具有延遲熒光的有機發(fā)光器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及有機電致發(fā)光器件(OLED),其具有發(fā)光層,所述發(fā)光層包含在SJP T i 態(tài)的能量之間具有小差值的化合物,并且其中一些條件適用于所述發(fā)光層和在陽極與所述 發(fā)光層之間的層的HOMO和LUMO能級。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常,術(shù)語OLED是指包含至少一種有機材料并且在施加電壓時發(fā)光的電子器 件。OLED的基本結(jié)構(gòu)和制造是本領(lǐng)域技術(shù)人員通常已知的,并且尤其是在US 4539507、US 5151629、EP 0676461 和 TO 98/27136 中進行了描述。
[0003] 化合物的SjP T i態(tài)的能量與化合物的HOMO和LUMO能級被定義為通過對所討論 的化合物進行量子化學(xué)計算而得到的能量。在此S1態(tài)是能量最低的激發(fā)單重態(tài),而T i態(tài)是 能量最低的三重態(tài)。在實施例中對進行量子化學(xué)計算的確切方法進行詳細描述。
[0004] 如果層由單一化合物構(gòu)成,則所述層的HOMO能級是指該化合物的HOMO能級。如 果層由兩種或更多種不同的化合物構(gòu)成,則所述層的Η0Μ0能級是指所述兩種或更多種不 同化合物中具有最高Η0Μ0能級的那種化合物的Η0Μ0能級。以很小的比例存在的化合物在 此不納入考慮。優(yōu)選地,只有以至少1體積%、特別優(yōu)選至少2體積%、非常特別優(yōu)選至少 3體積%的比例存在的化合物才納入考慮。
[0005] 如果層由單一化合物構(gòu)成,則所述層的LUMO能級是指該化合物的LUMO能級。如 果層由兩種或更多種不同的化合物構(gòu)成,所述層的LUMO能級是指所述兩種或更多種不同 化合物中具有最低LUMO能級的那種化合物的LUMO能級。以很小的比例存在的化合物在此 不納入考慮。優(yōu)選地,只有以至少1體積%、特別優(yōu)選至少2體積%、非常特別優(yōu)選至少3 體積%的比例存在的化合物才納入考慮。
[0006] 根據(jù)定義,Η0Μ0和LUMO能級的值是負(fù)值。相應(yīng)地,出于本申請的目的,"高能級" 是指相對而言具有小絕對值的負(fù)值,而"低能級"是指相對而言具有大絕對值的負(fù)值。
[0007] 在新型OLED的開發(fā)中,對改善器件的效率和工作電壓有極大的興趣。此外,對改 善器件的壽命和全面改善OLED在升高的溫度下運行的性能數(shù)據(jù)(performance data)有興 趣。此外,還對提供可簡單和廉價制造并且可從特別是制備簡單的便宜材料構(gòu)造的OLED有 興趣。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中已知,利用某些不發(fā)磷光而是發(fā)熒光的純有機化合物可得到具有很好 的效率的0LED。例如,H.Uoyama等(Nature 2012,492,234)公開了使用咔唑基苯甲腈化合 物作為發(fā)光化合物能夠得到外量子效率與用磷光發(fā)光體得到的同樣好或更好的0LED。所使 用的咔唑基苯甲腈化合物基于SJP T i態(tài)之間的小能差而具有熱激活延遲螢光(TADF)。
[0009] 在所述出版物中,在與發(fā)光層在陽極側(cè)相鄰的層中使用4, 4-雙-[N- (1 -萘 基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(NPD),并且將4, 4' -(雙咔唑-9-基)聯(lián)苯(CBP)用作發(fā)光層的基質(zhì) 材料。在這種類型的結(jié)構(gòu)中,發(fā)光層和陽極側(cè)的相鄰層的Η0Μ0能級之間的差值為0. 45eV。 此外,所述出版物中公開的OLED具有由M3D和1,3-雙(9-咔唑基)苯(mCP)和TAPC構(gòu)成 的兩個連續(xù)的空穴傳輸層以及隨后包含2, 8-雙(二苯基磷?;┒讲b,d]噻吩(PPT) 作為基質(zhì)材料的發(fā)光層。在這種情況下,第一和第二空穴傳輸層之間的HOMO能級的差值是 0. 58eV,且第二空穴傳輸層和發(fā)光層之間是0. 55eV。
[0010] Mehes 等(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51,11311)使用分別由 1,3_ 雙(9- P+ 唑基)苯(mCP)和TAPC構(gòu)成的兩個連續(xù)的空穴傳輸層,和隨后包含三苯基-[4-9-苯 基-9H-芴-9-基)苯基]硅烷(TPSi-F)作為基質(zhì)材料的發(fā)光層。在這種情況下,第一 和第二空穴傳輸層之間的HOMO能級的差值是0. 73eV,且第二空穴傳輸層和發(fā)光層之間是 0.33eV〇
[0011] 包含具有熱激活延遲螢光的發(fā)光體的其他OLED在如下中進行了描述:Endo等, Appl. Phys. Lett. 2011,98,083302 ;Nakagawa 等,Chem. Commun. 2012,48,9580 ;和 Lee 等, Appl. Phys. Lett. 2012,101,093306/1。所有出版物共同之處在于,選自連續(xù)空穴傳輸層之 間的HOMO差值和在與發(fā)光層在陽極側(cè)相鄰的空穴傳輸層和發(fā)光層之間的HOMO差值的HOMO 差值中的至少一種顯著大于0. 4eV。
[0012] OLED在顯示器和照明應(yīng)用中商業(yè)化的進一步發(fā)展需要不斷改善器件的性能數(shù)據(jù), 特別是工作電壓和效率。
[0013] 在相應(yīng)的研究中,現(xiàn)在已經(jīng)意外發(fā)現(xiàn),利用具有如下發(fā)光層的OLED獲得效率和工 作電壓的改良值,所述發(fā)光層包含在Sl和Tl態(tài)的能量之間具有小差值的化合物,并且在所 述OLED中一些條件適用于發(fā)光層和陽極與發(fā)光層之間的層的Η0Μ0和LUMO能級的相對位 置。此外,優(yōu)選實現(xiàn)壽命的提高。
[0014] 在此優(yōu)選在至少一個所述點上、特別優(yōu)選在多個所述點上得到超過現(xiàn)有技術(shù)的器 件的優(yōu)點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015] 因此,本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件,其包含
[0016] -陽極,
[0017] -陰極,
[0018] -至少一個發(fā)光層,所述發(fā)光層包含發(fā)光的有機化合物E,所述發(fā)光的有機化合物 E的SjP T i態(tài)的能量之間的差值不大于0. 15eV,和
[0019] -至少一個厚度大于2nm的層,該層被布置在最接近陽極的發(fā)光層EML和所述陽極 之間,
[0020] 其中以下條件適用于被布置在陽極和層EML之間的厚度大于2nm的每個層:
[0021] 所述層的Η0Μ0能級和厚度大于2nm的陰極側(cè)的最接近層的Η0Μ0能級之間的差值 D必須小于或等于0. 4eV,
[0022] 前提條件是,對于HOMO能級的值小于-6. 7eV的層而言,對于所述條件出現(xiàn)LUMO 能級,而不是Η0Μ0能級。
[0023] 本發(fā)明意義上的有機化合物是指不含金屬的含碳化合物。本發(fā)明的有機化合物優(yōu) 選由元素 C、H、D、B、Si、N、P、0、S、F、Cl、Br 和 I 組成。
[0024] 本發(fā)明意義上的發(fā)光化合物是指在如有機電致發(fā)光器件中存在的環(huán)境下,能夠在 室溫下在光激發(fā)時發(fā)射光的化合物。
[0025] 最接近陽極的發(fā)光層是指當(dāng)從陽極觀察時最接近的發(fā)光層。
[0026] 以下適用于層的HOMO能級和陰極側(cè)的最接近層的HOMO能級之間的差值D,條件是 所述層以L(i)表示且所述陰極側(cè)的最接近層以L(i+1)表示,并且層L(i)的HOMO能級以 H0M0(L(i))表示,且層 L(i+1)的 HOMO 能級以 H0M0(L(i+l))表示:
[0027] D = HOMO (L (i)) -HOMO (L (i+1)) 方程式(I)
[0028] 根據(jù)本發(fā)明,差值D也可以變成負(fù)值。
[0029] 對于Η0Μ0能級的值小于-6. 7eV的層,出現(xiàn)LUMO能級,而不是Η0Μ0能級,從而相 應(yīng)地進行D的計算。這可以是對于所述兩個相鄰層的情況,或者可以是兩個相鄰層之一的 情況。
[0030] 然后可能出現(xiàn)以下情況:
[0031] D = LUMO (L ⑴)-HOMO (L (i+1)) 方程式(2),
[0032] 條件是L(i)具有小于-6. 7eV的值的HOMO能級,而L(i+1)沒有,
[0033] D = HOMO (L ⑴)-LUMO (L (i+1)) 方程式(3)
[0034] 條件是L(i+1)具有小于-6. 7eV的值的Η0Μ0能級,而L(i)沒有,
[0035] D = LUMO (L ⑴)-LUMO (L (i+1)) 方程式(4),
[0036] 條件是L (i)和L (i+1)具有小于-6. 7eV的值的Η0Μ0能級。
[0037] 對于某些層的出現(xiàn)LUMO能級而不是Η0Μ0能級的條件優(yōu)選適用于Η0Μ0能級小 于-6. 9eV的層,特別優(yōu)選適用于Η0Μ0能級小于-7. 2eV的層。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的變體,以上說明的對于某些層的出現(xiàn)LUMO能級而不是Η0Μ0能級的 條件不適用,并應(yīng)該基本上使用Η0Μ0能級。
[0039] 此外,對于被布置在陽極和層EML之間的厚度大于2nm的每個層,所述層的Η0Μ0 能級和厚度大于2nm的陰極側(cè)的最接近層的HOMO能級之間的差值D優(yōu)選小于或等于 0. 38eV,特別優(yōu)選小于或等于0. 35eV,并且非常特別優(yōu)選小于或等于0. 3eV。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明,陽極和層EML之間的相鄰層的HOMO或LUMO能級的差值的所述條件 適用于厚度至少為2nm的層。其優(yōu)選適用于厚度大于I. 5nm的層,特別優(yōu)選適用于厚度大 于Inm的層,非常特別優(yōu)選適用于厚度大于0. 5nm的層,并最優(yōu)選適用于所有層。
[0041] 除了陽極、陰極、發(fā)光層以及布置在陽極和發(fā)光層之間的至少一個層之外,本發(fā)明 的器件優(yōu)選還包含另外的層。這些層優(yōu)選選自布置在陽極和發(fā)光層之間的其他層以及布置 在發(fā)光層和陰極之間的其他層。
[0042] 本發(fā)明的器件優(yōu)選確切地包含一個發(fā)光層。
[0043] 本發(fā)明的器件的層優(yōu)選被布置在由陽極和陰極形成的間隙中。
[0044] 在本申請的意義上,陽極和陰極在此不被認(rèn)為是有機電致發(fā)光器件的層。
[0045] 本發(fā)明的器件中可以存在的其他層優(yōu)選選自空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻 擋層、電子傳輸層、電子注入層、電子阻擋層、激子阻擋層、夾層、電荷產(chǎn)生層(IDMC 2003, Taiwan !Session 210LED(5),T.Matsumoto,T.Nakada,J.Endo,K.Mori,N. Kawamura, A. Yokoi,J. Kido,Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer) 和/或有機或無機p/n結(jié)。這些層的功能和優(yōu)選布置是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。此外,用 于各個層的可能的化合物是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
[0046] 對于本申請而言