专利名称：有机发光器件和用于其中的材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机发光器件(以下简称为0LED)和能够用于这样的OLED中的材料。 本发明特别涉及包含发射红光的发光层的OLED以及用于此的OLED所用的材料。
背景技术：
包含阳极、阴极以及位于该阳极和该阴极之间的有机薄膜发射层的OLEDs是现有技术中已知的。在这样的器件中，可以从通过空穴与电子的复合产生的激子能量获得光发射。通常，OLEDs包含多个有机层，其中可以通过跨器件施加电压而使这些层的至少之一进行电致发光(参见例如Tang等人，Appl. Phys. Lett. 1987，51，913和Burroughes等人， Nature, 1990，347，359)。当跨器件施加电压时，阴极有效地还原相邻的有机层(即注入电子)，并且阳极有效地氧化相邻的有机层(即注入空穴)。空穴和电子跨器件向其各自的带相反电荷的电极迁移。当空穴和电子在同一分子中相遇时，称为发生复合，并形成激子。空穴和电子在发光化合物中的复合伴随着辐射发射，从而产生电致发光。根据空穴和电子的自旋态，由空穴和电子复合得到的激子可以具有三线态或单线态自旋态。来自单线态激子的发光得到荧光，而来自三线态激子的发光得到磷光。从统计的角度，对于OLEDs中通常使用的有机材料，四分之一的激子是单线态，剩余的四分之三是三线态(参见例如Baldo等人，Phys. Rev. B, 1999，60，14422)。最有效的OLEDs通常基于荧光材料，直到发现存在能够用于制造实际的电致磷光OLEDs的某些磷光材料(美国专利 No. 6，303，238)，并且随后表明这样的电致磷光OLEDs可以具有最高达100%的理论量子效率(即利用所有的三线态和单线态)。荧光材料以仅有25%的最大理论量子效率发光(其中OLED的量子效率指的是空穴和电子复合以产生发光的效率)，因为磷光发射的从三线态到基态的跃迁通常是自旋禁阻的过程。目前已表明电致磷光OLEDs与电致荧光OLEDs相比具有优异的总体器件效率(参见例如Baldo等人，Nature，1998，395，151和Baldo等人， Appl. Phys. Lett. 1999，75 (3)，4)。由于导致单线态-三线态混合的强烈的自旋-轨道耦合，重金属配合物经常表现出在室温下从这样的三线态的有效磷光发射。因此，已表明包含这样的配合物的OLEDs具有大于75%的内量子效率(Adachi等人，Appl. Phys. Lett.，2000，77，904)。已报道某些有机金属铱配合物具有强烈的磷光(Lamansky等人，Inorganic Chemistry，2001，40，1704)， 并且已用这些配合物制备了在绿色到红色光谱发光的有效的OLEDs (Lamansky等人，J. Am. Chem. Soc.，2001，123，4304)。磷光重金属有机金属配合物及其各自的器件是美国专利 No. 6，830，828 和 6，902，830 ；美国专利公开 2006/0202194 和 2006/0204785 ；以及美国专利 7，001，536,6, 911，271,6, 939，624 和 6，835，469 的主题。以上所述的OLEDs提供了出色的电流效率、图像质量、功耗以及纳入薄设计产品例如平面屏幕中的能力，并因此保持很多相对于现有技术的优点，例如阴极射线器件。然而，希望得到改善的OLEDs，包括例如具有更大的电流效率的OLEDs的制备。在这方面，已开发了发光材料(磷光材料)，其中从三线态激子获得光发射以增强内量子效率。如以上所讨论，通过在发光层(磷光层)中使用这样的磷光材料，这样的OLEDs可以具有最高达100%的理论内量子效率，并且得到的OLED将具有高效率和低功耗。这样的磷光材料可以在包含这样的发光层的主体材料中用作掺杂剂。在通过用发光材料例如磷光材料掺杂而形成的发光层中，可以从注入主体材料中的电荷有效地产生激子。其中，激子可以形成于主体材料上或者直接形成于掺杂剂上。为了获得高的器件效率，主体材料的激发三线态能量(excited triplet energy) EgH必须大于磷光掺杂剂的激发三线态能量EgD。已知CBP(4，4’_双(N-咔唑基)联苯)是具有有效的且大的激发三线态能量的材料的代表性实例。参见例如美国专利No. 6，939，624。国际专利申请公开WO 2005/112519公开了这样一种技术其中将具有含氮环例如咔唑的稠环衍生物等用作表现出红色磷光的磷光层的主体材料。通过以上技术改善了电流效率和寿命，但是在某些实际使用的情况下是不令人满意的。荧光主体的激发单线态能量Eg6)大于荧光掺杂剂的，但是这样的主体的激发三线态能量Eg(T)不一定更大。因此，荧光主体通常不能代替磷光主体作为主体材料使用以提供磷光发射层。其中使用多种芳族烃化合物的OLEDs公开于国际专利申请公开W02007/046685 ； 日本专利申请公开No. 151966/2006 ；日本专利申请公开No. 8588/2005 ；日本专利申请公开 No. 19219/2005 ；日本专利申请公开No. 19219/2005 ；日本专利申请公开No. 75567/2004。然而，没有公开这些材料作为磷光主体的效率。尽管最近存在有效的重金属磷光体和得到的OLED技术进展方面的发现，但是仍然需要更大的高温器件稳定性。具有更长的高温寿命的器件的制造将有助于开发新的显示器技术，并帮助实现向平面上的全色电子显示器的既定目标。本文中所述的OLEDs以及包含在该OLEDs中的磷光发射体材料和主体材料帮助实现该目标。
发明内容
本发明的OLEDs的特征在于在阴极和阳极之间提供包含单层或多层的有机薄膜层，其中该有机薄膜层包含至少一个发光层，其中至少一个发光层包含至少一种主体材料和至少一种磷光发射体，其中该主体材料包含具有式(1)所示的化学结构的取代或未取代的烃化合物Ra-Ar1-Ar2-Rb(1)其中Ar1Ji^Ra和Rb各自独立地表示取代或取代或未取代的苯环或者取代或未取代的稠合芳族烃基，所述稠合芳族烃基选自萘环、篇环、荧蒽环、三亚苯环、菲环、苯并菲环、二苯并菲环、苯并三亚苯环、苯并蓝坏、茜环和苯并荧蒽环；条件是当Ar1是取代或未取代的苯环时，Ra和Ar2各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烃基，当Ar2是取代或未取代的苯环时，Rb和Ar1各自是不同的取代或未取代的稠合芳族烃基；并且Ra和Rb的取代基不是芳基。在另一实施方案中，OLED包含主体材料，其中REuRlKAr1和Ar2的至少之一具有一个或多个取代基，并且各个Ra和Rb取代基独立地为具有1至20个碳原子的烷基、具有1 至20个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、氰基或卤素原子，并且各个Ar1和Ar2取代基独立地为具有1至20个碳原子的烷基、 具有1至20个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、氰基、卤素原子或具有6至22个碳原子的芳基。在另一个实施方案中，OLED包含主体材料，其中Ra和Ar1表示取代或未取代的萘环；Rb表示稠合芳族烃基，该稠合芳族烃基选自取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的苯并菲环、取代或未取代的二苯并菲环、苯并三亚苯环、取代或未取代的荧蒽环、取代或未取代的苯并篇环和取代或未取代的茜环；并且Ar2表示稠合芳族烃基，该稠合芳族烃基选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的篇环、取代或未取代的荧蒽环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的苯并菲环、取代或未取代的二苯并菲环、取代或未取代的苯并三亚苯环、取代或未取代的苯并篇环和取代或未取代的茜环。在另一个实施方案中，OLED包含主体材料，其中Ra和Ar1为萘环；并且Rb选自菲环、三亚苯环、苯并菲环、二苯并菲环、苯并三亚苯环、荧蒽环、苯并篇环和茜环。在另一个实施方案中，OLED包含主体材料，其中Ar1和Ar2各自为萘环，并且该主体材料具有下式(2)表示的化学结构
权利要求
1.包含阳极、阴极和发射层的有机发光器件，其中该发射层位于该阳极和该阴极之间， 并且该发射层包含主体材料和磷光发射体材料，其中(a)该主体材料包含具有下式所示化学结构的取代或未取代的烃化合物
2.权利要求1的有机发光器件，其中，在该主体材料中，Ra、Rb、Ar1和Ar2的至少之一具有一个或多个取代基，并且各个Ra和Rb取代基独立地为具有1至20个碳原子的烷基、 具有1至20个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、氰基或卤素原子，并且各个Ar1和Ar2取代基独立地为具有1至20个碳原子的烧基、具有1至20个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、氰基、卤素原子或具有6至22个碳原子的芳基。
3.权利要求1的有机发光器件，其中，在该主体材料中，Ra和Ar1为萘环；并且Rb选自菲环、三亚苯环、苯并菲环、二苯并菲环、苯并三亚苯环、荧蒽环、苯并篇环和茜环。
4.权利要求3的有机发光器件，其中，在该主体材料中，Ra和Ar1各自为萘环，Ar2为苯环，并且Rb为菲环，并且该主体材料具有下式表示的化学结构
5.权利要求1的有机发光器件，其中，在该主体材料中，Ar1和Ar2各自是萘环，并且该主体材料具有下式表示的化学结构
6.权利要求5的有机发光器件，其中Ra、Rb、Ar1和Ar2的至少之一具有一个或多个取代基，并且各个Ra和Rb取代基独立地为具有1至20个碳原子的烷基、具有1至20个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、氰基或卤素原子，并且各个Ar1和Ar2取代基独立地为具有1至20个碳原子的烷基、具有1至20 个碳原子的卤代烷基、具有5至18个碳原子的环烷基、具有3至20个碳原子的甲硅烷基、 氰基、卤素原子或具有6至22个碳原子的芳基。
7.权利要求5的有机发光器件，其中Ra和Rb各自独立地选自菲环、三亚苯环、苯并菲环、二苯并菲环、苯并三亚苯环、荧蒽环、苯并右环和茜环。
8.权利要求1的有机发光器件，其中该主体材料的三线态能量为约2.OeV至约2. SeV0
9.权利要求1的有机发光器件，其中该磷光发射体材料包含磷光有机金属配合物，其中该取代的化学结构由至少两个甲基取代。
10.权利要求9的有机发光器件，其中该磷光发射体材料包含具有下列部分化学结构表示的取代的化学结构的磷光有机金属配合物
11.权利要求1的有机发光器件，其中该磷光发射体材料包含金属配合物，并且该金属配合物包含选自Ir、Pt、Os、Au、Cu、Re、Ru的金属原子和配体。
12.权利要求11的有机发光器件，其中该金属配合物具有原金属键。
13.权利要求11的有机发光器件，其中该金属原子为Ir。
14.权利要求11的有机发光器件，其中该磷光发射体材料包含具有下列化学结构表示的取代的化学结构的磷光有机金属化合物
15.权利要求1的有机发光器件，其中该主体材料包含具有下式表示的化学结构的未取代的芳族烃化合物机金属化合物
16.权利要求1的有机发光器件，其中该发光层中包含的至少一种磷光材料具有520nm 以上和720nm以下的发光波长最大值。
17.权利要求16的有机发光器件，其中该发射层在阴极和发光层之间包含电子传输层或电子注入层，并且该电子传输层或电子注入层含有具有含氮六元或五元环骨架的芳环或者具有含氮六元或五元环骨架的稠合芳环化合物。
全文摘要
本发明提供了OLED，其中在阴极和阳极之间提供包含单层或多层的有机薄膜层，其中该有机薄膜层包含至少一个发光层，并且该至少一个发光层包含(a)下式(1)表示的主体材料，其中Ar1、Ar2、Ra和Rb表示取代或未取代的苯环或者稠合芳族烃基，所述稠合芳族烃基选自取代或未取代萘环、环、取代或未取代荧蒽环、三亚苯环、取代或未取代菲环、取代或未取代苯并菲环、取代或未取代二苯并菲环、取代或未取代苯并三亚苯环、取代或未取代苯并环、取代或未取代苉环和取代或未取代苯并荧蒽环；以及(b)至少一种磷光材料包含磷光有机金属配合物，该配合物具有下式表示的下列部分化学结构之一所表示的取代的化学结构其中各个R独立地为氢或具有1-3个碳原子的烷基取代基，并且其中该式的至少一个环具有一个或多个所述烷基取代基。
文档编号C07C15/20GK102203975SQ200880131651
公开日2011年9月28日 申请日期2008年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者B·丹德拉德, J·J·布朗, K·西村, M·S·韦弗, M·伊藤, M·川村, T·岩熊, 细川地潮 申请人:出光兴产株式会社, 通用显示公司