新型覆盖层用有机化合物以及包含上述覆盖层用有机化合物的有机发光元件

文档序号:695043 发布日期:2021-05-04 浏览:42次 >En<

阅读说明:本技术 新型覆盖层用有机化合物以及包含上述覆盖层用有机化合物的有机发光元件 (Novel organic compound for capping layer and organic light-emitting element comprising same ) 是由 咸昊完 安贤哲 金熙宙 金东骏 韩政佑 安慈恩 权桐热 李成圭 金兑旼 于 2020-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明作为有机发光元件的覆盖层用化合物,提供一种以下述化学式1表示的覆盖层用化合物以及含有上述覆盖层用化合物的有机发光元件。&lt;化学式1&gt;。(The present invention provides a compound for a cap layer represented by the following chemical formula 1 as a compound for a cap layer of an organic light emitting device, and an organic light emitting device including the compound for a cap layer.&lt;Chemical formula 1&gt; 。)

新型覆盖层用有机化合物以及包含上述覆盖层用有机化合物 的有机发光元件

技术领域

本发明涉及一种覆盖层用有机化合物以及包含上述覆盖层用有机化合物的有机发光元件。

背景技术

在有机发光元件中作为有机物层使用的材料大体上可以根据其功能分为发光材料、空穴注入材料、空穴输送材料、电子输送材料以及电子注入材料等。

此外,上述发光材料可以根据发光机制分为源于电子的单重激发态的荧光材料以及源于电子的三重激发态的磷光材料,还可以根据发光颜色分为蓝色、绿色、红色发光材料。

一般的有机发光元件可以采用在基板上部形成阳极,并在上述阳极上部依次形成空穴输送层、发光层、电子输送层以及阴极的结构。其中,空穴输送层、发光层以及电子输送层是由有机化合物构成的有机薄膜。

如上所述结构的有机发光元件的驱动原理如下所述。

当在上述阳极以及阴极之间加载电压时,从阳极注入的空穴将经由空穴输送层移动到发光层,而从阴极注入的电子将经由电子输送层移动到发光层。上述空穴以及电子将在发光层重新结合并生成激子。

在上述激子从激发态转换成基态的过程中将生成光线。有机发光元件的效率通常可以分为内部发光效率以及外部发光效率。内部发光效率与在如空穴输送层、发光层以及电子输送层等介于第1电极与第2电极之间的有机层中生成激子并实现光转换的效率相关,理论上荧光的内部发光效率为25%,而磷光为100%。

此外,外部发光效率是指在有机层中生成的光线被提取到有机发光元件外部的效率,目前已经得知通常有内部发光效率的约20%左右可以被提取到外部。作为提升上述光提取效率的方法,为了防止照射到外部的光线因为全反射而发生损失,通常采用将折射率为1.7以上的各种有机化合物作为覆盖层使用的方式,而且为了改善有机发光元件的性能,一直以来都在致力于开发出一种具有可以提升外部发光效率的高折射率以及薄膜稳定性的有机化合物。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国公开专利第10-2004-0098238号

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以通过将具有或不具有杂元素N、O、S、Se或Te且由五元环以及六元环等2个以上的环稠合而成的稠环(fused ring)直接结合或通过连接基结合到一个芳胺的氮上而实现高折射率以及优秀的薄膜稳定性的覆盖层用化合物以及包含上述覆盖层用化合物的有机发光元件。

此外,本发明的目的在于提供一种包括由五元环以及六元环稠合而成的稠环结合到芳胺的氮上的结构,其中上述五元环可以是包括O、S、Se或Te的杂五元环,或上述六元环可以是包括N的杂六元环,从而可以在具有无法吸收可见光线区域的较宽的带隙以及高折射率的同时还可以通过增加紫外线区域的吸收波长而实现高色纯度、高效率以及长使用寿命的有机发光元件的覆盖层用化合物以及包含上述覆盖层用化合物的有机发光元件。

此外,本发明的目的在于提供一种可以在通过将芳胺的末端部或稠环的末端部的体积特性最小化而优化分子间的薄膜排列并借此改善折射率的同时还可以提升对外部空气、水分的稳定性,而且因为具有较高的玻璃化转变温度(Tg)以及露点温度(Td)而可以防止分子间的重结晶并在有机发光元件的驱动过程中产生热量时维持薄膜的稳定状态,从而提升外部量子效率并改善使用寿命的覆盖层用化合物以及有机发光元件。

接下来,将对如上所述的课题以及追加课题进行详细的说明。

作为解决上述课题的手段,

本发明作为有机发光元件的覆盖层用化合物,提供一种以下述化学式1表示的覆盖层用化合物。

<化学式1>

在上述化学式1中,

X为O、S、Se、Te或CRR`,

其中,R以及R`各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,相邻的R以及R`可以通过相互结合而形成或不形成环,

Y1至Y4各自独立地为C、CR1或N,

其中,R1各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、或取代或未取代的C6~C50的芳基,相邻的R1之间可以通过相互结合而形成或不形成环,

Ar1以及Ar2各自独立地为取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,

R2各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,

L、L1以及L2各自独立地为直接结合、取代或未取代的C6~C50的亚芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂亚芳基,

p为0至2的整数。

此外,本发明提供一种包括含有上述化合物的覆盖层的有机发光元件。

此外,本发明提供一种有机发光元件,上述有机发光元件还包括第1电极和第2电极以及介于上述第1电极与上述第2电极的内侧的有机物层,上述覆盖层配置在上述第1电极或上述第2电极中的任一个以上的电极外侧。

根据本发明的一实施例的覆盖层用化合物以及有机发光元件,

可以通过将具有或不具有杂元素N、O、S、Se或Te且由五元环以及六元环等2个以上的环稠合而成的稠环(fused ring)直接结合或通过连接基结合到一个芳胺的氮上而实现高折射率以及优秀的薄膜稳定性。

此外,本发明包括由五元环以及六元环稠合而成的稠环结合到芳胺的氮上的结构,其中上述五元环可以是包括O、S、Se或Te的杂五元环,或上述六元环可以是包括N的杂六元环,从而可以在具有无法吸收可见光线区域的较宽的带隙以及高折射率的同时还可以通过增加紫外线区域的吸收波长而实现高色纯度、高效率以及长使用寿命的有机发光元件。

此外,本发明可以在通过将芳胺的末端部或稠环的末端部的体积特性最小化而优化分子间的薄膜排列并借此改善折射率的同时还可以提升对外部空气、水分的稳定性,而且因为具有较高的玻璃化转变温度(Tg)以及露点温度(Td)而可以防止分子间的重结晶并在有机发光元件的驱动过程中产生热量时维持薄膜的稳定状态,从而提升外部量子效率并改善使用寿命。

接下来,将对如上所述的效果以及追加效果进行详细的说明。

附图说明

图1是对有机发光元件的层结构进行概要性图示的截面图。

图2是在320nm~450nm的波长范围下对吸收强度进行测定的结果。

【符号说明】

100:基板

200:空穴注入层

300:空穴输送层

400:发光层

500:电子输送层

600:电子注入层

1000:第1电极

2000:第2电极

3000:覆盖层

具体实施方式

在对本发明进行详细的说明之前需要理解的是,在本说明书中所使用的术语只是用于对特定的实施例进行记述,并不是为了对本发明的范围进行限定,本发明的范围只应通过随附的权利要求书的范围做出限定。除非另有明确的说明,否则在本说明书中所使用的所有技术术语以及科学术语的含义与具有一般知识的人员所通常理解的含义相同。

在整个本说明书以及权利要求书中,除非另有明确的说明,否则被记载为包括(comprise、comprises、comprising)的术语只是表明包括所提及的物件、步骤或一系列物件以及步骤,并不是事先排除任意其他物件、步骤或一系列物件或一系列步骤。

在整个本说明书以及权利要求书中,术语“芳基”是指如包括苯基、苄基、萘基、联苯基、三联苯基、芴基、菲基、三亚苯基、亚苯基、基、荧蒽基、苯并芴基、苯并三亚苯基、苯并基、蒽基、茋基以及芘基等芳环的C5~50的芳烃环基,而“杂芳基”是指如包括吡咯基、吡嗪基、吡啶基、吲哚基、异吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、噻吩基以及由吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、吲哚环、喹啉环、吖啶环、吡咯烷环、二烷环、哌啶环、吗啉环、哌嗪环、咔唑环、呋喃环、噻吩环、唑环、二唑环、苯并呋喃环、噻唑环、噻二唑环、苯并噻吩环、苯三唑环、咪唑环、苯并咪唑环、吡喃环、二苯并呋喃环构成的杂环基的包括至少一个杂元素的C2~50的芳族环。

在整个本说明书以及权利要求书中,术语“取代或未取代”是指被从由氘、卤素、氨基、氰基、腈基、硝基、亚硝基、氨磺酰基、异硫氰酸酯基、硫氰酸酯基、羧基、或C1~C30的烷基、C1~C30的烷基亚磺酰基、C1~C30的烷基磺酰基、C1~C30的烷基硫烷基、C1~C12的氟烷基、C2~C30的烯基、C1~C30的烷氧基、C1~C12的N-烷基氨基、C2~C20的N,N-二烷基氨基、C1~C6的N-烷基氨磺酰基、C2~C12的N,N-二烷基氨磺酰基、C3~C30的甲硅烷基、C3~C20的环烷基、C3~C20的杂烷基、C6~C50的芳基以及C3~C50的杂芳基等构成的组中选择的任一个以上的基团取代或未取代。此外,在本申请的整个说明书中,除非另有明确的说明,否则相同的符号具有相同的含义。

此外,除非另有明确的相反说明,否则本发明的多个实施例可以与其他某些实施例结合。接下来,将对本发明的实施例及其效果进行说明。

接下来,将对本发明进行详细的说明。

根据本发明的一实施例的有机发光元件,可以是包括覆盖层的有机发光元件。具体来讲,可以是包括介于第1电极与第2电极的内侧的有机物层以及配置在上述第1电极和第2电极中的任一个电极外侧且含有本发明的覆盖层用化合物的覆盖层的有机发光元件。

作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例,包括以下述化学式1表示的覆盖层用化合物。

<化学式1>

在上述化学式1中,

X为O、S、Se、Te或CRR`,

其中,R以及R`各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,相邻的R以及R`可以通过相互结合而形成或不形成环,

Y1至Y4各自独立地为C、CR1或N,

其中,R1各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、或取代或未取代的C6~C50的芳基,相邻的R1之间可以通过相互结合而形成或不形成环,

Ar1以及Ar2各自独立地为取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,

R2各自独立地为氢、氘、卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C2~C30的烯基、取代或未取代的C1~C30的烷氧基、取代或未取代的C1~C30的巯基、取代或未取代的C6~C50的芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂芳基,

L、L1以及L2各自独立地为直接结合、取代或未取代的C6~C50的亚芳基、或取代或未取代的C2~C50的杂亚芳基,

p为0至2的整数。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式2表示的覆盖层用化合物。

<化学式2>

在上述化学式2中,

对X、Y1至Y4、Ar1、Ar2、R2、L1、L2以及p的定义与上述化学式1中的定义相同,

对R3的定义与上述化学式1中的R2的定义相同(其中,R3的碳数量满足在L中定义的碳数量范围),

q为0至4的整数,

m为1至5的整数。

以上述化学式2表示的覆盖层用化合物为由五元环以及六元环稠合而成的包括X的稠环结合到芳胺的氮上且通过亚苯基连接的结构,借此可以在将蓝色区域的吸收波长最小化的同时改善折射率。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式3表示的覆盖层用化合物。

<化学式3>

在上述化学式3中,

对X、Y1至Y4、Ar1、Ar2、R2、L、L1以及L2的定义与上述化学式1中的定义相同,

p为0或1。

以上述化学式3表示的覆盖层用化合物为芳胺的氮结合到由五元环以及六元环稠合而成的包括X的稠环且氮的结合位置为结合到五元环的碳的结构,具体来讲是结合到与X最接近的位置的碳的结构,借此可以实现更高的折射率。

其中,关于与X最接近的位置,在X为O、S、Te或Se的情况下可以是指稠环的2号位置,而在X为CRR'的情况下可以是指稠环的6号位置。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式4表示的覆盖层用化合物。

<化学式4>

在上述化学式4中,

对X、Y1至Y4、Ar1、Ar2、R2、L1、L2以及p的定义与上述化学式1中的定义相同,

对R3的定义与上述化学式1中的R2的定义相同(其中,R3的碳数量满足在L中定义的碳数量范围),

q为0至4的整数,

m为1至5的整数。

以上述化学式4表示的覆盖层用化合物为由五元环以及六元环稠合而成的包括X的稠环结合到芳胺的氮上且通过对位结合的1,4-亚苯基连接的结构,借此可以在具有高折射率的同时增加紫外线区域的吸收波长,从而改善在暴露于外部紫外线时的稳定性。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式5表示的覆盖层用化合物。

<化学式5>

在上述化学式5中,

对X、Ar1、Ar2、R2、L1以及L2的定义与上述化学式1中的定义相同,

对R3的定义各自独立地与上述化学式1中的R2的定义相同(其中,R3的碳数量满足在L中定义的碳数量范围),

对R4的定义各自独立地与上述化学式1中的R1的定义相同,

p为0或1,

q为0至4的整数,

m为1至5的整数,

n为0至4的整数。

以上述化学式5表示的覆盖层用化合物为六元环的Y1至Y4均为碳,同时芳胺的氮结合到由五元环以及六元环稠合而成的包括X的稠环且氮的结合位置为结合到五元环的碳,同时五元环与氮是通过对位结合的1,4-亚苯基连接的结构,可以通过将核心(稠环)与连接基的扭曲角度最小化而实现优秀的分子排列以及有效的折射率改善。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式6表示的覆盖层用化合物。

<化学式6>

在上述化学式6中,

对X、Y1至Y4、Ar1、R2、L、L1以及p的定义与上述化学式1中的定义相同,

对L3的定义与上述化学式1中的L、L1以及L2的定义相同,

对X2的定义与上述化学式1中的X的定义相同,

对Y5至Y8的定义各自独立地与上述化学式1中的Y1至Y4的定义相同(其中,Y5至Y8的碳数量满足在Ar2中定义的碳数量范围)。

以上述化学式6表示的覆盖层用化合物为由五元环以及六元环稠合而成的2个稠环分别结合到芳胺的氮的结构,通过形成如上所述的两个以上的核心(稠环),可以在实现高折射率的同时将蓝色区域的吸收最小化。

此外,作为本发明的覆盖层用化合物的具体示例化合物,上述化学式1包括以下述化学式7表示的覆盖层用化合物。

<化学式7>

在上述化学式7中,

对X、Y1至Y4、R2、L以及p的定义各自独立地与上述化学式1中的定义相同,

对L3以及L4的定义各自独立地与上述化学式1中的L1以及L2的定义相同,

对X2以及X3的定义各自独立地与上述化学式1中的X的定义相同,

对Y5至Y12的定义各自独立地与上述化学式1中的Y1至Y4的定义相同(其中,Y5至Y12的碳数量满足在Ar1或Ar2中定义的碳数量范围)。

以上述化学式7表示的覆盖层用化合物为由五元环以及六元环稠合而成的3个稠环分别结合到芳胺的氮的结构,可以有效地将折射率以及在紫外线区域的吸收强度最大化。

此外,在上述化学式1至化学式7中,上述X、X2以及X3可以各自独立地为O或S,借此可以将杂原子的结合长度最小化并减少体积特性。

具体来讲,在X为O的情况下可以维持高折射率,同时可以有效地减少分子量并降低沉积温度。此外,在X为S的情况下可以具有高折射率,同时因为其玻璃化转变温度(Tg)较高而有利于稳定地形成薄膜。

此外,在上述化学式1至化学式7中,上述R1以及R2可以各自独立地从氢、氘、甲基、甲氧基、苯基或上述之组合进行选择。借此,可以将与胺相邻的环结构的体积特性最小化并有效地改善折射率。具体来讲,上述R1以及R2可以各自独立地从氢、苯基、联苯基或上述之组合进行选择。

此外,在上述化学式1至化学式7中,中间连接基即L、L1、L2、L3以及L4都可以不是直接结合。即,包括X、X2或X3的稠环、Ar1以及Ar2可以通过不是直接结合的连接基结合到氮上,借此可以改善折射率以及吸收强度。

此外,在上述化学式2、4以及5中,m具体来讲可以是1或2。即,包括X的稠环与氮可以通过亚苯基或亚联苯基进行连接,具体来讲可以通过具有对位结合的1,4-亚苯基或1,4-亚联苯基进行连接。借此,可以将在可见光线区域的吸收最小化。

此外,在上述化学式1至化学式6中,上述Ar1以及Ar2可以各自独立地从苯基、联苯基、三联苯基、萘基、菲基、三联苯基、苯并呋喃基、苯并噻吩基或上述之组合进行选择。具体来讲,可以包括三联苯基、萘基、苯并呋喃基或苯并噻吩基,在如上所述的情况下可以在具有高折射率的同时降低沉积温度并借此有效地改善热稳定性。

如上所述,本发明的覆盖层用化合物可以通过将取代基的体积特性最小化而具有高折射率,还可以增加紫外线区域的吸收,同时因为分子间的薄膜排列优秀而可以呈现出更高的折射率。

