和N組成的群組的雜原子以及3到7個(gè)、優(yōu)選5到7個(gè)環(huán)主鏈原子的環(huán)烷基,且包括四氫呋喃、吡咯烷、硫雜環(huán)戊烷、四氫吡喃等?!?C6-C30)(亞)芳基”為衍生自具有6到30個(gè)碳原子的芳香族烴的單環(huán)或稠合環(huán),其中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為6到20,更優(yōu)選地6到15,且包括苯基、聯(lián)苯、聯(lián)三苯、萘基、芴基、菲基、蒽基、茚基、聯(lián)亞三苯基、芘基、并四苯基、苝基、屈基、稠四苯基、熒蒽基等?!?到30元(亞)雜芳基”為具有至少一個(gè)、優(yōu)選1到4個(gè)選自由B、N、O、S、P(=O)、Si以及P組成的群組的雜原子以及3到30個(gè)環(huán)主鏈原子的芳基;為單環(huán)或與至少一個(gè)苯環(huán)稠合的稠合環(huán);具有優(yōu)選3到20個(gè),更優(yōu)選3到15個(gè)環(huán)主鏈原子;可以部分飽和;可以是通過使至少一個(gè)雜芳基或芳基經(jīng)單鍵鍵聯(lián)到雜芳基所形成的基團(tuán);并且包括單環(huán)型雜芳基,包括呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、異噻唑基、異噁唑基、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、噠嗪基等,以及稠合環(huán)型雜芳基,包括苯并呋喃基、苯并噻吩基、異苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并異噻唑基、苯并異噁唑基、苯并噁唑基、異吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、異喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡噁嗪基、啡啶基、苯并間二氧雜環(huán)戊烯基等?!昂?到30元(亞)雜芳基”為具有至少一個(gè)雜原子N和5到30個(gè)環(huán)主鏈原子的(亞)芳基。5到20個(gè)環(huán)主鏈原子和1到4個(gè)雜原子為優(yōu)選的,且5到15個(gè)環(huán)主鏈原子為更優(yōu)選的。其為單環(huán)或與至少一個(gè)苯環(huán)稠合的稠合環(huán);可以部分飽和;可以是通過使至少一個(gè)雜芳基或芳基經(jīng)單鍵鍵聯(lián)到雜芳基所形成的基團(tuán);且包括單環(huán)型雜芳基,包括吡咯基、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、噠嗪基等,和稠合環(huán)型雜芳基,包括苯并咪唑基、異吲哚基、吲哚基、吲唑基、苯并噻二唑基、喹啉基、異喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、啡啶基等?!胞u素”包括F、Cl、Br以及I。
本文中,表述“經(jīng)取代或未經(jīng)取代的”中的“經(jīng)取代的”意指某一官能團(tuán)中的氫原子經(jīng)另一個(gè)原子或基團(tuán),即取代基置換。經(jīng)取代的(亞)烷基、經(jīng)取代的烯基、經(jīng)取代的炔基、經(jīng)取代的環(huán)烷基、經(jīng)取代的(亞)芳基、經(jīng)取代的(亞)雜芳基、經(jīng)取代的三烷基硅烷基、經(jīng)取代的三芳基硅烷基、經(jīng)取代的二烷基芳基硅烷基、經(jīng)取代的單或二芳基氨基、或經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán)的取代基各自獨(dú)立地為選自由以下組成的群組的至少一個(gè):氘;鹵素;氰基;羧基;硝基;羥基;(C1-C30)烷基;鹵基(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)環(huán)烷基;(C3-C30)環(huán)烯基;3到7元雜環(huán)烷基;(C6-C30)芳氧基;(C6-C30)芳基硫基;3到30元雜芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)(C6-C30)芳基取代;(C6-C30)芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)氰基、3到30元雜芳基或三(C6-C30)芳基硅烷基取代;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;單或二(C1-C30)烷基氨基;單或二(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;和(C1-C30)烷基(C6-C30)芳基。優(yōu)選地,取代基各自獨(dú)立地為選自由以下組成的群組的至少一個(gè):(C1-C6)烷基;5到15元雜芳基;(C6-C18)芳基,其未經(jīng)取代或經(jīng)氰基或三(C6-C12)芳基硅烷基取代;三(C6-C12)芳基硅烷基;和(C1-C6)烷基(C6-C12)芳基。
