包含有机半导体层的有机发光二极管制造技术

本发明专利技术涉及包含有机半导体层的有机发光二极管。所述有机发光二极管包含阳极、阴极、至少一个发射层和至少一个有机半导体层，其中所述至少一个发射层和至少一个有机半导体层排列在所述阳极与阴极之间，并且所述有机半导体层包含实质上金属的稀土金属掺杂剂和第一基质化合物，所述第一基质化合物包含至少两个菲咯啉基，本发明专利技术还涉及制备所述有机发光二极管的方法。

Organic light-emitting diodes containing organic semiconductor layers

The present invention relates to an organic light emitting diode containing an organic semiconductor layer. The organic light emitting diode comprises an anode and a cathode, at least one emission layer and at least one organic semiconductor layer, wherein the at least one emission layer and at least one organic semiconductor layer is arranged between the anode and the cathode, and the organic semiconductor layer contains essentially metal rare earth metal doping agent and the first the first matrix matrix compounds, compounds containing at least two phenanthroline base, the invention also relates to the preparation method of organic light emitting diode.

【技术实现步骤摘要】
包含有机半导体层的有机发光二极管
本专利技术涉及一种有机发光二极管(OLED)，其包含其中含有式1的化合物的有机半导体层，还涉及制造所述包含有机半导体层的有机发光二极管(OLED)的方法。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)是自发光器件，具有广视角、出色的对比度、快速响应性、高亮度、出色的驱动电压特性和色彩再现。典型的OLED包括顺序堆叠在衬底上的阳极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)和阴极。就此而言，所述HIL、HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。当向阳极和阴极施加电压时，从阳极注入的空穴经HIL和HTL向EML移动，从阴极注入的电子经ETL向EML移动。所述空穴和电子在EML中复合，以生成激子。本领域的有机发光二极管中包含的半导体层可以通过将有机基质材料与金属掺杂剂例如Cs或Li一起沉积来形成。然而，现有技术的这些OLED可能受困于性能不良。此外，当制备这些OLED时，对金属掺杂剂的蒸发速率的控制不良是显著问题。具体来说，Li的掺杂浓度非常低并因此难以控制。此外，在装载真空热蒸发(VTE)源时和在打开蒸发室进行维护时，金属掺杂剂的安全操作都是非常合乎需要的。EP2833429A1公开了一种有机电致发光器件，其依次包含阳极、包括发射层的一个或多个有机薄膜层、含供体层、含受体层和高透射性阴极，其中所述含供体层包含由下述式(I)或(II)所表示的化合物：JP2008243932公开了一种有机电致发光元件。在所述有机电致发光元件中，阳极、发光功能层和透光阴极被依次层叠。所述电致发光元件具有使用通式(1)示出的有机材料的电子传输层，其位于发光层与所述阴极之间。所述阴极具有在透明导电材料中含有碱金属元素、第二族元素或稀土元素的第一层。其中通式(1)中的A表示具有菲咯啉骨架或苯醌骨架的取代基，(n)表示2或更大的自然数，并且B表示选自苯环、具有三联苯骨架的取代基和萘环中的至少一者。其中当B表示苯环时，所有A在骨架中含有烷基和芳基中的至少一者。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种包含金属掺杂的有机半导体层的有机发光二极管，其克服了现有技术的缺点，特别是具有改善的操作电压、外部量子效率和/或随时间的电压升高。此外，本专利技术的目的是提供适用于制造OLED的金属掺杂剂，其具有降低的空气敏感性和对其蒸发速率的良好控制。这一目的通过一种包含阳极、阴极、至少一个发射层和至少一个有机半导体层的有机发光二极管得以实现，其中所述至少一个发射层和至少一个有机半导体层被布置在所述阳极与阴极之间，并且所述有机半导体层包含实质上金属的稀土金属掺杂剂和第一基质化合物，所述第一基质化合物包含至少两个菲咯啉基，优选2至4个菲咯啉基。另一方面，提供了一种有机发光二极管，其包含阳极、阴极、至少一个发射层和至少一个有机半导体层，其中所述至少一个发射层和至少一个有机半导体层被布置在所述阳极与阴极之间，并且所述有机半导体层由实质上金属的稀土金属掺杂剂和第一基质化合物构成，所述第一基质化合物包含至少两个菲咯啉基，优选2至4个菲咯啉基。优选地，所述第一基质化合物是实质上有机的化合物。更优选地，所述第一基质化合物具有每摩尔450至1100克的摩尔质量。术语“实质上有机的”应该被理解为涵盖包含元素C、H、N、O、S、B、P或Si并且不含金属的化合物。更优选地，菲咯啉基通过共价键合经由与所述菲咯啉基组成部分中包含的两个氮原子之一相邻的三价碳原子被包含在所述第一基质化合物中。优选地，所述第一基质化合物是式1的化合物：其中R1至R7各自独立地选自：氢、取代或未取代的C6至C18芳基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的C1至C16烷基、取代或未取代的C1至C16烷氧基、羟基或羧基，和/或其中所述相应的R1至R7的相邻基团可能彼此键合以形成环；L1是单键或选自：C6至C30亚芳基、C5至C30亚杂芳基、C1至C8亚烷基或C1至C8烷氧基亚烷基；Ar1是取代或未取代的C6至C18芳基或吡啶基；并且n是2至4的整数，其中括号内的所述n个菲咯啉基中的每一个可以彼此相同或不同。当在本文中使用时，术语“烷基”应该涵盖直链以及支链和环状烷基。例如，C3-烷基可以选自：正丙基和异丙基。同样地，C4-烷基涵盖正丁基、仲丁基和叔丁基。同样地，C6-烷基涵盖正己基和环己基。Cn中的下标数字n是指相应的烷基、芳基、杂芳基或烷氧基中碳原子的总数。当在本文中使用时，术语“芳基”应该涵盖苯基(C6-芳基)、稠合的芳香化合物例如萘、蒽、菲、并四苯等。还涵盖联苯和低聚或多聚苯例如三联苯等。还应该涵盖任何其他芳香族烃取代基例如芴基等。亚芳基是指附连有两个其他组成部分的基团。当在本文中使用时，术语“杂芳基”是指其中至少一个碳原子被优选地选自N、O、S、B或Si的杂原子取代的芳基。亚杂芳基是指附连有两个其他组成部分的基团。同样地，当在本文中使用时，术语“烷氧基”是指烷氧基(-O-烷基)，其中所述烷基如上所定义。Cn-杂芳基中的下标数字n仅仅指称排除杂原子数之外的碳原子数。就此而言，显然C5亚杂芳基是包含5个碳原子的芳香族化合物例如吡啶基。根据本专利技术，如果相应的基团是R1至R7，L1和Ar1被取代，则所述基团可以优选地被至少一个C1至C12烷基或C1至C12烷氧基、更优选C1至C4烷基或C1至C4烷氧基取代。通过适合地选择相应的取代基、特别是烃链的长度，可以调节所述化合物的物理性质，例如其在有机溶剂中的溶解性或蒸发速率。此外，优选地，n为2或3，优选为2。在其他优选实施方式中，L1是单键。优选地，Ar1是亚苯基。更优选地，R1至R7独立地选自：氢、C1至C4烷基、C1至C4烷氧基、C6至C12芳基和C5至C12杂芳基，优选地选自：氢、C1至C4烷基和苯基。优选地，所述第一基质化合物选自：就此而言，最优选情况下，所述第一基质化合物是就本专利技术而言，稀土元素或稀土金属，如IUPAC所定义，是元素周期表中的一组17种化学元素之一，17种化学元素具体来说是15种镧系元素以及钪和钇。优选地，所述实质上金属的稀土金属掺杂剂是零价金属掺杂剂，优选地选自Sm、Eu、Yb。就此而言，最优选情况下，所述实质上金属的稀土金属掺杂剂是Yb。术语“实质上金属的”应该被理解为涵盖了至少部分采取实质上元素形式的金属。术语“实质上元素的”应该被理解为就电子态和能量而言并且就包含的金属原子的化学键而言，与金属盐形式、有机金属化物或包含金属与非金属之间的共价键的另一种化合物的形式相比，或与金属的配位化合物形式相比，更接近于元素金属或游离金属原子形式，或更接近于金属原子簇形式的形式。由稀土金属掺杂剂提供的一种益处是：与碱金属相比，特别是与锂相比，当以重量百分数度量时的更高的掺杂浓度。由此可以实现对蒸发速率的良好控制，并且在制造过程中可以获得改进的可重复性。此外，与碱金属和碱土金属相比，稀土金属对空气和湿气不太敏感，因此在大规模生产中使用更加安全。另一方面，与碱金属和碱土金属相比，稀土金属掺杂剂不太倾向于扩散。因此，可以提高随时间的稳定性，例如操作电压随时间的升高。在另一个实施方式中，所述有机半导体层被布置在所述发射层与阴极之间。由此，可以改善从所述阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机发光二极管，其包含阳极、阴极、至少一个发射层和至少一个有机半导体层，其中所述至少一个发射层和至少一个有机半导体层被布置在所述阳极与阴极之间，并且所述至少一个有机半导体层包含实质上金属的稀土金属掺杂剂和第一基质化合物，所述第一基质化合物包含至少两个菲咯啉基。