此外,在上述化学式1至化学式4的定义中,可以将氢作为取代时的取代基进行取代,但是并不限定于此,取代基也可以是上述取代基中的任一个。

下述化合物是根据本发明的化合物的具体实例。下述实例只是用于对本发明进行说明的例示,本发明并不因此而受到限定。

上述本发明的覆盖层用化合物的一实施例可以通过胺化反应进行合成,其大致的合成反应式如下所示。在下述反应式中对稠环中没有N的2个稠环的情况进行了例示,但是本发明并不限定于此,也可以有一个以上的N存在,而且由3个以上的环稠合而成的情况也可以通过下述反应式进行合成。

此外,在本发明的另一实施例中,作为包括覆盖层的有机发光元件,提供一种上述覆盖层中含有如上所述的覆盖层用化合物的有机发光元件。

在本发明的一实现例中,有机发光元件可以包括第1电极、第2电极以及介于第1电极与第2电极的内侧的有机物层,覆盖层可以被配置在上述第1电极或第2电极中的任一个以上的电极外侧。

具体来讲,上述覆盖层的厚度值可以是300至

此外,上述覆盖层在450nm下的折射率可以是2.23以上,具体来讲可以是2.30以上,而在380nm下的紫外线吸收强度可以是0.8以上,具体来讲可以是0.9以上。

其中,将第1电极或第2电极的两侧面中与介于第1电极与第2电极之间的有机物层相邻的一侧称之为内侧并将没有与有机物层相邻的一侧称之为外侧。即,当覆盖层被配置在第1电极的外侧时,第1电极将介于覆盖层与有机物层之间,而当覆盖层被配置在第2电极的外侧时,第2电极将介于覆盖层与有机物层之间。

根据本发明的一实现例,上述有机发光元件的第1电极和第2电极的内侧可以介有1层以上的多种有机物层,而在第1电极和第2电极中的任一个以上的电极外侧可以形成覆盖层。即,覆盖层可以在第1电极的外侧与第2电极的外侧同时形成,也可以仅在第1电极的外侧或第2电极的外侧形成。

此外,上述覆盖层可以包括根据本发明的覆盖层用化合物,可以单独包括根据本发明的覆盖层用化合物,或包括两种以上或同时包括公知的化合物。

此外,作为上述有机物层,可以包括通常构成发光部的空穴输送层、发光层以及电子输送层,但是并不限定于此。

具体来讲,根据本发明的一实现例的有机发光元件,可以在第1电极(阳极,anode)与第2电极(阴极,cathode)之间包括构成如空穴注入层(HIL)、空穴输送层(HTL)、发光层(EML)、电子输送层(ETL)以及电子注入层(EIL)等发光部的1层以上的有机物层。

图1是对根据本发明的实施例的有机发光元件的构成进行概要性图示的截面图。根据本发明的一实现例的有机发光元件可以以如图1所示的结构进行制造。

如图1所示,有机发光元件可以从下到上依次以基板100、第1电极1000、空穴注入层200、空穴输送层300、发光层400、电子输送层500、电子注入层600、第2电极2000以及覆盖层3000的顺序依次层叠形成。

上述基板100可以使用在有机发光元件中通常使用的基板,尤其是可以使用机械强度、热稳定性、透明性、表面平滑性、处理便利性以及防水性优秀的透明玻璃基板或柔性塑料基板。

上述第1电极1000作为用于在有机发光元件中注入空穴的空穴注入电极使用。第1电极1000为了实现空穴的注入而使用功函数尽可能低的物质进行制造,可以利用如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)以及石墨烯(graphene)等透明的材质形成。

上述空穴注入层200,可以通过利用如真空沉积法、旋转涂布法、铸造法、朗缪尔-布洛节塔(LB,Langmuir-Blodgett)法等方法在第1电极1000的上部对空穴注入层物质进行沉积的方式形成。在通过真空沉积法形成空穴注入层200时,其沉积条件将根据作为空穴注入层200的材料使用的化合物、所需要的空穴注入层200的结构以及热学特性而有所不同,通常可以在50~500℃的沉积温度、10-8至10-3托(torr)的真空度、0.01至的沉积速度以及至5μm的层厚范围内适当地进行选择。此外,可以根据需要在空穴注入层200的表面追加沉积形成电荷产生层。作为电荷产生层物质,可以使用一般的物质,例如可以使用六氰基-六氮杂苯并菲(HATCN)。

接下来,上述空穴输送层300,可以通过利用如真空沉积法、旋转涂布法、铸造法、朗缪尔-布洛节塔(LB)法等方法在上述空穴注入层200的上部对空穴输送层物质进行沉积的方式形成。在通过上述真空沉积法形成空穴输送层300时,其沉积条件将根据所使用的化合物而有所不同,但是通常是在与空穴注入层200的形成几乎相同的条件范围内选择为宜。上述空穴输送层300可以使用公知的化合物形成。如上所述的空穴输送层300可以是1层以上,而且虽然在图1中并未图示,但是还可以在空穴输送层300的上部追加形成发光辅助层。

上述发光层400,可以通过利用如真空沉积法、旋转涂布法、铸造法、朗缪尔-布洛节塔(LB)法等方法在上述空穴输送层300或发光辅助层的上部对发光层物质进行沉积的方式形成。在通过上述真空沉积法形成发光层400时,其沉积条件将根据所使用的化合物而有所不同,但是通常是在与空穴注入层200的形成几乎相同的条件范围内选择为宜。作为上述发光层材料,可以将公知的化合物作为主剂或掺杂剂使用。

此外,当在发光层材料中同时使用磷光掺杂剂时,为了防止三重态激子或空穴扩散到电子输送层500的现象,可以在发光层400的上部通过真空沉积法或旋转涂布法追加层叠空穴阻挡材料(HBL)。此时所使用的空穴阻挡材料并不受到特殊的限定,可以选择使用任意公知的材料。例如,可以使用二唑衍生物或苯三唑衍生物、邻二氮杂菲衍生物或日本特开平11-329734(A1)中记载的空穴阻挡材料等,其中最具代表性的包括Balq(双(8-羟基-2-甲基喹啉)-(4-苯基苯氧基)铝)、菲咯啉(phenanthrolines)类化合物(例如:UDC公司的BCP(浴铜灵))等。如上所述的本发明的发光层400,可以包括1层以上或2层以上的蓝色发光层。

上述电子输送层500形成于上述发光层400的上部,可以通过如真空沉积法、旋转涂布法、铸造法等方法形成。上述电子输送层500的沉积条件将根据所使用的化合物而有所不同,但是通常是在与空穴注入层200的形成几乎相同的条件范围内选择为宜。

上述电子注入层600可以通过在上述电子输送层500的上部对电子注入层物质进行沉积的方式形成,可以通过如真空沉积法、旋转涂布法、铸造法等方法形成。

上述有机发光元件的空穴注入层200、空穴输送层300、发光层400、电子输送层500等有机物层可以使用公知的物质进行制造,但是并不限定于此。

上述第2电极2000作为电子注入电极使用,可以在上述电子注入层600的上部通过真空沉积法或旋转涂布法等方法形成。作为上述第2电极2000的材料,可以使用多种金属。作为具体的实例,包括如铝、金、银、镁等物质,但是并不限定于此。

本发明的有机发光元件,不仅可以使用如上所述的包括覆盖层3000、第1电极1000、空穴注入层200、空穴输送层300、发光层400、电子输送层500、电子注入层600、第2电极2000以及覆盖层3000的有机发光元件,还可以使用多种结构的有机发光元件,也可以根据需要追加包括1层或2层的中间层。

此外,通过本发明形成的各个有机物层的厚度可以根据所需要的程度进行调节,具体来讲可以是10至1000nm,更具体来讲可以是20至150nm。

上述覆盖层3000可以在上述第1电极1000的两侧面中没有形成空穴注入层200的外侧面形成。此外,还可以在上述第2电极2000的两侧面中没有形成电子注入层600的外侧面形成,但是并不限定于此。如上所述的覆盖层3000可以通过沉积工程形成,覆盖层3000的厚度可以是100至更具体来讲可以是300至通过如上所述的厚度调节方式,可以防止覆盖层3000的透过率下降的问题。

此外,虽然在图1中并没有进行图示,但是根据本发明的一实现例,在覆盖层3000与第1电极1000之间或覆盖层3000与第2电极2000之间可以追加形成用于起到各种功能的有机物层。或者,在覆盖层3000的上部(外侧表面)也可以追加形成用于起到各种功能的有机物层,但是并不限定于此。

接下来,将结合制造例以及实施例对根据本发明的一实施例的包括覆盖层的有机发光元件进行详细的说明。下述制造例以及实施例只是用于对本发明进行例示,本发明的范围并不限定于下述的制造例以及实施例。

<制造例1>化合物13的合成

在圆底烧瓶中,将2.0g的2-(4-溴苯基)苯并呋喃(2-(4-bromophenyl)benzofuran)、4.0g的4'-(萘-2-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(4'-(naphthalen-2-yl)-N-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)、1.0g的t-BuONa、0.3g的Pd2(dba)3、0.3ml的(t-Bu)3P溶解到100ml的甲苯中之后进行了回流搅拌。利用薄层色谱法(TLC,Thin Layer Chromatography)对反应进行确认并在添加水之后结束反应。利用二氯甲烷(MC,Methylene chloride)提取出有机层并在减压过滤之后重结晶,从而获得3.2g的化合物13(收率为64%)。

m/z:689.27(100.0%)、690.28(56.7%)、691.28(16.0%)、692.28(3.0%)

<制造例2>化合物53的合成

按照与制造例1相同的方法进行制造,其中利用2-(4'-溴-[1,1'-联苯]-4-基)苯并呋喃(2-(4'-bromo-[1,1'-biphenyl]-4-yl)benzofuran)以及双(4-(萘-2-基)苯基)胺(bis(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)amine)替代2-(4-溴苯基)苯并呋喃(2-(4-bromophenyl)benzofuran)以及4'-(萘-2-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(4'-(naphthalen-2-yl)-N-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)合成出了化合物53。(收率为68%)

m/z:689.27(100.0%)、690.28(56.7%)、691.28(16.0%)、692.28(3.0%)

<制造例3>化合物209的合成

按照与制造例1相同的方法进行制造,其中利用2-(4'-溴-[1,1'-联苯]-4-基)苯并[b]噻吩(2-(4'-bromo-[1,1'-biphenyl]-4-yl)benzo[b]thiophene)以及双(4-(萘-2-基)苯基)胺(bis(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)amine)替代2-(4-溴苯基)苯并呋喃(2-(4-bromophenyl)benzofuran)以及4'-(萘-2-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(4'-(naphthalen-2-yl)-N-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)合成出了化合物209。(收率为65%)

m/z:705.25(100.0%)、706.25(57.4%)、707.26(15.7%)、707.24(4.5%)、708.26(3.0%)、708.25(2.6%)

<制造例4>化合物217的合成

按照与制造例1相同的方法进行制造,其中利用2-(4-溴苯基)苯并[b]噻吩(2-(4-bromophenyl)benzo[b]thiophene)以及4-(萘-2-基)苯胺(4-(naphthalen-2-yl)aniline)替代2-(4-溴苯基)苯并呋喃(2-(4-bromophenyl)benzofuran)以及4'-(萘-2-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(4'-(naphthalen-2-yl)-N-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)合成出了化合物217。(收率为63%)

m/z:635.17(100.0%)、636.18(47.9%)、637.18(12.0%)、637.17(9.2%)、638.17(4.4%)、636.17(2.0%)、638.18(1.9%)、639.18(1.0%)

<制造例5>化合物225的合成

按照与制造例1相同的方法进行制造,其中利用2-(4-溴苯基)苯并[b]噻吩(2-(4-bromophenyl)benzo[b]thiophene)以及双(4-(苯并[b]噻吩-2-基)苯基)胺(bis(4-(benzo[b]thiophen-2-yl)phenyl)amine)替代2-(4-溴苯基)苯并呋喃(2-(4-bromophenyl)benzofuran)以及4'-(萘-2-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(4'-(naphthalen-2-yl)-N-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-4-amine)合成出了化合物225。(收率为65%)

m/z:641.13(100.0%)、642.13(48.2%)、643.13(14.8%)、643.14(10.2%)、644.13(6.5%)、644.14(1.7%)、645.13(1.6%)

有机发光元件的制造

按照如图1所示的结构制造出了有机发光元件。有机发光元件从下到上依次以基板100/阳极(空穴注入电极1000)/空穴注入层200/空穴输送层300/发光层400/电子输送层500/电子注入层600/阴极(电子注入电极2000)/覆盖层3000的顺序依次层叠形成。

在位于本发明的有机发光元件的电极内侧的有机物层中使用的化合物如下述表1所示。

【表1】

<实施例1>有机发光元件的制造

在形成有包含Ag的反射层的氧化铟锡(ITO)基板上方,以空穴注入层HI01HATCN空穴输送层HT01进行制膜之后,作为上述发光层掺杂BH01:BD01 3%而以进行制膜。接下来作为电子输送层以ET01:Liq(1:1)进行制膜之后沉积LiF而形成电子注入层。接下来将MgAg以15nm的厚度进行沉积,然后在上述阴极上方作为覆盖层将在制造例1中制造出的化合物以的厚度进行沉积。通过将上述元件在手套箱中进行封装(Encapsulation)而制造出了有机发光元件。

<实施例2至实施例5>有机发光元件的制造

按照与上述实施例1相同的方法进行制造,并分别利用通过制造例2至制造例5制造出的化合物对覆盖层进行制膜之后制造出了有机发光元件。

<比较例1至比较例4>有机发光元件的制造

按照与上述实施例1相同的方法进行制造,并分别利用下述表2所示的比较例1(Ref.1)至比较例4(Ref.4)对覆盖层进行制膜之后制造出了有机发光元件。

【表2】

<试验例1>有机发光元件的性能评估

通过向吉时利2400源测量单元(Kiethley 2400 source measurement unit)加载电压而注入电子以及空穴并利用柯尼卡美能达(Konica Minolta)分光辐射亮度计(CS-2000)对放射出光线时的亮度进行测定,从而在大气压条件下测定了对于加载电压的电流密度以及亮度而评价了上述实施例1至实施例5以及比较例1至比较例4的有机发光元件的性能,其结果如表3所示。

【表3】

Op.V mA/cm<sup>2</sup> cd/A CIEx CIEy LT97
实施例1 3.50 10 7.68 0.139 0.044 177
实施例2 3.50 10 7.76 0.140 0.044 175
实施例3 3.50 10 7.74 0.140 0.044 172
实施例4 3.51 10 7.97 0.140 0.043 180
实施例5 3.51 10 7.85 0.139 0.045 173
比较例1 3.51 10 6.52 0.131 0.054 71
比较例2 3.52 10 6.85 0.130 0.050 100
比较例3 3.51 10 6.72 0.133 0.052 95
比较例4 3.51 10 6.20 0.133 0.054 68

通过对本发明的实施例进行比较可以发现,与比较例1以及比较例2相比,本发明为苯并呋喃或苯并噻吩结合到芳胺的氮上的结构,具体来讲是包括一个芳胺而不是两个芳胺的结构,借此可以通过将体积特性最小化而具有高折射率,同时还可以通过紫外线区域的吸收波长的提升以及较高的玻璃化转变温度(Tg)有效地改善有机发光元件的效率以及使用寿命。

此外,与比较例3相比,稠环的五元环包括O或S而不是N,且氮结合到五元环而不是六元环,尤其是结合到与O或S最接近的位置的碳。此外,与比较例4相比,可以通过对稠环的末端部体积特性最小化而防止折射率的下降并通过优秀的薄膜排列形成稳定的薄膜,从而即使是以较少的分子量也可以有效地改善折射率并借此实现高色纯度、高效率、长寿命的有机发光元件。

<试验例2>折射率的评估

分别利用本发明的化合物13(制造例1)以及化合物209(制造例3)和表2的比较例1(Ref.1)、比较例2(Ref.2)、比较例3(Ref.3)、比较例4(Ref.4)的比较例化合物,在硅基板上利用真空沉积装置制造出厚度为30nm的沉积膜,然后利用椭圆偏振仪装置(J.A.WoollamCo.Inc,M-2000X)对在450nm波长下的折射率进行了测定。其结果如下述表4所示。

【表4】

如上述表4所示,可以确认本发明的制造例1以及3的化合物呈现出2.23以上、具体来讲为2.30以上、更具体来将为2.35以上的折射率。

<试验例3>在紫外线区域的吸收强度评估

在紫外线区域分别利用化合物13(制造例1)以及化合物209(制造例3)和比较例1(Ref.1)的化合物,在硅基板上利用真空沉积装置制造出厚度为30nm的沉积膜,然后利用椭圆偏振仪装置(J.A.Woollam Co.Inc,M-2000X)对在320nm~450nm范围内的吸收波长进行了测定。其结果如图2所示。

在紫外线吸收区域380nm基准下,本发明的化合物13以及化合物209的吸收强度为0.8以上、具体来讲为0.9以上,可以确认与比较例1(Ref.1)的化合物相比其吸收强度提升30%以上、具体来讲提升50%以上。

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