有机电致发光化合物和包含所述化合物的有机电致发光装置的制造方法

文档序号:9815973阅读:536来源:国知局
有机电致发光化合物和包含所述化合物的有机电致发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机电致发光化合物和一种包含所述化合物的有机电致发光装 置。
【背景技术】
[0002] 电致发光装置(EL装置)为自动发光装置,其优点在于其提供较宽的视角、较大的 对比率和较快的响应时间。有机EL装置最初由伊士曼柯达(Eastman Kodak)通过使用小芳 香族二胺分子和铝络合物作为用于形成发光层的材料而加以开发[应用物理学报 (Appl.Phys·Lett·)51,913,1987]。
[0003] 决定有机EL装置中的发光效率的最重要因素是发光材料。到目前为止,荧光材料 已经广泛用作发光材料。然而,鉴于电致发光机制,由于磷光材料在理论上与荧光材料相比 使发光效率增强四(4)倍,因此磷光发光材料的开发得到广泛研究。铱(III)络合物已广泛 地被称为磷光材料,包括双(2-(27-苯并噻吩基)-吡啶根-103 7 )铱(乙酰基丙酮酸盐) ((acac)Ir(btp)2)、三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)和双(4,6_二氟苯基吡啶根-N,C2)吡啶甲 酸铱(Firpic)分别作为发红光、绿光和蓝光的材料。
[0004] 目前,4,f -N,f -二咔唑-联苯(CBP)是最广泛已知的磷光主体材料。最近,先锋 (Pioneer)(日本)等人开发了使用浴铜灵(BCP)和铝(III)双(2-甲基-8-喹啉根基)(4-苯基 苯酚根基)(BAlq)等作为主体材料的高性能有机EL装置,所述主体材料被称为空穴阻挡层 材料。
[0005] 尽管这些材料提供良好发光特征,但其具有以下缺点:(1)由于其较低玻璃态转变 温度和不良热稳定性,因此其可能在高温沉积工艺期间在真空中发生降解,并且装置的寿 命降低。(2)有机EL装置的功率效率是通过[(V电压)X电流效率]给出,且所述功率效率与 电压成反比。尽管包含磷光主体材料的有机EL装置提供比包含荧光材料的有机EL装置高的 电流效率(cd/A),但显著高的驱动电压是必需的。因此,就功率效率(lm/W)来说,不存在优 点。(3)此外,有机EL装置的使用寿命很短,且仍需要提高发光效率。
[0006] 同时,为了提高有机EL装置的效率和稳定性,其具有包含空穴注入层、空穴传输 层、发光层、电子传输层和电子注入层的多层结构。空穴传输层中所包含的化合物的选择称 为改良装置特征(例如到发光层的空穴传输效率、发光效率、寿命等)的方法。
[0007] 因此,使用铜酞菁(CuPc)、^-双[Ν-α-萘基)-N-苯基氨基]联苯(ΝΡΒΚΝ,Υ-二 苯基-Ν,γ-双(3-甲基苯基Μ1Υ-联苯)-4^-二胺(Tro)、^,4〃_三(3-甲基苯基苯基 氨基)三苯基胺(MTDATA)等作为空穴注入和传输材料。然而,使用这些材料的有机EL装置在 量子效率和使用寿命方面有问题。这是因为,当有机EL装置在高电流下驱动时,在阳极和空 穴注入层之间出现热应力。热应力显著降低所述装置的操作寿命。此外,因为用于空穴注入 层的有机材料具有极高空穴迀移率,所以空穴-电子电荷平衡可能被打破并且量子效率 (cd/A)可能降低。
[0008] 因此,仍需开发用于提高有机EL装置的耐久性的空穴传输层。
[0009] 日本专利第3065125 B号披露芴的2-位经二芳基胺取代的化合物作为用于有机EL 装置的化合物。然而,上述参考文献不披露芴的9-位经二芳基胺或杂芳基胺,和芴、二苯并 噻吩或二苯并呋喃取代的化合物。

【发明内容】

[0010] 打算解决的问题
[0011] 本发明的目标为提供一种具有极佳电流效率和功率效率以及长寿命的有机电致 发光化合物。
[0012] 问题的解决方案
[0013] 本发明人发现上述目标可以通过由下式1表示的有机电致发光化合物实现:
[0014]
[0015] 兵干
[0016] An和An各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代 的(C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(3到30元)杂芳基;或与相邻取代基连接形成单环 或多环(C3-C30)脂环族环或芳香族环,其碳原子可置换为至少一个选自氮、氧和硫的杂原 子;
[0017] X 表不-〇-、-S_ 或-C(R5) (R6)_;
[0018] RjljR4各自独立地表示氢、氘、卤素、氰基、羧基、硝基、羟基、经取代或未经取代的 (C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C2-C30)烯基、经取代或未经取代的(C2-C30)炔基、经 取代或未经取代的(C1-C30)烷氧基、经取代或未经取代的(C3-C30)环烷基、经取代或未经 取代的(C3-C30)环烯基、经取代或未经取代的(3到7元)杂环烷基、经取代或未经取代的 (C6-C30)芳基、经取代或未经取代的(3到30元)杂芳基、-NR7R8、-SiR 9R1QRn、-SR12、-0R13、-WR14或-B(0R 15)(0R16);或与相邻取代基连接形成经取代或未经取代的单环或多环(C3-C30)脂环族环或芳香族环,其碳原子可置换成至少一个选自氮、氧和硫的杂原子;
[0019] RdljR16各自独立地表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的 (C6-C30)芳基或经取代或未经取代的(3到30元)杂芳基;或与相邻取代基连接形成经取代 或未经取代的单环或多环(C3-C30)脂环族环或芳香族环;
[0020] η为整数0到2;
[0021] 其中η为1或2,。表示单键、经取代或未经取代的(C6-C30)亚芳基或经取代或未经 取代的(3到30元)亚杂芳基;
[0022] 其中η为0,Li表示经取代或未经取代的(C1-C30)烷基、经取代或未经取代的(C6- C30)芳基或经取代或未经取代的(3到30元)杂芳基;
[0023] a、b和d各自独立地表示整数1到4,其中a、b或d为整数2或更大,每个Ri、每个R2和每 个R4可相同或不同;
[0024] c表示整数1到3,其中c为整数2或更大,每个R3可相同或不同;以及
[0025] 所述杂环烷基和所述(亚)杂芳基各自独立地含有至少一个选自B、N、0、S、P(=0)、 Si以及P的杂原子。
[0026] 本发明的作用
[0027] 通过使用根据本发明的有机电致发光化合物,有可能制造具有极佳电流和功率效 率和长寿命的有机电致发光装置。
【具体实施方式】
[0028] 在下文中,将对本发明进行详细描述。然而,以下描述旨在解释本发明,并且不打 算以任何方式限制本发明的范围。
[0029] 本发明涉及式1的有机电致发光化合物、包含所述化合物的有机电致发光材料和 包含所述材料的有机电致发光装置。
[0030] 本发明提供用于有机EL装置中的可解决传统技术问题的空穴传输材料。理想空穴 传输材料需要高玻璃态转变温度、空穴注入能力和空穴传输能力,以及适合三重态能量和 LUM0能量。当玻璃态转变温度较低时,可能由于形成薄膜期间或之后施加的热应力而产生 结晶,这可能直接影响装置的寿命。尽管芳基胺衍生物显示极佳空穴传输能力和低驱动电 压,但许多芳基胺衍生物需要通过引入大量取代基来具有增加的分子量,从而获得适合玻 璃态转变温度。然而,在此情形下,π结合变得较长以减少三重态能量或LUM0能量,并且因此 装置的效能劣化。因为高三重态能量有助于阻断从主体传输到空穴传输层的激子,并且高 LUM0能量有助于阻断从电子传输层通过主体传输到空穴传输层的电子。
[0031] 通过引入大量取代基而具有高分子量的空穴传输材料的另一问题在于沉积不充 分。因为分子量变得较高,所以沉积温度也变得较高,并且分子可能分解成许多形状或被破 坏。因此,通过引入适合量的取代基保持适当玻璃态转变温度,并且为了高分子量而维持低 沉积温度是重要的。因此,本发明提出向芴的9-位引入芳基胺和所选杂芳基或芴的解决方 案。
[0032] 向芴的9-位引入芳基胺和所选杂芳基或芴会增加玻璃态转变温度,但相较于向2 位引入取代基,沉积温度增加的较少。这是因为分子的线性相对低。因为分子的线性变得较 高,所以分子间力变得较强,并且沉积温度变得较高。
[0033]同时,向9-位而非2-位因为芳基胺的原因是为了通过短结合获得相对高三重态能 量。为了获得高三重态能量,最佳不引入任何取代基。然而,尽管三重态能量变得略微较低, 但有可能通过引入芳基胺获得极佳空穴注入能力/传输能力,高功率效率、长寿命等。另外, 通过向9-位而非2-位引入杂芳基或芴,有可能获得适当玻璃态转变温度而不将沉积温度提 高得过高,尽管由于降低分子的线性而获得高分子量。
[0034] 将详细地描述由以上式1表示的有机电致发光化合物。
[0035] 此处,"(C1-C30)烷基"打算是具有1到30个碳原子的直链或分支链烷基,其中碳原 子数优选为1到10,更优选为1到6,并且包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、第 三丁基等;"(C2-C30)烯基"打算是具有2到30个碳原子的直链或分支链烯基,其中碳原子数 优选为2到20,更优选为2到10,并且包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、 3-丙烯基、2-甲基丁-2-烯基等;"(C2-C30)炔基"打算是具有2到30个碳原子的直链或分支 链炔基,其中碳原子数优选为2到20,更优选为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)环烷基"为具有3到30个碳 原子的单环或多环烃,其中碳原子数优选为3到20,更优选为3到7,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"为具有3到7个环主链原子并且包括至少一个选 自8、10、5、?(=0)、51以及?,优选0、5和_勺杂原子的环烷基,并且包括四氢呋喃、吡咯啶、 硫杂环戊烷、四氢吡喃等;"(C6-C30)(亚)芳基"为衍生自芳香族烃并且具有6到30个碳原子 的单环或稠环,其中碳原子数优选为6到20,更优选6到15,并且包括苯基、联苯、三联苯、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、印基、二亚苯基、花基、桐四苯基、花基、屈基、桐四苯基、9?恩基等;"(5到30兀)(亚)杂芳 基"为具有5到30个环主链原子并且包括至少一个,优选1到4个选自由B、N、0、S、P(=0)、Si 和P组成的群组的杂原子的芳基;为单环,或与至少一个苯环缩合的稠环;可部分饱和;可为 通过将至少一个杂芳基或芳基通过单键连接到杂芳基的芳基;并且包括单环型杂芳基,包 括呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、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, 以及稠环型杂芳基,包括苯并呋喃基、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、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、B非啶基、苯并间二氧杂环戊烯基等。此外,"卤素"包括F、Cl、Br以及I。
[0036]本文中,表述"经取代或未经取代的"中的"经取代的"意思是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。六。^^、1?1到1?16以及1^中的经取代的((:1-030)烷 基、经取代的(C2-C30)烯基、经取代的(C2-C30炔基、经取代的(C1-C30)烷氧基、经取代的 (03-030)环烷基、经取代的(03-030)环烯基、经取代的(3到7元)杂环烷基、经取代的(06_ C30)(亚)芳基以及经取代的(3到30元)(亚)杂芳基的取代基各自独立地为选自由以下组成 的群组的至少一个: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、未经取代或经(C6-C30)芳基取代的(3到30元)杂芳基、未经取代或经(3到30元)杂芳基取代的(C6-C30)芳基、 三(C1-C30)烷基硅烷基、三(C6-C30)芳基硅烷基、二(Cl -C30)烷基(C6-C30)芳基硅烷基、 (C1
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