【技术特征摘要】
2016.05.30 EP 16172006.51.一种有机发光二极管，其包含阳极、阴极、至少一个发射层和至少一个有机半导体层，其中所述至少一个发射层和至少一个有机半导体层被布置在所述阳极与阴极之间，并且所述至少一个有机半导体层包含实质上金属的稀土金属掺杂剂和第一基质化合物，所述第一基质化合物包含至少两个菲咯啉基。2.根据权利要求1的有机发光二极管，其中所述第一基质化合物是式1的化合物：其中R1至R7各自独立地选自：氢、取代或未取代的C6至C18芳基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的C1至C16烷基、取代或未取代的C1至C16烷氧基、羟基或羧基，和/或其中所述相应的R1至R7的相邻基团可能彼此键合以形成环；L1是单键或选自：C6至C30亚芳基、C5至C30亚杂芳基、C1至C8亚烷基或C1至C8烷氧基亚烷基；Ar1是取代或未取代的C6至C18芳基或吡啶基；并且n是2至4的整数，其中括号内的所述n个菲咯啉基中的每一个可以彼此相同或不同。3.根据权利要求1或2的有机发光二极管，其中所述有机半导体层被布置在所述发射层与阴极之间。4.根据权利要求1至3任一项的有机发光二极管，其中所述有机半导体层与所述阴极直接接触。5.根据权利要求1至3的有机发光二极管，其中所述有机发光二极管包含第一发射层和第二发射层，其中所述有机半导体层被布置在所述第一发射层与第二发射层之间。6.根据权利要求5的有机发光二极管，其中所述有机发光二极管还包含p-型电荷产生层，其中所述有机半导体层被布置在所述第一发射层与p-型电荷产生层之间。7.根据权利要求6的有机发光二极管，其中所述有机半导体层与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，卡斯滕·罗特，托马斯·罗泽诺，马丁·克勒，
申请(专利权)人：诺瓦尔德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE