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，其发光层包含具有小的单重态-三重态间隔的电致发光材料和基质材料的混合物。

【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，其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基质材料的混合物。例如在US4539507、US5151629、EP0676461和WO98/27136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，利用有机金属化合物作为磷光发光体可实现高达四倍的能量和功率效率增加。然而，尽管利用有机金属铱和铂络合物实现了良好的结果，但这些还具有许多缺点：例如，铱和铂是稀有和昂贵的金属。因此为了节约资源，希望能够避免使用这些金属。此外，这种类型的金属络合物在一些情况下具有比纯有机化合物低的热稳定性或者由于高分子量而可能仅在有限程度上升华，因此纯有机化合物的使用出于这个原因也将是有利的，只要它们产生同等良好的效率即可。此外，具有高效率和长寿命的蓝色磷光、特别是深蓝色磷光铱和铂发光体可仅在有技术难度的情况下实现，因此此处也需要改进。此外，如在一些应用的情况下，如果在OLED运行期间出现升高的温度，则包含Ir或Pt发光体的磷光OLED的寿命特别需要改进。一种可选开发是使用展现热激活延迟荧光(TADF)的发光体(例如H.Uoyama等,Nature(自然)2012,第492卷,234)。这些是如下有机材料，其中最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的能量间隔如此小以致于这种能量间隔更小或在热能区域内。出于量子统计学原因，在OLED中的电子激发时，激发态上升至在三重态中75％的程度并且在单重态中25％的程度。由于纯有机分子通常不能从三重态发射，因此75％的激发态不能用于发射，这意味着原则上仅25％的激发能量可转化为光。然而，如果最低三重态与最低激发单重态之间的能量间隔不大于或不显著大于由kT描述的热能，则分子的第一激发单重态可通过热激发从三重态达到并且可以以热方式占据。由于这种单重态是可能产生荧光的发射状态，因此这种状态可用于产生光。因此，在使用纯有机材料作为发光体时，最高达100％的电能转化成光原则上是可能的。因此，现有技术中描述了大于19％的外量子效率，其具有与磷光OLED相同的量级。因此可使用这种类型的纯有机材料来实现非常好的效率并且同时避免使用稀有金属如铱或铂。此外，原则上还可使用这些材料来实现高效的发蓝色光的OLED。现有技术描述了各种基质材料与显示热激活延迟荧光(下文称为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)。现有技术中描述的电致发光器件的共同特征在于TADF化合物在发光层中以约5-6重量％的低掺杂浓度使用。这大致对应于按体积％计的浓度。一般来说，在通过TADF机制显示发光的有机电致发光器件中，特别是在寿命、效率、电压和/或滚降(roll-off)行为方面，仍需要进一步改进。因此，本专利技术所基于的技术目的是提供如下的OLED，其发光是基于TADF并且其特别是在上述特性中的一种或多种方面具有改进的特性。令人惊讶的是，已发现，在发光层中具有有机TADF化合物和基质材料的有机电致发光器件(其中所述TADF化合物以7体积％或更高的掺杂浓度使用)实现这个目的并导致所述有机电致发光器件相比于另外具有相同结构但包含较低浓度的相同TADF化合物的电致发光器件的改进。因此，本专利技术涉及这种类型的有机电致发光器件。本专利技术涉及一种包含阴极、阳极和发光层的有机电致发光器件，所述发光层包含以下化合物：(A)基质化合物；和(B)最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.15eV的发光有机化合物(TADF化合物)，其特征在于所述TADF化合物以7体积％或更高的掺杂浓度存在于所述发光层中。在本专利技术意义上的基质化合物是存在于发光层中并且不是TADF化合物的任何化合物。下文更详细地描述最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.15eV的发光有机化合物。这是显示TADF(热激活延迟荧光)的化合物。在以下说明书中，这种化合物被缩写为“TADF化合物”。在本专利技术意义上的有机化合物是不含金属的含碳化合物。特别是，所述有机化合物是由元素C、H、D、B、Si、N、P、O、S、F、Cl、Br和I构成。在本专利技术意义上的发光化合物被认为是指在如在有机电致发光器件中存在的环境中在光学激发时能够在室温下发光的化合物。所述化合物优选具有至少40％、特别优选至少50％、非常特别优选至少60％并且尤其优选至少70％的发光量子效率。此处在层中在与基质材料的混合物中测定发光量子效率，如被用于有机电致发光器件中的混合物。在实施例部分中以一般术语详细地描述出于本专利技术的目的进行发光量子产率测定的方式。此外优选的是，TADF化合物具有短的衰减时间。所述衰减时间优选≤50μs。在实施例部分中以一般术语详细描述了出于本专利技术的目的测定衰减时间的方式。通过量子化学计算测定最低激发单重态(S1)和最低三重态(T1)的能量。在实施例部分中以一般术语详细描述了在本专利技术的意义上进行这种测定的方式。如上所述，S1与T1之间的间隔可最大为0.15eV以使得所述化合物是在本专利技术意义上的TADF化合物，间隔越小越好。S1与T1之间的间隔优选≤0.10eV，特别优选≤0.08eV，非常特别优选≤0.05eV。所述TADF化合物优选是具有供体以及受体取代基两者的芳族化合物，其中所述化合物的LUMO和HOMO仅在空间上弱重叠。供体或受体取代基所指的意思在原则上是本领域技术人员已知的。合适的供<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光器件，其包含阴极、阳极和发光层，所述发光层包含以下化合物：(A)基质化合物；和(B)最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.15eV的发光有机化合物(TADF化合物)，其特征在于所述TADF化合物以7体积％或更高的掺杂浓度存在于所述发光层中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.06 EP 13002927.51.一种有机电致发光器件，其包含阴极、阳极和发光层，所述发
光层包含以下化合物：
(A)基质化合物；和
(B)最低三重态T1与第一激发单重态S1之间的间隔≤0.15eV的
发光有机化合物(TADF化合物)，
其特征在于所述TADF化合物以7体积％或更高的掺杂浓度存在
于所述发光层中。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于在与所
述基质化合物的混合物中的层中的所述TADF化合物具有至少40％的
发光量子效率。
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TADF化合物的S1与T1之间的间隔≤0.10eV，优选≤0.08eV并且
特别优选≤0.05eV。
4.根据权利要求1至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化合物是具有供体以及受体取代基两者的
芳族化合物。
5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的有机电致发光器
件，其特征在于以下适用于所述TADF化合物的LUMO即
LUMO(TADF)和所述基质的HOMO即HOMO(基质)：
LUMO(TADF)-HOMO(基质)>S1(TADF)–0.4eV，
其中S1(TADF)是所述TADF化合物的第一激发单重态S1。
6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的有机电致发光器

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·斯托塞尔，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