用于有机光电装置的化合物和用于有机光电装置的组成物以及有机光电装置和显示装置的制造方法_3

文档序号:9803196阅读:来源:国知局
电装置、有机发光二极管、有机太阳能电池以及有机感光 鼓。
[0186] 有机光电装置包含面向彼此的阳极和阴极以及在所述阳极与所述阴极之间的至 少一个有机层,其中所述有机层包含用于有机光电装置的化合物或用于有机光电装置的组 成物。
[0187] 在本文中,参看附图描述作为有机光电装置的一个实例的有机发光二极管。
[0188] 图1和图2分别是根据一个实施例的每个有机发光二极管的截面视图。
[0189] 参看图1,根据一个实施例的有机发光二极管100包含面向彼此的阳极120和阴极 110以及插入于阳极120与阴极110之间的有机层105。
[0190] 阳极120可以是由具有大功函数的导体制成以有助于空穴注入,并且可以是 例如金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阳极120可以是例如金属,如镍、铂、钒、铬、 铜、锌以及金或其合金;金属氧化物,如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(indium tin oxide, ΙΤ0)、氧化铟锌(indium zinc oxide,IZ0)等;金属与氧化物的组合,如ZnO与A1或 SnO# Sb ;导电聚合物,如聚(3-甲基噻吩)、聚(3, 4-(乙烯-1,2-二氧基)噻吩 (poly (3, 4-(ethylene-1, 2-dioxy) thiophene),PED0T)、聚吡略以及聚苯胺,但不限于此。
[0191] 阴极110可以是由具有小功函数的导体制成以有助于电子注入,并且可以是例如 金属、金属氧化物和/或导电聚合物。阴极110可以是例如金属或其合金,如镁、钙、钠、钾、 钛、铟、钇、锂、钆、铝银、锡、铅、铯、钡等;多层结构材料,如LiF/Al、Li0 2/Al、LiF/Ca、LiF/Al 以及BaF2/Ca,但不限于此。
[0192] 有机层105包含具有用于有机光电装置的化合物或用于有机光电装置的组成物 的发射层130。
[0193] 发射层130可以包含例如单独地用于有机光电装置的化合物、至少两种用于有机 光电装置的化合物的混合物、或用于有机光电装置的组成物。
[0194] 在发射层130中,可以包含例如约1:99到约99:1的重量比的用于有机光电装置 的第一化合物和第二化合物。具体来说,重量比可以是约10:90到约90:10、约20:80到约 80:20、约30:70到约70:30以及约40:60到约60:40、以及约50:50。另外,用于有机光电 装置的第一化合物和第二化合物可以约1:2、约1:3、约1:4、约1:5、约1:1、约2:1、约3:1、 约4:1、约5:1等的重量比混合。混合可以通过首先以每个重量比混合两种化合物并且沉积 混合物或同时以每个重量比沉积每种化合物来进行。
[0195] 当包含所述范围内的化合物时,电子注入能力可以依据两种化合物的比率来调节 并且与发射层的电子传输能力平衡,因此,电子不会积聚在发射层的界面上。
[0196] 另一方面,发射层中具有相对强的空穴特征的用于有机光电装置的第一化合物和 具有相对强的电子特征的用于有机光电装置的第二化合物是在一起使用并且可以增加电 荷的迀移率和稳定性。
[0197] 举例来说,由化学式Ι-A或化学式Ι-D表示的用于有机光电装置的第一化合物或 由化学式Π -A或II-B表示的用于有机光电装置的第二化合物可以在一起使用,并且具体 来说,由化学式la或Id表示的用于有机光电装置的第一化合物和由化学式II-A1或II-bl 表示的用于有机光电装置的第二化合物可以在一起使用。
[0198] 参看图2,有机发光二极管200除发射层130之外还包含空穴辅助层140。空穴辅 助层140可以提高阳极120与发射层130之间的空穴注入率和/或空穴迀移率并且可以阻 挡电子。空穴辅助层140可以包含例如空穴传输层、空穴注入层和/或电子阻挡层中的至 少一个。
[0199] 空穴辅助层140可以包含用于有机光电装置的化合物或用于有机光电装置的组 成物。确切地说,空穴辅助层140可以邻近发射层放置并且包含用于有机光电装置的化合 物或用于有机光电装置的组成物。
[0200] 在本说明书中,当形成至少两个空穴传输层(HTL)时,发射层相邻的空穴传输层 (HTL)被称为空穴传输辅助层。
[0201] 另外,本发明的一个实施例可以提供如图1或图2所示还包含电子传输层 (electron transport layer,ETL)、电子注入层(electron injection layer,EIL)、空穴 注入层(hole injection layer,HIL)等作为有机层105的有机发光二极管。
