本发明属于有机电致发光,具体涉及一种有机电致发光器件及其应用。
背景技术:
1、有机电致发光器件(organic light emission diode,oled)是近年来新兴的显示器件,能够提供高饱和度的红、绿、蓝颜色,用其制成的全色显示装置无需额外的背光源,具有色彩炫丽、轻薄柔软、亮度高、响应快、视角宽等优点。oled器件的核心为含有多种有机功能材料的薄膜结构,常见的功能化有机材料有:空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料、电子阻挡材料、发光主体材料和发光客体材料(染料)等。oeld器件通电时,电子和空穴被分别注入、传输到发光区域并在此复合,从而产生激子并发光。
2、为了进一步满足人们对oled器件的光电性能不断提升的需求,以及移动化电子器件对于节能的需求,需要不断地开发新型的、高效的oled材料。近年来,业界人士对提升器件效率和稳定性进行了不断的尝试与探索,其中寻求新材料提升器件性能的方式居多,开发了大量新颖的材料应用于有机电致发光器件中,虽然其对器件性能有一定的改善,但是只是替换材料对器件性能提升空间有限,而且材料之间不能进行有效搭配,限制了器件性能的改善。
3、除开发新型的功能材料之外,研究人员还尝试采用不同材料的搭配来实现器件性能的优化,例如采用双主体材料与磷光染料制备发光层,与单一主体材料相比,双主体的使用更有望平衡电子和空穴的传输,从而提升器件的发光性能。但是,目前的磷光双主体搭配效果不佳,导致主体到染料的能量传递不完全,器件的发光效率偏低,寿命和能耗方面也存在很大的改进空间。因此,本领域亟待开发具有更高性能的有机电致发光器件。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种有机电致发光器件及其应用,通过发光层中主体材料的设计和复配,使所述有机电致发光器件具有较高的发光效率,以及较低的驱动电压和较长的寿命。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和阴极之间的有机层,所述有机层包括发光层;所述发光层的主体材料包括第一主体材料和第二主体材料的组合,所述第一主体材料为包含给电子基团的有机材料,所述第二主体材料为包含吸电子基团的有机材料,或同时包含吸电子基团和给电子基团的有机材料,且具有热活化延迟荧光特性(tadf特性);所述第一主体材料的三线态能级为t1p,所述第二主体材料的三线态能级为t1n,0<t1n-t1p≤0.2ev,所述t1p、t1n各自独立地为2.13-2.52ev。
4、本发明提供的有机电致发光器件中,所述发光层采用双主体设计,所述第一主体材料为包含给电子基团的有机材料,能够增强空穴迁移特性,所述第二主体材料为包含吸电子基团的有机材料,或同时包含吸电子基团和给电子基团的有机材料,具有良好的电子传输和/或载流子平衡传输特征,通过特定的第一主体材料和第二主体材料的设计和合理搭配,提高了主体材料的空穴和电子传输能力,增加了电子与空穴复合的概率,并且提升了主体材料与染料(又称“掺杂材料”)之间的能量转移效率。同时,本发明从能级的角度对主体材料进行有效搭配,使0<t1n-t1p≤0.2ev,即所述第二主体材料的三线态能级大于第一主体材料的三线态能级,且二者的差值≤0.2ev,能够有效避免了能量在双主体间无效传递,从而进一步改善发光效率;同时,第一主体材料和第二主体材料的三线态能级均在2.13-2.52ev范围内,与大多磷光染料(又称“磷光掺杂材料”)所需能量相近,能够增加能量利用率,进而实现高效发光。所述有机电致发光器件通过发光层的设计、尤其是发光层主体材料的设计,有效提升了器件的发光效率,降低驱动电压和能耗,并延长了器件的工作寿命。
5、具体地,本发明提供的有机电致发光器件在发光过程中激子能量传递过程示意图如图2所示,其中,第一主体材料的三线态能级为t1p,单线态能级为s1p,第二主体材料的三线态能级为t1n,单线态能级为s1n,磷光染料的三线态能级为tg,单线态能级为sg;其中,t1n>t1p,且其与磷光染料所需能量接近,从而有效提升器件的发光性能。
6、本发明中,所述第一主体材料的三线态能级t1p、第二主体材料的三线态能级t1n各自独立地为2.13-2.52ev,例如可以为2.15ev、2.16ev、2.18ev、2.2ev、2.22ev、2.25ev、2.28ev、2.3ev、2.32ev、2.35ev、2.38ev、2.4ev、2.42ev、2.45ev、2.48ev或2.5ev等。
7、0<t1n-t1p≤0.2ev,即t1n与t1p的差值可以为0.01ev、0.03ev、0.05ev、0.08ev、0.1ev、0.11ev、0.12ev、0.13ev、0.14ev、0.15ev、0.16ev、0.17ev、0.18ev、0.19ev或0.2ev等。
8、本发明中,术语“包含给电子基团的有机材料”,具有良好的空穴传输特性。术语“包含吸电子基团的有机材料”,具有良好的电子传输特性。术语“同时包含吸电子基团和给电子基团的有机材料”,其兼具良好的空穴传输和电子传输的特性。
9、优选地,所述有机层还包括空穴传输层,所述空穴传输层设置于发光层和阳极之间。
10、优选地,所述第一主体材料与空穴传输层材料的homo能级差≤0.2ev,更优选地,所述第一主体材料与空穴传输层材料的homo能级差的绝对值≤0.2ev,即所述第一主体材料的homo能级与空穴传输层材料的homo能级的差值的绝对值可以为0、0.01ev、0.03ev、0.05ev、0.08ev、0.1ev、0.12ev、0.15ev、0.18ev、0.2ev等。
11、优选地,所述空穴传输层材料的homo能级为homoht,所述第二主体材料的homo能级为homon,|homoht|-|homon|≤0,更优选地,-0.8ev≤|homoht|-|homon|≤0,例如可以为0、-0.01ev、-0.03ev、-0.05ev、-0.08ev、-0.1ev、-0.12ev、-0.15ev、-0.18ev、-0.2ev、-0.3ev、-0.4ev、-0.5ev、-0.6ev、-0.7ev或-0.8ev等。
12、优选地,所述有机层还包括空穴阻挡层,所述空穴阻挡层设置于发光层和阴极之间。
13、优选地,所述第二主体材料与空穴阻挡层材料的lumo能级差≤0.4ev,更优选地,0≤所述第二主体材料lumo能级的绝对值与空穴阻挡层材料的lumo能级的绝对值之差≤0.4ev,即所述第二主体材料的lumo能级的绝对值与空穴阻挡层材料的lumo能级的绝对值的差值(0≤|lumon|-|lumohb|≤0.4ev)可以为0、0.01ev、0.03ev、0.05ev、0.08ev、0.1ev、0.12ev、0.15ev、0.18ev、0.2ev、0.22ev、0.25ev、0.28ev、0.3ev、0.32ev、0.35ev或0.38ev等。
14、优选地,所述空穴阻挡层材料的lumo能级为lumohb,所述第一主体材料的lumo能级为lumop,|lumop|-|lumohb|≤0,更优选地,-0.8ev≤|lumop|-|lumohb|≤0,例如可以为0、-0.01ev、-0.03ev、-0.05ev、-0.08ev、-0.1ev、-0.12ev、-0.15ev、-0.18ev、-0.2ev、-0.22ev、-0.25ev、-0.28ev、-0.3ev、-0.32ev、-0.35ev、-0.38ev、-0.4ev、-0.5ev、-0.6ev、-0.7ev或-0.8ev等。
15、本发明中,所述第一主体材料的homo能级记为homop,lumo能级记为lumop;所述第二主体材料的homo能级记为homon,lumo能级记为lumon。作为本发明的优选技术方案,所述空穴传输层材料的homo能级记为homoht,|homop-homoht|≤0.2ev,-0.8ev≤|homoht|-|homon|≤0;所述空穴阻挡层材料的lumo能级记为lumohb,0≤|lumon|-|lumohb|≤0.4ev,-0.8ev≤|lumop|-|lumohb|≤0。由此,使所述第一主体材料和第二主体材料的homo/lumo能级与相邻的空穴传输层的homo能级、空穴阻挡层的lumo能级有效匹配,保证电子和空穴的高效传递,将激子能量控制在发光层内,促进染料(掺杂材料)的能量捕获,从而进一步降低有机电致发光器件的电压和能耗,提升器件寿命。
16、优选地,所述第一主体材料和第二主体材料的质量比为1:(0.1-10),例如可以为1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9等,进一步优选1:(0.6-1.5)。
17、优选地,所述第一主体材料具有如式i所示结构:
18、
19、式i中,l1、l2、l3各自独立地选自单键、取代或未取代的c6-c30亚芳基、取代或未取代的c3-c30亚杂芳基中的任意一种;当所述l1为单键时,代表ar1与n原子通过单键直接相连;l2和l3同理,不再一一赘述。
20、式i中,ar1、ar2各自独立地选自取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30杂芳基中的任意一种。
21、式i中,ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种:
22、
23、所述ar3通过任意可以连接的位点与l3相连;需要说明的是,所述ar3中“任意可以连接的位点”不仅包括前述基团所示出的碳原子,也包括x1、x2、虚线示出的环a、环b上的任意位点。
24、虚线代表环a、环b为任选地结构,即环a存在或不存在,环b存在或不存在。
25、环a、环b各自独立地选自取代或未取代的c6-c30芳环、取代或未取代的c3-c30杂芳环中的任意一种。
26、x1、x2各自独立地选自o、s、cr11r12或nr13中的任意一种。
27、r11、r12、r13各自独立地选自氢、取代或未取代的c1-c10直链或支链烷基、取代或未取代的c2-c10烯基、取代或未取代的c3-c20环烷基、取代或未取代的c3-c30杂芳基、取代或未取代的c6-c30芳基中的任意一种。
28、所述r11与r12不连接或通过化学键连接成环。
29、l1、l2、l3、ar1、ar2、ar3、环a、环b、r11、r12、r13中所述取代的取代基各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、c1-c30直链或支链烷基、c2-c30烯基、c1-c30烷氧基、c3-c30环烷基、c2-c30杂环烷基、c6-c30芳基或c3-c30杂芳基中的至少一种;任意相邻的所述取代基之间各自独立地不连接或通过化学键连接成环。
30、本发明中,所述“取代或未取代”的基团/环,可以取代有一个取代基,也可以取代有多个取代基,当取代基为多个(至少2个)时,可以为相同或不同的取代基;下文涉及到相同的表达方式时,均具有同样的含义,式i相关的取代基的选择范围均如上所示,不再一一赘述。
31、本发明中,所述卤素均可以为氟、氯、溴或碘。下文涉及到相同的描述,均具有相同的含义。
32、本发明中,对于化学元素的表述,若无特别说明,则包含化学性质相同的同位素的概念,例如,氢(h)则包括1h(氕)、2h(氘,d)、3h(氚,t)等;碳(c)则包括12c、13c等。
33、本发明中,若无特别说明,杂芳基的杂原子选自n、o、s、p、b、si或se,优选n、o或s。
34、本发明中,“—”划过的环结构的表达方式,表示连接位点于该环结构上任意能够成键的位置。
35、本发明中,“波浪线”、“*”均表示基团的连接位点。
36、在本发明中,ca-cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a-b,若无特殊说明,该碳原子数不包括取代基的碳原子数。
37、在本发明中,“各自独立地”表示其主语具有多个时,彼此之间可以相同也可以不同。
38、本发明中,所述c6-c30均可以为c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。
39、所述c3-c30均可以为c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。
40、所述c1-c10均可以为c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等。
41、所述c2-c10均可以为c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等。
42、所述c3-c20均可以为c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。
43、所述c1-c30均可以为c2、c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。
44、所述c2-c30均可以为c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。
45、本发明中,所述c6-c30芳基,优选c6-c20芳基,包括单环芳基和稠环芳基;所述单环芳基意指基团中含有至少1个苯基,当含有至少2个苯基时,苯基之间通过单键相连,示例性地包括但不限于:苯基、联苯基、三联苯基等;所述稠环芳基意指基团中含有至少2个芳环,且芳环之间共用两个相邻的碳原子互相稠合的基团,示例性地包括但不限于:萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生物(9,9-二甲基芴基、9,9-二乙基芴基、9,9-二丙基芴基、9,9-二丁基芴基、9,9-二戊基芴基、9,9-二己基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、螺二芴基、苯并芴基等)、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基或并四苯基等。
46、所述c3-c30杂芳基,优选c3-c20杂芳基,包括单环杂芳基或稠环杂芳基。所述单环杂芳基意指分子中含有至少一个杂芳基,当分子中含有一个杂芳基和其他基团(如芳基、杂芳基等)时,杂芳基和其他基团之间通过单键进行连接,示例性地包括但不限于:吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基等。所述稠环杂芳基意指分子中至少含有一个芳杂环和一个芳香性环(芳杂环或芳环),且二者之间共用两个相邻的原子互相稠合的基团,示例性地包括但不限于:喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、异苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基及其衍生物(n-苯基咔唑基、n-萘基咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、氮杂咔唑基等)、吖啶基、吩噻嗪基、吩恶嗪基、氢化吖啶基等。
47、所述c6-c30亚芳基的具体例,可以举出上述芳基的例子中去掉一个氢原子而得到的二价基团;所述c3-c30亚杂芳基的具体例,可以举出上述杂芳基的例子中去掉一个氢原子而得到的二价基团。
48、所述c6-c30芳环,进一步优选c6-20芳环,包括单芳环和稠合芳环;所述单芳环包括苯环,所述稠合芳环意指环中含有至少2个芳环,且芳环之间共用两个相邻的碳原子互相稠合,示例性地包括但不限于:萘环、蒽环、菲环、茚环、芴环及其衍生物(9,9-二甲基芴环、苯并芴环等)、荧蒽环、三亚苯环、芘环、苝环、环或并四苯环等。
49、所述c3-c30杂芳环,进一步优选c3-20杂芳环,包括单杂芳环或稠杂芳环。所述单杂芳环示例性地包括但不限于:吡咯环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、呋喃环、噻吩环、吡咯环等。所述稠杂芳环意指环结构中至少含有一个芳杂环和一个芳香性环(芳杂环或芳环),且二者之间共用两个相邻的原子互相稠合,示例性地包括但不限于:喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、喹唑啉环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、异苯并呋喃环、异苯并噻吩环、吲哚环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、咔唑环及其衍生物(n-苯基咔唑环、苯并咔唑环、二苯并咔唑环、吲哚并咔唑环、氮杂咔唑环等)、吖啶环、吩噻嗪环、吩恶嗪环、氢化吖啶环等。
50、所述c1-c30直链或支链烷基,优选c1-c20直链或支链烷基,进一步优选c1-c10直链或支链烷基,示例性地包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、新己基、2-乙基己基、正辛基、正庚基、正壬基、正癸基等。
51、所述c1-c30烷氧基的具体例,可以举出上述直链或支链烷基的例子与o连接而得到的一价基团。
52、所述c3-c30环烷基,优选c3-c20环烷基,进一步优选c3-c10环烷基,包括单环烷基或多环烷基。其中,单环烷基是指含有单个环状结构的烷基,多环烷基是指两个或两个以上的环烷基通过共享一个或多个环上碳原子所组成的结构;示例性地包括但不限于:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基等。
53、所述c2-c30杂环烷基的具体例,可以举出上述环烷基中的至少1个碳原子被杂原子(例如n、o或s等)替换而形成的一价基团,示例性地包括但不限于:环氧基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、四氢吡咯基、四氢吡喃基、哌啶基、哌嗪基、二氧六环基、吗啉基等。
54、所述c2-c30烯基,优选c2-c10烯基,其中包含至少一个c=c,示例性地包括但不限于:乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、丁二烯基、戊二烯基等。
55、优选地,所述环a为虚线代表环a的稠合键。
56、优选地,所述环b选自中的任意一种;其中,虚线代表环b的稠合键。
57、x3选自o、s、cr21r22或nr23中的任意一种。
58、r21、r22、r23各自独立地选自氢、c1-c30直链或支链烷基、c1-c30烷氧基、c3-c30环烷基、c2-c30杂环烷基、c6-c30芳基或c3-c30杂芳基中的任意一种。
59、优选地,所述r11、r12、r13、r21、r22、r23各自独立地选自c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基或萘基中的任意一种。
60、优选地,所述ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种:
61、
62、
63、其中,波浪线代表基团的连接位点。
64、ar3中所述取代的取代基选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、c1-c30直链或支链烷基、c2-c30烯基、c1-c30烷氧基、c3-c30环烷基、c2-c30杂环烷基、c6-c30芳基或c3-c30杂芳基中的至少一种。
65、优选地,所述ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种:
66、
67、
68、其中,代表基团的连接位点。
69、优选地,ar3中所述取代的取代基选自卤素、氰基、c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、9,9-二甲基芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或萘基中的至少一种。
70、优选地,所述ar1、ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种或至少两种组合:
71、
72、
73、其中,波浪线代表基团的连接位点。
74、ar1、ar2中所述取代的取代基各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、c1-c30直链或支链烷基、c2-c30烯基、c1-c30烷氧基、c3-c30环烷基、c2-c30杂环烷基、c6-c30芳基或c3-c30杂芳基中的至少一种,进一步优选为卤素、氰基、c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基或萘基中的至少一种。
75、优选地,所述ar1、ar2各自独立地选自如下基团中的任意一种或至少两种组合:
76、
77、其中,-*代表基团的连接位点。
78、优选地,所述l1、l2、l3各自独立地选自单键、c6-c20(例如c6、c7、c8、c9、c10、c12、c14、c16或c18等)亚芳基、c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c12、c14、c16或c18等)亚杂芳基的任意一种。
79、优选地,所述l1、l2、l3各自独立地选自单键、
80、
81、中的任意一种,-*代表基团的连接位点。
82、优选地,所述第一主体材料选自如下p1-p70所示的化合物中的任意一种或至少两种组合:
83、
84、
85、
86、
87、在本发明中,所述第二主体材料具有tadf特性,其与第一主体材料相互复配,更有利于主体材料与染料(掺杂材料)之间的能量的高效传递,从而进一步优化器件的发光性能。
88、优选地,所述第二主体材料的最低单线态能级与最低三线态能级的能级差(△est)<0.3ev,例如可以为0.05ev、0.08ev、0.1ev、0.12ev、0.15ev、0.18ev、0.2ev、0.25ev或0.28ev等,进一步优选<0.15ev。
89、作为本发明的优选技术方案,所述第二主体材料的△est<0.3ev,进一步优选<0.15ev,从而能够实现反系间窜越(risc),具有tadf特性。
90、优选地,所述第二主体材料具有如式ii所示结构:
91、
92、式ii中,r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自氢、含氰基基团、取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基、取代或未取代的c1-c4直链或支链烷基、卤素、氨基、羟基、氰基、硝基、取代或未取代的c3-c20环烷基、取代或未取代的c3-c30单环杂芳基、取代或未取代的c6-c30芳基、硼烷基中的任意一种。
93、其中,所述r1-r6中的至少1个为含氰基基团,所述r1-r6中的至少1个为取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基。
94、所述含氰基基团为氰基或氰基取代的苯基。
95、r1、r2、r3、r4、r5、r6中所述取代的取代基各自独立地选自c1-c4直链或支链烷基、c2-c4烯基、c1-c4烷氧基、c6-c30芳基、c6-c30杂芳基、卤素、氨基、羟基、氰基、硝基或硼烷基中的至少一种。
96、所述r1、r2、r3、r4、r5、r6中任意相邻的基团之间各自独立地不连接或通过化学键连接成环。
97、式ii中,r1-r6中的至少1个为含氰基基团(氰基或氰基取代的苯基-*代表基团的连接位点),具体可以为氰基、优选氰基或即r1-r6中含氰基基团的数目可以为1个、2个、3个、4个或5个;当r1-r6中含氰基基团的数目≥2个时,多个含氰基基团可以相同或不同。
98、式ii中,r1-r6中的至少1个为取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基,即r1-r6中取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基的数目可以为1个、2个、3个、4个或5个;当r1-r6中取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基的数目≥2个时,多个取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基可以相同或不同。
99、所述c6-c30稠环杂芳基由至少2个环稠合而成,“稠合”意指2个环共用一个化学键;稠合的环的数目可以为2个、3个、4个或5个等,且稠合的环中的至少1个环为杂芳环(杂原子可以为o、s、n、b、si等)。所述稠合的环示例性地包括但不限于:苯、呋喃、吡咯、环戊二烯、环戊烷、咪唑、噁嗪、噻嗪、吡嗪、吡喃、噻喃、噻吩、噻唑、吡啶或嘧啶等。
100、优选地,所述取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基具有如式iiia或式iiib所示结构:
101、
102、其中,-*代表基团的连接位点。
103、y为ch或n。
104、l选自单键、o、s、cr31r32或nr33中的任意一种。
105、r31、r32、r33各自独立地选自氢、c1-c4(例如c2、c3)直链或支链烷基、卤素、氨基、羟基、氰基、硝基、c6-c30(例如c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)芳基或c3-c30(例如c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)杂芳基中的任意一种。
106、r7、r8各自独立地选自c1-c4(例如c2、c3)直链或支链烷基、c2-c4(例如c2、c3、c4)烯基、c1-c4(例如c2、c3)烷氧基、c6-c30(例如c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)芳基、c6-c30(例如c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)杂芳基、卤素、氨基、羟基、氰基、硝基或硼烷基中的任意一种。
107、n1、n2各自独立地选自0-4的整数,例如可以为0、1、2、3或4;n3选自0-2的整数,可以为0、1或2。
108、当n1≥2时,各个所述r7为相同或不同的基团,任意相邻的所述r7之间不连接或通过化学键连接成环;当n2≥2时,各个所述r8为相同或不同的基团,任意相邻的所述r8之间不连接或通过化学键连接成环;当n3=2时,式iiib中的2个r8为相同或不同的基团。
109、优选地,所述y为n。
110、优选地,n1≥2和/或n2≥2,任意相邻的所述r7之间不连接或通过化学键连接成环g;和/或,任意相邻的所述r8之间不连接或通过化学键连接成环g;所述环g各自独立地选自中的任意一种;
111、其中,虚线代表环g的稠合键;xg选自o、s、cr41r42或nr43中的任意一种;r41、r42、r43各自独立地选自c1-c4(例如c2、c3)直链或支链烷基、c6-c20(例如c6、c7、c8、c9、c10、c12、c14、c16或c18等)芳基中的任意一种。
112、优选地,所述取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基选自如下基团中的任意一种:
113、
114、
115、其中,所述r71、r81各自独立地选自c1-c4(例如c2、c3)直链或支链烷基、c1-c4(例如c2、c3)烷氧基、c6-c20(例如c6、c7、c8、c9、c10、c12、c14、c16或c18等)芳基、c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c12、c14、c16或c18等)杂芳基中的任意一种,进一步优选c1-c4直链或支链烷基、c1-c4烷氧基、苯基、联苯基、萘基、咔唑基中的任意一种。
116、n1、n2各自独立地选自0-4的整数,例如可以为0、1、2、3或4,进一步优选0-2;n3选自0-2的整数。
117、优选地,所述r31、r32、r41、r42、r43各自独立地选自c1-c4直链或支链烷基、苯基中的任意一种。
118、优选地,所述取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基选自如下基团中的任意一种:
119、
120、-*代表基团的连接位点。
121、优选地,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6中除所述含氰基基团和取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基外的其他基团选自氢、苯基、联苯基、三联苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基苯基取代的三嗪基中的任意一种。
122、优选地,所述第二主体材料选自如下t1-t19所示的化合物中的任意一种或至少两种组合:
123、
124、
125、其中,tbu代表叔丁基,meo代表甲氧基。
126、在本发明的一个优选技术方案中,所述第一主体材料为p66,所述第二主体材料选自t13、t3、t8、t12中的任意一种或至少两种的组合。
127、在本发明的另一优选技术方案中,所述第一主体材料选自p8、p13、p15、p40、p41、p46、p53、p66、p69中的任意一种或至少两种的组合,所述第二主体材料为t13。
128、在本发明的另一优选技术方案中,所述第一主体材料选自p12、p15、p35、p43中的任意一种或至少两种的组合,所述第二主体材料为t19。
129、优选地,所述发光层中还包括掺杂材料,所述掺杂材料又称“客体材料”、“染料”、“发光染料”。
130、优选地,所述掺杂材料为磷光掺杂材料。
131、优选地,以所述主体材料的质量为100%计,所述发光层中掺杂材料的质量为0.1-10%,例如可以为0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%等。
132、优选地,所述有机层还包括空穴注入层、电子传输层和电子注入层。
133、所述有机电致发光器件包括依次设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极。
134、在一个优选技术方案中,所述阳极的背离有机层的一侧或阴极的背离有机层的一侧设有基底。基底为刚性基底或柔性基底,其具有优良的机械强度、热稳定性、防水性、透明度;所述刚性基底示例性地包括但不限于:玻璃基底、si基底等,所述柔性基底示例性地包括但不限于:聚乙烯醇(pva)薄膜、聚酰亚胺(pi)薄膜、聚酯(pet)薄膜等;本发明所述基底优选刚性的玻璃基底。
135、在一个优选技术方案中,所述阳极可以通过在基底上溅射或者沉积用作第一电极的材料的方式来形成。所述阳极优选功函数较大的导电性化合物、合金、金属以及该种材料的混合物。可以采用无机材料,所述无机材料包括金属、金属氧化物、金属与金属交替形成的层叠物、金属与非金属交替形成的层叠物等;所述金属氧化物包括氧化铟锡(ito)、氧化锌(zno)、氧化铟锌(izo)、氧化锡(sno)等,金属包括功函数较高的金、银、铜、铝等;本发明中的阳极优选ito。
136、有机层可以通过真空蒸镀、旋转涂敷、打印等方法形成于电极之上,也可采用其他方式制备,不局限于前述方式。本发明的优选技术方案中,通过真空蒸镀方式制备的器件来进行说明。
137、在一个优选技术方案中,所述空穴注入层可以是单一化合物材料,也可以是多种化合物的组合。例如,空穴注入层可以采用下述ht-1至ht-51的一种或多种化合物,或者采用下述hi-1至hi-3中的一种或多种化合物;也可以采用ht-1至ht-51的一种或多种化合物掺杂下述hi-1至hi-3中的一种或多种化合物。
138、
139、在一个优选技术方案中,所述空穴传输层的材料可以选自、但不限于酞菁衍生物如cupc、导电聚合物或含导电掺杂剂的聚合物如聚苯撑乙烯、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(pani/dbsa)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(pedot/pss)、聚苯胺/樟脑磺酸(pani/csa)、聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(pani/pss)、芳香胺衍生物;其中,芳香胺衍生物包括如下面ht-1至ht-51所示的化合物;或者其任意组合。
140、
141、
142、
143、
144、在本发明的优选技术方案中,所述发光层采用磷光发光技术,所述主体材料为前述第一主体材料和第二主体材料的组合,所述掺杂材料(磷光掺杂材料,客体材料,染料)包括绿光材料,可以选自、但不限于以下所罗列的gpd-1至gpd-47的一种或多种的组合。
145、
146、
147、其中d为氘。
148、在一个优选技术方案中,所述掺杂材料(磷光掺杂材料,客体材料,染料)包括红光材料,可以选自、但不限于以下所罗列的rpd-1至rpd-28的一种或多种的组合。
149、
150、在一个优选技术方案中,所述电子传输层的材料可以选自、但不限于以下所罗列的et-1至et-73所示的化合物的任意一种或至少两种的组合。
151、
152、
153、
154、
155、本发明的一方面,空穴阻挡层(hbl)位于电子传输层与发光层之间。空穴阻挡层可以采用、但不限于上述et-1至et-73的一种或多种化合物,或者采用、但不限于ph-1至ph-46中的一种或多种化合物;也可以采用、但不限于et-1至et-73的一种或多种化合物与ph-1至ph-46中的一种或多种化合物之混合物。
156、在一个优选技术方案中,所述电子注入层的材料包括但不限于以下罗列的一种或多种的组合:liq、lif、nacl、csf、li2o、cs2co3、bao、na、li、ca、mg或yb。
157、在一个优选技术方案中,所述阴极可以采用镁(mg)、银(ag)、铝(al)、铝-锂(al-li)、钙(ca)、镱(yb)、镁-铟(mg-in)、镁-银(mg-ag)等金属或合金以及它们之间的任意组合,还可采用ito等金属、金属混合物、氧化物等,本发明所述阴极优选为铝。
158、第二方面,本发明提供一种显示装置,所述显示装置包括如第一方面所述的有机电致发光器件。
159、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
160、本发明提供的有机电致发光器件中,所述发光层采用双主体设计,第一主体材料能够增强空穴迁移特性,第二主体材料具有良好的电子传输和/或载流子平衡传输特征,通过特定的第一主体材料和第二主体材料的设计和复配,提高了主体材料的空穴和电子传输能力,增加电子与空穴的复合概率,提升器件的发光性能。同时,通过第一主体材料和第二主体材料的三线态能级设计,避免能量在主体间的无效传递,而且与染料所需的能量相近,提升了主体材料与染料之间的能量转移效率,实现高效发光。进一步地,所述第一主体材料与第二主体材料与相邻功能层间的能级合理匹配,确保电子、空穴的高效传递,将激子能量控制在发光层内,促进染料的能量捕获。所述有机电致发光器件通过发光层的设计及其与相邻层级的匹配,有效提升了发光效率,降低驱动电压和能耗,并延长了器件的工作寿命。
1.一种有机电致发光器件,其特征在于,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和阴极之间的有机层,所述有机层包括发光层;
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机层还包括空穴传输层,所述空穴传输层设置于发光层和阳极之间;
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机层还包括空穴阻挡层,所述空穴阻挡层设置于发光层和阴极之间;
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一主体材料和第二主体材料的质量比为1:(0.1-10),优选1:(0.6-1.5)。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一主体材料具有如式i所示结构:
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述环a为虚线代表环a的稠合键;
7.根据权利要求5或6所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种:
8.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述ar1、ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种或至少两种组合:
9.根据权利要求5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述l1、l2、l3各自独立地选自单键、c6-c20亚芳基、c3-c20亚杂芳基的任意一种;
10.根据权利要求1或5所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一主体材料选自如下p1-p70所示的化合物中的任意一种或至少两种组合:
11.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第二主体材料的最低单线态能级与最低三线态能级的能级差<0.3ev,进一步优选<0.15ev。
12.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第二主体材料具有如式ii所示结构:
13.根据权利要求12所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基具有如式iiia或式iiib所示结构:
14.根据权利要求12或13所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基选自如下基团中的任意一种:
15.根据权利要求12所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述r1、r2、r3、r4、r5、r6中除所述含氰基基团和取代或未取代的c6-c30稠环杂芳基外的其他基团选自氢、苯基、联苯基、三联苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、苯基取代的三嗪基中的任意一种。
16.根据权利要求1或12所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第二主体材料选自如下t1-t19所示的化合物中的任意一种或至少两种组合:
17.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括如权利要求1-16任一项所述的有机电致发光器件。
