有机发光二极管和包括其的有机发光装置的制作方法

本技术要求于2021年12月16日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0180229号的权益和优先权，其在此以整体明确地并入本技术。本公开涉及有机发光二极管，并且更特别地，具有有利的发光特性的有机发光二极管，以及包括所述有机发光二极管的有机发光装置。

背景技术：

1、包括有机发光二极管(oled)的平板显示装置作为可以替代液晶显示装置(lcd)的显示装置引起关注。oled可以形成为小于的薄有机膜并且电极配置可以实现单向或双向图像。此外，oled甚至可以形成在柔性透明基板例如塑料基板上，使得使用oled可以容易地实现柔性或可折叠显示装置。此外，与lcd相比，oled可以在较低的电压下驱动并且oled具有有利的高颜色纯度。

2、在oled中，当空穴和电子被注入到阴极与阳极之间的发光材料层中时，电荷复合形成作为不稳定的激发态的激子，然后在复合的激子转移至稳定的基态时发射光。由于荧光材料在发光过程中仅利用单线态激子能量，因此相关技术的荧光材料显示出低的发光效率。由于磷光材料在发光过程中利用三线态激子能量以及单线态激子能量，因此其可以显示出高的发光效率。然而，磷光材料的实例包括具有对于商业用途而言短的发光寿命的金属配合物。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的一个目的是提供可以降低其驱动电压并且可以改善其发光效率和发光寿命的有机发光二极管。

3、技术方案

4、在一个方面中，本公开提供了有机发光二极管，所述有机发光二极管包括：第一电极；面向第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间并且包括至少一个发光材料层的发光层，其中所述至少一个发光材料层包含第一化合物和第二化合物，其中第一化合物包括具有以下式1的结构的有机化合物，以及其中第二化合物包括具有以下式7的结构的有机化合物：

5、[式1]

6、

7、其中在式1中，

8、r1和r2各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，当a为2或更大时，各r1彼此不同或相同，以及当b为2或更大时，各r2彼此不同或相同，

9、任选地，当a为2或更大时两个相邻的r1以及/或者当b为2或更大时两个相邻的r2连接在一起形成未经取代或经取代的c6-c20芳族环或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族环；

10、d为具有以下式2或式3的结构的部分；以及

11、当r1和r2各自为氢原子时，a和b各自为4，以及当r1和r2各自不为氢原子时，a和b各自独立地为0、1、2、3或4，

12、[式2]

13、

14、其中在式2中，

15、r3为未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，

16、r4和r5各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20杂烷基、未经取代或经取代的c2-c20烯基、未经取代或经取代的c2-c20杂烯基、未经取代或经取代的c2-c20炔基、未经取代或经取代的c2-c20杂炔基、未经取代或经取代的c1-c20烷基甲硅烷基、未经取代或经取代的c1-c20杂烷基甲硅烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c1-c20烷氧基、羧基、氰基、硫烷基、膦、未经取代或经取代的c3-c20脂环族基团、未经取代或经取代的c3-c20杂脂环族基团、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，当m为2或更大时，各r4彼此不同或相同，以及当n为2或更大时，各r5彼此不同或相同，

17、任选地，当m为2或更大时两个相邻的r4以及/或者当n为2或更大时两个相邻的r5连接在一起形成未经取代或经取代的c6-c20芳族环或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族环；

18、x1至x4中的一者为与式1的包含硼原子和氧原子的杂环连接的碳原子，以及x1至x4中的余者独立地为cr4或氮原子；

19、y1为单键、cr6或n，其中r6为氢原子、氘、氚或者未经取代或经取代的c1-c20烷基；

20、m为0、1、2或3；

21、n为0、1、2、3或4；以及

22、星号表示连接位置，

23、[式3]

24、

25、其中在式3中，

26、y2为cr6或n，其中r6为氢原子、氘、氚或者未经取代或经取代的c1-c20烷基；

27、环a和环b各自独立地具有以下式4的结构；以及

28、星号表示连接位置，

29、[式4]

30、

31、其中在式4中，

32、r7为氘、氚、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，当p为2或更大时，各r7彼此不同或相同，

33、任选地，当p为2或更大时两个相邻的r7连接在一起形成未经取代或经取代的c6-c20芳族环或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族环；

34、r8和r9各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，

35、任选地，r8和r9连接在一起形成未经取代或经取代的c6-c20芳族环或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族环；以及

36、p为0、1、2或3。

37、[式2]

38、

39、其中在式7中，

40、r21至r24各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基甲硅烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族基团，

41、任选地，r21至r24中的两个相邻基团连接在一起形成未经取代或经取代的具有硼原子和氮原子的稠环；

42、r25至r28各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基甲硅烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族基团，当q为2或更大时，各r25彼此不同或相同，当r为2或更大时，各r26彼此不同或相同，当s为2或更大时，各r27彼此不同或相同，以及当t为2或更大时，各r28彼此不同或相同；

43、q和s各自独立地为0、1、2、3、4或5；

44、r为0、1、2或3；以及

45、t为0、1、2、3或4。

46、作为实例，第一化合物的最高占据分子轨道(homo)能级和第二化合物的homo能级可以满足以下式(1)中的关系：

47、|homofd–homodf|<0.3ev       (1)

48、其中在式(1)中，

49、homodf表示第一化合物的homo能级，以及homofd表示第二化合物的homo能级。

50、或者，第一化合物的最低未占据分子轨道(lumo)能级可以高于或等于第二化合物的lumo能级。

51、作为实例，第一化合物的homo能级与lumo能级之间的能带隙可以为约-2.6ev至约-3.1ev。

52、在一个示例性实施方案中，式1中的r1和r2各自可以独立地为氢原子，式2中的x1至x4中的一者可以为与具有硼原子和氧原子的杂环连接的碳原子，以及式2中的x1至x4中的余者可以独立地为cr4。

53、例如，式1中的r1和r2各自独立地为氢原子，以及式1中的d包括以下式5的部分：

54、[式5]

55、

56、其中在式5中，

57、r13为未经取代或经取代的c6-c30芳基或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳基；

58、r14和r15各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳族基团或者未经取代或经取代的c3-c30杂芳族基团，当m为2或更大时，各r14彼此不同或相同，以及当n为2或更大时，各r15彼此不同或相同，

59、任选地，当m为2或更大时两个相邻的r14以及/或者当n为2或更大时两个相邻的r15连接在一起形成未经取代或经取代的c6-c20芳族环或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳族环；

60、m为0、1、2或3；

61、n为0、1、2、3或4；以及

62、星号表示连接位置。

63、第二化合物可以包括具有以下式8a、式8b或式8c的结构的有机化合物：

64、[式8a]

65、

66、[式8b]

67、

68、[式8c]

69、

70、其中在式8a至8c中，

71、r21、r25至r28、和r31至r34各自独立地为氢原子、氘、氚、卤素原子、未经取代或经取代的c1-c20烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基甲硅烷基、未经取代或经取代的c1-c20烷基氨基、未经取代或经取代的c6-c30芳基或者未经取代或经取代的c3-c20杂芳基。

72、在一个示例性实施方案中，至少一个发光材料层可以包括单层发光材料层。

73、单层发光材料层还可以包含第三化合物。

74、在一个替代实施方案中，至少一个发光材料层可以包括：设置在第一电极与第二电极之间的第一发光材料层；和设置在第一电极与第一发光材料层之间或第二电极与第一发光材料层之间的第二发光材料层，其中第一发光材料层可以包含第一化合物，以及其中第二发光材料层可以包含第二化合物。

75、当第一化合物和第二化合物各自分别包含在第一发光材料层和第二发光材料层中的每一者中时，第一发光材料层还可以包含第三化合物，以及第二发光材料层还可以包含第四化合物。

76、第三化合物的激发三线态能级可以高于第一化合物的激发三线态能级，以及其中第一化合物的激发三线态能级可以高于第二化合物的激发三线态能级。

77、第三化合物的激发单线态能级可以高于第一化合物的激发单线态能级，以及其中第一化合物的激发单线态能级可以高于第二化合物的激发单线态能级。

78、第四化合物的激发单线态能级可以高于第二化合物的激发单线态能级。

79、当第一化合物和第二化合物各自包含在分立的发光材料层中的每一者中时，至少一个发光材料层还可以包括相对于第一发光材料层与第二发光材料层相反设置的第三发光材料层。

80、第三发光材料层可以包含第五化合物和第六化合物，以及其中第五化合物可以包括具有式7的结构的有机化合物。

81、发光层可以包括：设置在第一电极与第二电极之间的第一发光部；设置在第一发光部与第二电极之间的第二发光部；和设置在第一发光部与第二发光部之间的电荷生成层，其中第一发光部和第二发光部中的至少一者包括至少一个发光材料层。

82、作为实例，第一发光部可以包括至少一个发光材料层，以及第二发光部可以发射红色和绿色中的至少一种光。

83、根据另一个方面，本公开提供了有机发光装置，例如有机发光显示装置或有机发光照明装置，所述有机发光装置包括基板和在基板上的有机发光二极管。

84、有益效果

85、本公开涉及有机发光二极管和包括所述有机发光二极管的有机发光装置，在所述有机发光二极管中，包含电子供体部分和通过具有强键合能的连接基团与电子供体部分连接的电子受体部分的第一化合物以及具有控制能级的第二化合物包含在同一发光材料层或相邻设置的发光材料层中。

86、第一化合物具有电子供体与电子受体之间的强键合能，使得其可以相对于驱动二极管时产生的热保持其稳定的分子构象。调节第一化合物和第二化合物的能级，使得空穴被快速注入并传输至具有有利的发光效率和热稳定性的第一化合物，而不会在第二化合物处被捕获。由于未生成第一化合物与第二化合物之间的激基复合物，因此可以实现在第一化合物处100％的内部量子效率和优异的发光效率，并且可以将第一化合物处产生的激子转移至第二化合物。

87、在改善电荷注入效率和激子生成效率的情况下，可以降低有机发光二极管的驱动电压，并且可以改善有机发光二极管的发光效率。由于在具有窄的fwhm和有利的发光寿命的第二化合物处发生最终的发光，因此可以改善有机发光二极管的颜色纯度和发光寿命。