作為第一主體化合物的式1化合物可選自由以下化合物組成的群組,但不限于此:
作為第二主體化合物的式2化合物可選自由以下化合物組成的群組,但不限于此:
根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)EL裝置可包含陽極、陰極和在兩個(gè)電極之間的至少一個(gè)有機(jī)層,其中所述有機(jī)層包含發(fā)光層,所述發(fā)光層包含主體和磷光摻雜劑;所述主體由多組分主體化合物組成;所述多組分主體化合物的至少一種第一主體化合物由作為特定的含有芳基的二咔唑衍生物的式1表示,且第二主體化合物由作為特定的包括含氮雜芳基的咔唑衍生物的式2表示。
發(fā)光層意謂發(fā)光的層,且可為單層或由兩個(gè)或更多個(gè)層組成的多層。發(fā)光層中摻雜劑化合物摻雜到主體化合物中的濃度優(yōu)選地小于20重量%。
本發(fā)明的有機(jī)EL裝置中包括的摻雜劑優(yōu)選地為一種或多種磷光摻雜劑。施加到本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置中的磷光摻雜劑材料不受具體限制,但可優(yōu)選地選自銥(Ir)、鋨(Os)、銅(Cu)和鉑(Pt)的絡(luò)合物化合物,更優(yōu)選地為銥(Ir)、鋨(Os)、銅(Cu)和鉑(Pt)的鄰位金屬化絡(luò)合物化合物,且甚至更優(yōu)選地為鄰位金屬化銥絡(luò)合物化合物。
磷光摻雜劑可選自由以下組成的群組:由以下式101到103表示的化合物:
其中
L選自以下結(jié)構(gòu):
R100表示氫、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基;R101到R109和R111到R123各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素;未經(jīng)取代或經(jīng)鹵素取代的(C1-C30)烷基;氰基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷氧基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C3-C30)環(huán)烷基;R120到R123連接到相鄰取代基以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán),例如喹啉;R124到R127各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C1-C30)烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基;當(dāng)R124到R127為芳基時(shí),其連接到相鄰取代基以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán)、或雜芳環(huán)(例如芴、二苯并噻吩或二苯并呋喃);R201到R211各自獨(dú)立地表示氫、氘、鹵素、未經(jīng)取代或經(jīng)鹵素取代的(C1-C30)烷基、或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的(C6-C30)芳基;R208到R211可連接到相鄰取代基以形成經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單環(huán)或多環(huán)(C3-C30)脂環(huán)族環(huán)或芳香族環(huán)、或雜芳環(huán)(例如芴、二苯并噻吩或二苯并呋喃);r和s各自獨(dú)立地表示1到3的整數(shù);當(dāng)r或s為2或更大的整數(shù)時(shí),R100中的每一個(gè)可相同或不同;且e表示1到3的整數(shù)。
磷光摻雜劑材料包括以下:
本發(fā)明的有機(jī)EL裝置可以在有機(jī)層中進(jìn)一步包括至少一種選自由基于芳基胺的化合物和基于苯乙烯基芳基胺的化合物組成的群組的化合物。
在本發(fā)明的有機(jī)EL裝置中,有機(jī)層可進(jìn)一步包含至少一種選自由以下組成的群組的金屬:周期表的第1族金屬、第2族金屬、第4周期的過渡金屬、第5周期的過渡金屬、鑭系元素、和d-過渡元素的有機(jī)金屬,或至少一種包含所述金屬的絡(luò)合物化合物。
優(yōu)選地,在本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置中,選自硫族化合物層、金屬鹵化物層和金屬氧化物層的至少一個(gè)層(下文中稱為“表面層”)可安置于一個(gè)或兩個(gè)電極的內(nèi)表面上。具體來說,優(yōu)選的是將具有硅或鋁的硫族化合物(包括氧化物)層安置于發(fā)光中間層的陽極表面上,并且將金屬鹵化物層或金屬氧化物層安置于電致發(fā)光中間層的陰極表面上。表面層提供有機(jī)電致發(fā)光裝置的操作穩(wěn)定性。優(yōu)選地,硫族化合物包括SiOX(1≤X≤2)、AlOX(1≤X≤1.5)、SiON、SiAlON等;金屬鹵化物包括LiF、MgF2、CaF2、稀土金屬氟化物等;并且金屬氧化物包括Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等。
可在陽極與發(fā)光層之間使用空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層或其組合??昭ㄗ⑷雽涌蔀槎鄬?,以便降低從陽極到空穴傳輸層或電子阻擋層的空穴注入屏障(或空穴注入電壓),其中所述多層中的每一個(gè)同時(shí)使用兩種化合物??昭▊鬏攲踊螂娮幼钃鯇右部蔀槎鄬?。
可在發(fā)光層與陰極之間使用電子緩沖層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層或其組合。電子緩沖層可為多層,以便控制電子的注入且改良發(fā)光層與電子注入層之間的界面特性,其中所述多層中的每一個(gè)同時(shí)使用兩種化合物??昭ㄗ钃鯇踊螂娮觽鬏攲右部蔀槎鄬?,所述多層中的每一個(gè)可使用化合物的多組分。
優(yōu)選地,在本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置中,電子傳輸化合物和還原性摻雜劑的混合區(qū)、或空穴傳輸化合物和氧化性摻雜劑的混合區(qū)可放置于一對電極的至少一個(gè)表面上。在這種情況下,電子傳輸化合物被還原為陰離子,并且因此變得更容易從混合區(qū)域注入并且傳輸電子到發(fā)光媒介。另外,空穴傳輸化合物被氧化成陽離子,并且因此變得更容易從混合區(qū)域注入并且傳輸空穴到發(fā)光媒介。優(yōu)選地,氧化性摻雜劑包括多種路易斯酸(Lewis acid)和受體化合物;并且還原性摻雜劑包括堿金屬、堿金屬化合物、堿土金屬、稀土金屬以及其混合物。還原性摻雜劑層可以用作電荷產(chǎn)生層來制備具有兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光層并且發(fā)白光的有機(jī)電致發(fā)光裝置。
為了形成構(gòu)成本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置的每一個(gè)層,可使用干式成膜方法,如真空沉積、濺鍍、等離子、離子電鍍方法等,或濕式成膜方法,如旋涂、浸涂、流涂方法等。當(dāng)通過使用根據(jù)本發(fā)明的第一主體和第二主體形成層時(shí),可使用共沉積或混合沉積。
當(dāng)使用濕式成膜方法時(shí),通過在適合的溶劑(如乙醇、氯仿、四氫呋喃、二噁烷等)中溶解或分散構(gòu)成每一個(gè)層的材料來形成薄膜。溶劑不受具體限制,只要構(gòu)成每一個(gè)層的材料在溶劑中可溶解或可分散,不在形成層時(shí)引起任何問題即可。
此外,顯示裝置或光裝置可通過使用本發(fā)明的有機(jī)EL裝置產(chǎn)生。
在下文中,將參考以下實(shí)例詳細(xì)說明通過使用本發(fā)明的主體化合物和摻雜劑化合物制備裝置的方法:
裝置實(shí)例1-1:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
如下制造包含本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光化合物的OLED裝置:使OLED裝置(三星康寧(Samsung Corning),韓國(Republic of Korea))的玻璃襯底上的透明電極氧化銦錫(ITO)薄膜(10Ω/sq)經(jīng)歷依序使用三氯乙烯、丙酮、乙醇和蒸餾水的超聲波洗滌,且接著儲存在異丙醇中。接著,將ITO襯底安裝在真空氣相沉積設(shè)備的襯底固持器上。將N4,N4'-二苯基-N4,N4'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-聯(lián)苯]-4,4'-二胺作為HI-1引入真空氣相沉積設(shè)備的單元中,并且接著將所述設(shè)備的腔室中的壓力控制為10-6托。隨后,將電流施加到所述單元以汽化所引入的材料,由此在ITO襯底上形成厚度為80nm的空穴注入層1。接著,將1,4,5,8,9,12-六氮雜三亞苯基六甲腈作為HI-2引入到真空氣相沉積設(shè)備的另一個(gè)單元中,且將電流施加到所述單元以汽化所引入的材料,從而在空穴注入層1上形成厚度為5nm的空穴注入層2。將N-([1,1'-聯(lián)苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺作為HT-1引入到真空氣相沉積設(shè)備的一個(gè)單元中。