[0202] 有机发光二极管100和有机发光二极管200可以通过以下步骤来制造:在衬底 上形成阳极或阴极,根据如蒸发、溅射、等离子体镀覆以及离子镀覆的干式涂布法形成有机 层;以及在上面形成阴极或阳极。
[0203] 有机发光二极管可以应用于有机发光二极管(0LED)显示器。
[0204] 在下文中,参照实例更详细地说明实施例。然而,这些实例在任何意义上都不解释 为限制本发明的范围。
[0205] 合成用于有机光电装置的化合物
[0206] 在下文中,除非特别提及,否则实例和合成实例中所用的起始物质和反应物质都 是购自西格玛-奥德里奇有限公司(Sigma-Aldrich Co.Ltd.)或TCI公司(TCI Inc·)。
[0207] (合成用于有机光电装置的第一化合物)
[0208] 合成实例1 :合成化合物2-1
[0209] [反应流程1]
[0210]
[0211] 第1步:合成中间物1-1
[0212] 在氮气环境下,将29. 98g(127. 09mmol) 1,3-二溴苯溶解于500mL四氢呋喃中并且 通过使用液氮将溶液冷却到-70 °C。
[0213] 接着,向其中缓慢注入56mL(139. 80mmol)2. 5M正丁基锂(己烷溶剂)并且搅拌混 合物40分钟。随后,在用液氮冷却反应器后,向其中缓慢注入溶解于50mL四氢呋喃中的 25g (139. 80mmol) 9-芴酮。将反应器加热到室温,并且随后搅拌混合物12小时。当反应完 成时,将反应物倒入500mL氯化铵水溶液中并且分离有机层,接着在从中去除溶剂后经由 柱色谱法纯化,获得35g(82% )中间物1-1。
[0214] 第2步:合成中间物1-2
[0215] 将26. 8g(79. 7mmol)中间物1-1溶解于700mL苯中并且接着在50°C下加热。接 着,向其中缓慢注入13g(87. 67mmol)三氟甲磺酸并且搅拌混合物2小时。将反应物倒入碳 酸氢钠水溶液中进行中和,接着从中分离有机层并且经由柱色谱法纯化,获得24g(76% ) 中间物1-2。
[0216] 第3步:合成中间物1-3
[0217] 在氮气环境下,将26g(104. 9mmol)3-溴咔唑溶解于400mL四氢呋喃中,向其中添 加46. 5g(125. 9mmol) 9-苯基-9H-咔唑-3-基-3-硼酸频哪醇酯(马特里克斯科技公司 (Matrix Scientifeic))和6.1g(5.25mmol)四(三苯基膦)钯并且搅拌混合物。接着,向 其中添加43. 5g(314. 75mmol)碳酸钾饱和水溶液,加热混合物并且在80°C下回流24小时。 当反应完成时,向反应溶液中添加水,将混合物用二氯甲烷萃取,在用无水MgS0 4W中去除 水分后过滤并且在减压下浓缩。接着,分离从中获得的残余物并且经由柱色谱法纯化,获得 33g(77% )中间物 1-3。
[0218] 第4步:合成化合物2-1
[0219] 将 8. 86g(21. 68mmol)中间物 1-3、9· 48g(23. 85mmol)中间物 1-2、 0· 62g(l. 08mmol)双二亚苄基丙酬钮、2. 13g(32. 52mmol)叔丁醇纳、2. 104g(4. 34mmol)三 叔丁基膦(50%甲苯)以及90mL甲苯置于反应容器中并且在氮气流下在110°C下搅拌12 小时。当反应完成时,过滤反应溶液并且接着用甲苯再结晶,获得13g(83% )化合物2-1。
[0220] LC 质谱(计算值:724. 89g/mol,实验值:M+H+= 725. 69g/mol)
[0221] 合成实例2 :合成化合物2-6
[0222] [反应流程2]
[022,
[0224] 苐1步:合成中间物2-1
[0225] 29g(81% )中间物2-1是根据与制备中间物1-1的方法相同的合成方法通过 使用258(105.9臟〇1)1,4-二溴苯、46.611^(116.5臟〇1)2.51正丁基锂(己烷溶剂)以及 21g(116. 50mmol)9-芴酮来获得。
[0226] 第2步:合成中间物2-2
[0227] 25g(75% )中间物2-2是根据与制备中间物1-2的方法相同的合成方法通过使用 28. 3g(83. 90mmol)中间物2-1和13. 8g(92. 29mmol)三氟甲磺酸来获得。
[0228] 第3步:合成化合物2-6
[0229] 13. 5g(79 % )化合物2-6是根据与合成实例1相同的合成方法通过使用 9. 66g(23. 65mmol)中间物 1-3 和 10. 336g(26. Olmmol)中间物 2-2 来获得。
[0230] LC 质谱(计算值:724. 89g/mol,实验值:M+H+= 725. 70g/mol)
[0231] 合成实例3 :合成化合物2-42
[0232] [反应流程3]
[0233]
[0234] 第1步:合成中间物3-1
