有机电致发光器件制造技术

本发明专利技术涉及有机电致发光器件，其发光层包含具有窄单重态‑三重态间隔的发光材料和具有高空间屏蔽的荧光发光材料的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及有机电致发光器件，所述有机电致发光器件在发光层中包含具有小的单重态-三重态间隔的发光材料和具有高的空间屏蔽的荧光发光材料的混合物。例如，在US 4539507、US 5151629、EP 0676461和WO 98/27136中描述了其中将有机半导体用作功能材料的有机电致发光器件(OLED)的结构。此处使用的发光材料也特别是显示磷光而不是荧光的有机金属铱和铂络合物(M.A.Baldo等，Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)1999,75,4-6)。出于量子力学原因，使用有机金属化合物作为磷光发光体可能实现高达四倍的能量效率和功率效率。然而，尽管利用有机金属铱和铂络合物实现了良好的结果，但它们也具有许多缺点：例如铱和铂是稀有且昂贵的金属。因此，为了节约资源，期望能够避免使用这些金属。此外，如在一些应用中的情况一样，当OLED的工作涉及相对高的温度时，尤其是在包含Ir或Pt发光体的磷光OLED的寿命的情况中需要改进。一种替代性开发是使用展示热激活延迟荧光(TADF)的发光体(例如，H.Uoyama等，Nature(自然)2012,第492卷,234)。这些为其中最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的能隙足够小而使得通过热可从T1态变为S1态的有机材料。出于量子统计的原因，在OLED中的电子激发时，75％的激发态在三重态中且25％在单重态中。由于纯的有机分子通常不能从三重态有效发射，所以75％的激发态不能用于发射，这意味着原则上仅25％的激发能可转化为光。然而，如果最低三重态与最低激发单重态之间的能隙足够小，则分子的第一激发单重态可通过热激发从三重态实现并能够以热方式占据。由于这种单重态是可产生荧光的发射状态，所以这种状态可用于产生光。因此，原则上，当将纯有机材料用作发光体时，最高达100％的电能转化为光是可能的。因此，现有技术描述了超过19％的外量子效率，其与磷光OLED在相同的数量级内。因此，可利用这种类型的纯有机材料来实现非常好的效率并同时避免使用诸如铱或铂的稀有金属。现有技术描述了各种基质材料与展示热激活延迟荧光(下文中称作TADF化合物)的发光体的组合使用，所述发光体例如是咔唑衍生物(H.Uoyama等,Nature(自然)2012,492,234；Endo等,Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)2011,98,083302；Nakagawa等,Chem.Commun.(化学通讯)2012,48,9580；Lee等,Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)2012,101,093306/1)、氧化膦-二苯并噻吩衍生物(H.Uoyama等,Nature(自然)2012,492,234)或硅烷衍生物(Mehes等,Angew.Chem.Int.Ed.(德国应用化学)2012,51,11311；Lee等,Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)2012,101,093306/1)。在现有技术中描述的电致发光器件的共同之处在于TADF化合物被用作发光层中的发光化合物。因为TADF化合物存在的前体是T1与S1能级之间的间隔小，所以TADF化合物的选择受到限制。由此，难以提供具有每种期望发光颜色的TADF化合物。因此，期望利用TADF的优势，但仍能够使用通常使用的荧光发光体的基本结构，从而能够利用其积极性质。荧光发光体可用于全部发光颜色中，因此这还会导致发光化合物的更多选择。而且，TADF化合物经常具有宽的发射光谱，因此为了更大的颜色纯度，期望具有可用的具有相对窄发射光谱的发光化合物，标准的荧光发光体经常就是这种情况。而且，期望寿命的进一步改进。已经令人惊讶地发现，通过在发光层中具有TADF化合物和荧光化合物的有机电致发光器件实现了该目的，所述荧光化合物相对于其环境具有高的空间屏蔽，如下面更具体地限定的。这种器件构造使得可提供以所有发光颜色发光的有机电致发光器件，这是因为可使用在利用TADF的情况下仍显示电致发光器件的高效率的已知荧光发光体的基本结构。因此，本专利技术提供这种类型的有机电致发光器件。US 2012/248968描述了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件在发光层中包含TADF化合物和荧光化合物。未公开荧光化合物是空间屏蔽的。此处，尤其是关于效率，期望进一步的改进。本专利技术提供一种有机电致发光器件，所述电致发光器件包含阴极、阳极和至少一个发光层，所述至少一个发光层包含空间屏蔽的荧光化合物，其特征在于，所述发光层或邻接所述发光层的层包含发光有机化合物，所述发光有机化合物在最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.30eV(TADF化合物)，其中所述空间屏蔽荧光化合物的峰值发射波长大于或等于TADF化合物的峰值发射波长。所述空间屏蔽的荧光化合物在接下来的说明中也仅称作荧光化合物。在接下来的说明书以及实施例部分中对空间屏蔽化合物在本专利技术上下文中的含义以及如何可以确定化合物是空间屏蔽化合物进行详细说明。在实施例部分中对在本申请上下文中确定峰值发射波长的方式概括地进行说明。在该专利技术的一个优选实施方式中，所述空间屏蔽荧光化合物的峰值发射波长比TADF化合物的峰值发射波长大至少10nm，更优选大至少20nm，最优选大至少30nm。在该专利技术的一个实施方式中，所述发光层包含空间屏蔽荧光化合物与TADF化合物的混合物。