專利名稱：有機(jī)發(fā)光器件和用于其中的材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光器件(以下簡稱為0LED)和能夠用于這樣的OLED中的材料。 本發(fā)明特別涉及包含發(fā)射紅光的發(fā)光層的OLED以及用于此的OLED所用的材料。
背景技術(shù)：
包含陽極、陰極以及位于該陽極和該陰極之間的有機(jī)薄膜發(fā)射層的OLEDs是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。在這樣的器件中，可以從通過空穴與電子的復(fù)合產(chǎn)生的激子能量獲得光發(fā)射。通常，OLEDs包含多個有機(jī)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(jìn)行電致發(fā)光(參見例如Tang等人，Appl. Phys. Lett. 1987，51，913和Burroughes等人， Nature, 1990，347，359)。當(dāng)跨器件施加電壓時，陰極有效地還原相鄰的有機(jī)層(即注入電子)，并且陽極有效地氧化相鄰的有機(jī)層(即注入空穴)?？昭ê碗娮涌缙骷蚱涓髯缘膸喾措姾傻碾姌O遷移。當(dāng)空穴和電子在同一分子中相遇時，稱為發(fā)生復(fù)合，并形成激子?？昭ê碗娮釉诎l(fā)光化合物中的復(fù)合伴隨著輻射發(fā)射，從而產(chǎn)生電致發(fā)光。根據(jù)空穴和電子的自旋態(tài)，由空穴和電子復(fù)合得到的激子可以具有三線態(tài)或單線態(tài)自旋態(tài)。來自單線態(tài)激子的發(fā)光得到熒光，而來自三線態(tài)激子的發(fā)光得到磷光。從統(tǒng)計的角度，對于OLEDs中通常使用的有機(jī)材料，四分之一的激子是單線態(tài)，剩余的四分之三是三線態(tài)(參見例如Baldo等人，Phys. Rev. B, 1999，60，14422)。最有效的OLEDs通?；跓晒獠牧?，直到發(fā)現(xiàn)存在能夠用于制造實(shí)際的電致磷光OLEDs的某些磷光材料(美國專利 No. 6，303，238)，并且隨后表明這樣的電致磷光OLEDs可以具有最高達(dá)100%的理論量子效率(即利用所有的三線態(tài)和單線態(tài))。熒光材料以僅有25%的最大理論量子效率發(fā)光(其中OLED的量子效率指的是空穴和電子復(fù)合以產(chǎn)生發(fā)光的效率)，因?yàn)榱坠獍l(fā)射的從三線態(tài)到基態(tài)的躍遷通常是自旋禁阻的過程。目前已表明電致磷光OLEDs與電致熒光OLEDs相比具有優(yōu)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)。由于導(dǎo)致單線態(tài)-三線態(tài)混合的強(qiáng)烈的自旋-軌道耦合，重金屬配合物經(jīng)常表現(xiàn)出在室溫下從這樣的三線態(tài)的有效磷光發(fā)射。因此，已表明包含這樣的配合物的OLEDs具有大于75%的內(nèi)量子效率(Adachi等人，Appl. Phys. Lett.，2000，77，904)。已報道某些有機(jī)金屬銥配合物具有強(qiáng)烈的磷光(Lamansky等人，Inorganic Chemistry，2001，40，1704)， 并且已用這些配合物制備了在綠色到紅色光譜發(fā)光的有效的OLEDs (Lamansky等人，J. Am. Chem. Soc.，2001，123，4304)。磷光重金屬有機(jī)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(zhì)量、功耗以及納入薄設(shè)計產(chǎn)品例如平面屏幕中的能力，并因此保持很多相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，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的制備。在這方面，已開發(fā)了發(fā)光材料(磷光材料)，其中從三線態(tài)激子獲得光發(fā)射以增強(qiáng)內(nèi)量子效率。如以上所討論，通過在發(fā)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(dá)100%的理論內(nèi)量子效率，并且得到的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(fā)光層的主體材料中用作摻雜劑。在通過用發(fā)光材料例如磷光材料摻雜而形成的發(fā)光層中，可以從注入主體材料中的電荷有效地產(chǎn)生激子。其中，激子可以形成于主體材料上或者直接形成于摻雜劑上。為了獲得高的器件效率，主體材料的激發(fā)三線態(tài)能量(excited triplet energy) EgH必須大于磷光摻雜劑的激發(fā)三線態(tài)能量EgD。已知CBP(4，4’_雙(N-咔唑基)聯(lián)苯)是具有有效的且大的激發(fā)三線態(tài)能量的材料的代表性實(shí)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(shù)其中將具有含氮環(huán)例如咔唑的稠環(huán)衍生物等用作表現(xiàn)出紅色磷光的磷光層的主體材料。通過以上技術(shù)改善了電流效率和壽命，但是在某些實(shí)際使用的情況下是不令人滿意的。熒光主體的激發(fā)單線態(tài)能量Eg6)大于熒光摻雜劑的，但是這樣的主體的激發(fā)三線態(tài)能量Eg(T)不一定更大。因此，熒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(fā)射層。其中使用多種芳族烴化合物的OLEDs公開于國際專利申請公開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。盡管最近存在有效的重金屬磷光體和得到的OLED技術(shù)進(jìn)展方面的發(fā)現(xiàn)，但是仍然需要更大的高溫器件穩(wěn)定性。具有更長的高溫壽命的器件的制造將有助于開發(fā)新的顯示器技術(shù)，并幫助實(shí)現(xiàn)向平面上的全色電子顯示器的既定目標(biāo)。本文中所述的OLEDs以及包含在該OLEDs中的磷光發(fā)射體材料和主體材料幫助實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的OLEDs的特征在于在陰極和陽極之間提供包含單層或多層的有機(jī)薄膜層，其中該有機(jī)薄膜層包含至少一個發(fā)光層，其中至少一個發(fā)光層包含至少一種主體材料和至少一種磷光發(fā)射體，其中該主體材料包含具有式(1)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)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(dú)立地表示取代或取代或未取代的苯環(huán)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(huán)、篇環(huán)、熒蒽環(huán)、三亞苯環(huán)、菲環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、苯并藍(lán)壞、茜環(huán)和苯并熒蒽環(huán)；條件是當(dāng)Ar1是取代或未取代的苯環(huán)時，Ra和Ar2各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烴基，當(dāng)Ar2是取代或未取代的苯環(huán)時，Rb和Ar1各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烴基；并且Ra和Rb的取代基不是芳基。在另一實(shí)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，并且各個Ra和Rb取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1 至20個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、氰基或鹵素原子，并且各個Ar1和Ar2取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的烷基、 具有1至20個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、氰基、鹵素原子或具有6至22個碳原子的芳基。在另一個實(shí)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(huán)；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(huán)、取代或未取代的三亞苯環(huán)、取代或未取代的苯并菲環(huán)、取代或未取代的二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、取代或未取代的熒蒽環(huán)、取代或未取代的苯并篇環(huán)和取代或未取代的茜環(huán)；并且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(huán)、取代或未取代的萘環(huán)、取代或未取代的篇環(huán)、取代或未取代的熒蒽環(huán)、取代或未取代的三亞苯環(huán)、取代或未取代的苯并菲環(huán)、取代或未取代的二苯并菲環(huán)、取代或未取代的苯并三亞苯環(huán)、取代或未取代的苯并篇環(huán)和取代或未取代的茜環(huán)。在另一個實(shí)施方案中，OLED包含主體材料，其中Ra和Ar1為萘環(huán)；并且Rb選自菲環(huán)、三亞苯環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并篇環(huán)和茜環(huán)。在另一個實(shí)施方案中，OLED包含主體材料，其中Ar1和Ar2各自為萘環(huán)，并且該主體材料具有下式(2)表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.包含陽極、陰極和發(fā)射層的有機(jī)發(fā)光器件，其中該發(fā)射層位于該陽極和該陰極之間， 并且該發(fā)射層包含主體材料和磷光發(fā)射體材料，其中(a)該主體材料包含具有下式所示化學(xué)結(jié)構(gòu)的取代或未取代的烴化合物
2.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)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，并且各個Ra和Rb取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的烷基、 具有1至20個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、氰基或鹵素原子，并且各個Ar1和Ar2取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的燒基、具有1至20個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、氰基、鹵素原子或具有6至22個碳原子的芳基。
3.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中，在該主體材料中，Ra和Ar1為萘環(huán)；并且Rb選自菲環(huán)、三亞苯環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并篇環(huán)和茜環(huán)。