[0235] 31. 2g(73% )中间物3-1是根据与制备中间物1-1的方法相同的合成方法 通过使用26g(165. 9mmol)溴苯、73mL(182. 50mmol)2. 5M正丁基锂(己烷溶剂)以及 32. 8g(182. 50mmol)9-芴酮来获得。
[0236] 第2步:合成中间物3-2
[0237] 35g (82 % )中间物3-21是根据与制备中间物1-3的方法相同的合成方法通 过使用 28. 5g (88. 44mmol) 3-溴-9-苯基咔唑和 45. 720g (123. 8mmol) 9-苯基-9H-咔 唑-3-基-3-硼酸频哪醇酯(马特里克斯科技公司)来获得。
[0238] 第3步:合成化合物2-42
[0239] 将 22. 8g(45. 98_〇1)中间物 3-2 和 11. 8g(45. 98_〇1)中间物 3-1 溶解于 450mL 二氯甲烷中并且在室温下搅拌溶液。接着,以逐滴方式向其中缓慢添加3. 2g(22. 99mmol) 三氟化硼(乙醚复合物)。混合物在室温下搅拌2小时,用碳酸氢钠水溶液中和,用二氯甲 烷萃取并且接着用氯苯再结晶,获得24g(72% )化合物2-42。
[0240] LC 质谱(计算值:724. 89g/mol,实验值:M+H+= 725. 71g/mol)
[0241] 合成比较例1 :合成化合物a
[0242] [反应流程4]
[02431
[0244] [化合物a]
[0245] 12. 5g(80 % )化合物a是根据与合成实例1相同的方法通过使用 10.78(26.16臟〇1)中间物1-3和8.6 8(31.4臟〇1)2-溴-9,9-二甲基芴来获得。
[0246] LC 质谱(计算值:600. 75g/mol,实验值:M+H+= 601. 64g/mol)
[0247] 合成比较例2 :合成化合物b
[0248] [反应流程5]
[0249]
[0250] [化合物b]
[0251] 第1步:合成中间物5-1
[0252] 19g(48% )中间物5-1是根据与反应流程4的合成方法相同的方法通过使用 24. 7g(100. 4mmol)3-溴咔唑和 52. 261g(200. 8mmol)4-碘联苯来获得。
[0253] 第2步:合成中间物5-2
[0254] 在氮气环境下,将12. 8g(44. 7mmol)中间物5-1溶解于300mL二甲基甲酰胺中,向 其中添加13.6g(53.6mmol)双(频哪醇根基)二硼、1.825g(2.23mmol) (1,Γ-双(二苯基 膦)二茂铁)二氯钯(II)以及6.6g(67mmol)乙酸钾,并且将混合物加热并在150°C下回 流24小时。当反应完成时,向反应溶液中添加水,并且将混合物过滤并在真空烘箱中干燥。 接着,分离从中获得的残余物并且经由柱色谱法纯化,获得14g(70% )中间物5-2。
[0255] 第3步:合成中间物5-3
[0256] 12g(84% )中间物5-3是根据与合成中间物1-3的方法相同的方法通过使用 13. lg(29. 5mmol)中间物 5-2 和 8g(32. 43mmol)3-溴咔唑来获得。
[0257] 第4步:合成化合物b
[0258] 11. 3g(72% )化合物b是根据与反应流程4的合成方法相同的方法通过使用 11. 25g(23. 33mmol)中间物 5-3 和 7g(25. 54mmol)2-溴-9, 9-二甲基芴来获得。
[0259] LC 质谱(计算值:676. 84g/mol,实验值:M+H+= 677. 75g/mol)
[0260] (制造有机发光二极管)
[0261] 实例 1
[0262] 有机发光二极管是通过使用4, 4' -二(9H-咔唑-9-基)联苯 (4,4'-di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl,CBP)作为主体并且Ph⑶作为掺杂剂来制造。使 用1000 A厚的ITO作为阳极,同时使用1000 A厚的错(aluminum,A1)作为阴极。具体来 说,有机发光二极管是在分别在丙酮、异丙醇以及纯水中超声波清洁ΙΤ0玻璃衬底15分钟 并且接着UV臭氧清洁ΙΤ0玻璃衬底30分钟的方法中制造。在衬底上,通过在650 X 10 7Pa 的真空度和范围介于0. lnm/s到0. 3nm/s的沉积速率下真空沉积HT-1到70nm厚并且沉积 根据合成实例1的化合物2-1形成10nm厚的空穴传输辅助层来形成800人厚的空穴传输层 (HTL)。随后,通过在与以上和本文相同的真空沉积条件下沉积4, 4'-二(9H-咔唑-9-基) 联苯(CBP),同时沉积磷光掺杂剂PhGD来形成3聊A厚的发射层。在本文中,通过调节沉积 速率使磷光掺杂剂以100重量%的发射层计以7重量
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