其后,將電流施加到所述單元以汽化所引入的材料,由此在空穴注入層2上形成厚度為10nm的空穴傳輸層1。接著,將N,N-二([1,1'-聯(lián)苯]-4-基)-4'-(9H-咔唑-9-基)-[1,1'-聯(lián)苯]-4-胺作為HT-2引入到真空氣相沉積設(shè)備的另一個(gè)單元中,并且將電流施加到所述單元以汽化所引入的材料,由此在空穴傳輸層1上形成厚度為60nm的空穴傳輸層2。此后,將化合物H1-1和H2-2作為主體分別引入到真空氣相沉積設(shè)備的兩個(gè)單元中,且將化合物D-96作為摻雜劑引入到另一個(gè)單元中。兩種主體材料以1:1的相同速率汽化,且摻雜劑以不同速率汽化且以主體和摻雜劑總重量計(jì)以3重量%的摻雜量沉積,以在空穴傳輸層上形成厚度為40nm的發(fā)光層。接著,將2,4-雙(9,9-二甲基-9H-芴-2基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪作為ET-1和喹啉鋰作為EI-1以1:1的相同速率在另兩個(gè)單元上汽化,以在發(fā)光層上形成厚度為30nm的電子傳輸層。在電子傳輸層上沉積厚度為2nm的EI-1的喹啉鋰作為電子注入層后,接著通過另一個(gè)真空氣相沉積設(shè)備在所述電子注入層上沉積厚度為80nm的Al陰極。因此,制造OLED裝置。
所制造的OLED裝置展示出在1,000尼特(nit)的亮度下的驅(qū)動(dòng)電壓、發(fā)光效率、CIE色彩坐標(biāo)和在5,000尼特的亮度下恒定電流從100%降低到90%所需的壽命,如以下表1中所提供。
比較實(shí)例1-1:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第二主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例1-1相同的方式制造,除了僅將第二主體化合物用作發(fā)光層中的主體。
以下表1中提供裝置實(shí)例1-1和比較實(shí)例1-1中制造的OLED裝置的發(fā)光特性。
表1
裝置實(shí)例2-1到2-13:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例1-1相同的方式制造,除了空穴注入層2的厚度為3nm,空穴傳輸層1的厚度為40nm,空穴傳輸層2不存在,D-25作為摻雜劑以15重量%的摻雜量沉積在發(fā)光層中,厚度為35nm的電子傳輸層經(jīng)由4:6的蒸發(fā)速率沉積,用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例2-1到2-13,如以下表2中所提供,以及在15,000尼特的亮度下恒定電流從100%降低到90%所需的壽命,如以下表2中所提供。
裝置實(shí)例2-14到2-18:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了空穴注入層2的厚度為3nm,空穴傳輸層1的厚度為40nm,空穴傳輸層2不存在,D-1作為摻雜劑用于發(fā)光層,厚度為35nm的電子傳輸層經(jīng)由4:6的蒸發(fā)速率沉積,用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例2-14到2-18,如以下表2中所提供,以及在15,000尼特的亮度下恒定電流從100%降低到90%所需的壽命,如以下表2中所提供。
裝置實(shí)例3-1到3-8:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了空穴傳輸層1的厚度為10nm,HT-3的空穴傳輸層2的厚度為30nm,D-136作為摻雜劑用于發(fā)光層,以及用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例3-1到3-8,如以下表2中所提供。
裝置實(shí)例3-9:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了空穴傳輸層1的厚度為10nm,HT-3的空穴傳輸層2的厚度為30nm,D-164作為摻雜劑用于發(fā)光層,以及用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例3-9,如以下表2中所提供。
裝置實(shí)例3-10到3-12:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了空穴傳輸層1的厚度為10nm,HT-3的空穴傳輸層2的厚度為30nm,D-168作為摻雜劑用于發(fā)光層,以及用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例3-10到3-12,如以下表2中所提供。
裝置實(shí)例3-13:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了空穴傳輸層1的厚度為10nm,HT-3的空穴傳輸層2的厚度為30nm,D-180作為摻雜劑用于發(fā)光層,以及用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例3-13,如以下表2中所提供。
比較實(shí)例2-1到2-3:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物是基于比較實(shí)例2-1到2-3,如以下表2中所提供。
比較實(shí)例3-1到3-9:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第二主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例2-1到2-13相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第二主體化合物是基于比較實(shí)例3-1到3-9,如以下表2中所提供。
比較實(shí)例4-1:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第二主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例3-1到3-8相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第二主體化合物是基于比較實(shí)例4-1,如以下表2中所提供。
在上述裝置實(shí)例和比較實(shí)例中制造的OLED裝置的發(fā)光特性提供在以下表2中。
表2
裝置實(shí)例4-1到4-7:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例1-1相同的方式制造,除了將HT-4用作空穴傳輸層2,用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例4-1到4-7,如以下表3中所提供,以及在5,000尼特的亮度下恒定電流從100%降低到95%所需的壽命,如以下表3中所提供。
比較實(shí)例5-1和5-2:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第二主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例4-1到4-7相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第二主體化合物是基于比較實(shí)例5-1和5-2,如以下表3中所提供。
在裝置實(shí)例4-1到4-7和比較實(shí)例5-1和5-2中制造的OLED裝置的發(fā)光特性提供在以下表3中。
表3
裝置實(shí)例5-1和5-2:通過將根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物和第二主體化合物共沉積為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例3-1到3-11相同的方式制造,除了將D-134用作發(fā)光層中的摻雜劑,用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物和第二主體化合物的組合是基于裝置實(shí)例5-1和5-2,如以下表4中所提供,以及在15,000尼特的亮度下恒定電流從100%降低到97%所需的壽命,如以下表4中所提供。
比較實(shí)例6-1和6-2:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第一主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例5-1和5-2相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第一主體化合物是基于比較實(shí)例6-1和6-2,如以下表4中所提供。
比較實(shí)例7-1:通過僅使用根據(jù)本發(fā)明的第二主體化合物作為主體來制造OLED裝置
OLED裝置以與裝置實(shí)例5-1和5-2相同的方式制造,除了用作發(fā)光層中的主體的第二主體化合物是基于比較實(shí)例7-1,如以下表4中所提供。
在裝置實(shí)例5-1和5-2、比較實(shí)例6-1和6-2和比較實(shí)例7-1中制造的OLED裝置的發(fā)光特性提供在以下表4中。
表4
本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光裝置通過包含發(fā)光層來提供與常規(guī)裝置相比較長的壽命,所述發(fā)光層含有主體和磷光摻雜劑,其中所述主體由多組分主體化合物組成,所述多組分主體化合物的至少一種第一主體化合物具有特定的含有芳基的二咔唑衍生物,且第二主體化合物具有特定的包括含氮雜芳基的咔唑衍生物。