4.權(quán)利要求3的有機(jī)發(fā)光器件，其中，在該主體材料中，Ra和Ar1各自為萘環(huán)，Ar2為苯環(huán)，并且Rb為菲環(huán)，并且該主體材料具有下式表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)
5.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中，在該主體材料中，Ar1和Ar2各自是萘環(huán)，并且該主體材料具有下式表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)
6.權(quán)利要求5的有機(jī)發(fā)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，并且各個Ra和Rb取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1至20個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、氰基或鹵素原子，并且各個Ar1和Ar2取代基獨(dú)立地為具有1至20個碳原子的烷基、具有1至20 個碳原子的鹵代烷基、具有5至18個碳原子的環(huán)烷基、具有3至20個碳原子的甲硅烷基、 氰基、鹵素原子或具有6至22個碳原子的芳基。
7.權(quán)利要求5的有機(jī)發(fā)光器件，其中Ra和Rb各自獨(dú)立地選自菲環(huán)、三亞苯環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并右環(huán)和茜環(huán)。
8.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中該主體材料的三線態(tài)能量為約2.OeV至約2. SeV0
9.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中該磷光發(fā)射體材料包含磷光有機(jī)金屬配合物，其中該取代的化學(xué)結(jié)構(gòu)由至少兩個甲基取代。
10.權(quán)利要求9的有機(jī)發(fā)光器件，其中該磷光發(fā)射體材料包含具有下列部分化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的取代的化學(xué)結(jié)構(gòu)的磷光有機(jī)金屬配合物
11.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中該磷光發(fā)射體材料包含金屬配合物，并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(quán)利要求11的有機(jī)發(fā)光器件，其中該金屬配合物具有原金屬鍵。
13.權(quán)利要求11的有機(jī)發(fā)光器件，其中該金屬原子為Ir。
14.權(quán)利要求11的有機(jī)發(fā)光器件，其中該磷光發(fā)射體材料包含具有下列化學(xué)結(jié)構(gòu)表示的取代的化學(xué)結(jié)構(gòu)的磷光有機(jī)金屬化合物
15.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中該主體材料包含具有下式表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的未取代的芳族烴化合物機(jī)金屬化合物
16.權(quán)利要求1的有機(jī)發(fā)光器件，其中該發(fā)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(fā)光波長最大值。
17.權(quán)利要求16的有機(jī)發(fā)光器件，其中該發(fā)射層在陰極和發(fā)光層之間包含電子傳輸層或電子注入層，并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(huán)骨架的芳環(huán)或者具有含氮六元或五元環(huán)骨架的稠合芳環(huán)化合物。
全文摘要
本發(fā)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(jī)薄膜層，其中該有機(jī)薄膜層包含至少一個發(fā)光層，并且該至少一個發(fā)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(huán)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(huán)、環(huán)、取代或未取代熒蒽環(huán)、三亞苯環(huán)、取代或未取代菲環(huán)、取代或未取代苯并菲環(huán)、取代或未取代二苯并菲環(huán)、取代或未取代苯并三亞苯環(huán)、取代或未取代苯并環(huán)、取代或未取代苉環(huán)和取代或未取代苯并熒蒽環(huán)；以及(b)至少一種磷光材料包含磷光有機(jī)金屬配合物，該配合物具有下式表示的下列部分化學(xué)結(jié)構(gòu)之一所表示的取代的化學(xué)結(jié)構(gòu)其中各個R獨(dú)立地為氫或具有1-3個碳原子的烷基取代基，并且其中該式的至少一個環(huán)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(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)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(xì)川地潮 申請人:出光興產(chǎn)株式會社, 通用顯示公司