在该专利技术的另一个实施方式中，所述电致发光器件在阳极侧邻接所述发光层含有包含TADF化合物的层。在该专利技术的又一个实施方式中，所述电致发光器件在阴极侧邻接所述发光层含有包含TADF化合物的层。在该专利技术的一个优选实施方式中，除了上述材料之外，所述发光层还包含至少一种另外的化合物。这种另外的化合物在下文中被称作基质化合物或基质材料。这可以是在上述定义的上下文中的另外的TADF化合物。然而，一般来讲，所述基质化合物不是TADF化合物。接下来是对在最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.30eV的发光化合物的详细说明。这是展示TADF(热激活延迟荧光)的化合物。在接下来的说明中将这种化合物简写为“TADF化合物”。所述TADF化合物优选是有机化合物。在本专利技术上下文中的有机化合物是不含任意金属的含碳化合物。更特别地，所述有机化合物由元素C、H、D、B、Si、N、P、O、S、F、Cl、Br和I形成。在本专利技术上下文中的发光化合物是在存在于有机电致发光器件中的环境中在光学激发下能够在室温下发光的化合物。这种化合物优选具有至少40％、更优选至少50％、还更优选至少60％、尤其优选至少70％的发光量子效率。在层如要用于有机电致发光器件中的层中确定发光量子效率，但所述层不含所述荧光化合物。在实施例部分中以一般的以及详细的方式对在本专利技术上下文中确定发光量子产率的方式进行了描述。此外优选的是，所述包含TADF化合物的层具有短的衰减时间。所述衰减时间优选为≤50μs，更优选≤20μs，还更优选≤10μs，尤其优选≤5μs。在实施例部分中以一般的以及详细的方式对在本专利技术上下文中确定衰减时间的方式进行了描述。通过量子化学计算确定最低激发单重态(S1)和最低三重态(T1)的能量。在实施例部分中以一般的以及详细的方式对在本专利技术上下文中进行这种确定的方式进行了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包含阴极、阳极和至少一个包含空间屏蔽荧光化合物的发光层，其特征在于所述发光层或邻接所述发光层的层包含在最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.30eV的发光有机化合物(TADF化合物)，其中所述空间屏蔽荧光化合物的峰值发射波长大于或等于所述TADF化合物的峰值发射波长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.13 EP 14000911.91.一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包含阴极、阳极和至少一个包含空间屏蔽荧光化合物的发光层，其特征在于所述发光层或邻接所述发光层的层包含在最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.30eV的发光有机化合物(TADF化合物)，其中所述空间屏蔽荧光化合物的峰值发射波长大于或等于所述TADF化合物的峰值发射波长。2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于所述空间屏蔽荧光化合物的峰值发射波长比所述TADF化合物大至少10nm。3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其特征在于所述发光层包含所述空间屏蔽荧光化合物和所述TADF化合物的混合物，或特征在于所述有机电致发光器件在阳极侧或在阴极侧邻接所述发光层含有包含所述TADF化合物的层。4.根据权利要求1～3中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于所述TADF化合物具有至少40％的发光量子效率。5.根据权利要求1～4中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于所述TADF化合物具有≤50μs的衰减时间。6.根据权利要求1～5中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于所述TADF化合物的S1与T1之间的间隔为≤0.25eV，优选≤0.15eV，更优选≤0.10eV。7.根据权利要求1～6中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于所述空间屏蔽荧光化合物具有至少60％、优选至少80％、更优选至少90％的发光量子效率。8.根据权利要求1～7中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于使用的所述空间屏蔽荧光化合物包含被脂族、脂环族或芳族取代基取代的刚性π体系，所述取代基可被脂族或脂环族基团取代。9.根据权利要求1～8中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于所述空间屏蔽化合物的荧光基本骨架选自式(1)～(70)的基团：其中所述式(1)～(50)的基团中的稠合芳族基本骨架中的一个、两个、三个或四个碳原子还可被氮代替。10.根据权利要求1～9中的一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于在所述空间屏蔽荧光化合物中用于屏蔽的取代基是烷基基团，尤其是具有3～20个碳原子的烷基基团，其中氢原子还可被F代替；烷氧基基团，尤其是具有3～20个碳原子的烷氧基基团；芳烷基基团，尤其具有7～30个碳原子的芳烷基基团；和芳族环系，尤其是具有6～30个芳族环原子的芳族环...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·施特塞尔，埃米尔·侯赛因·帕勒姆，克里斯托夫·普夫卢姆，安雅·雅提斯奇，约阿希姆·凯泽，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE