用于有机发光二极管(OLED)的电子注入层制造技术

本发明专利技术涉及有机发光二极管，所述有机发光二极管包含至少一个发光层、电子注入层和至少一个阴极电极，其中：‑所述电子注入层包含有机膦化合物，其中所述电子注入层不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物；‑所述阴极电极至少包含第一阴极电极层，其中‑所述第一阴极电极层包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且‑所述电子注入层布置成与所述第一阴极电极层直接接触。

Electronic injection layer for organic light emitting diodes (OLED)

The invention relates to an organic light emitting diode (OLED), which comprises at least one light emitting layer, an electron injection layer and at least one cathode electrode, wherein the electron injection layer comprises an organic phosphorus compound, wherein the electron injection layer does not contain metals, metal salts, metal complexes and organometallic compounds; The cathode electrode comprises at least a first cathode electrode layer, wherein the first cathode electrode layer comprises a first zero-valent metal selected from an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, and/or a third group of transition metals, and the electron injection layer is arranged in direct contact with the first cathode electrode layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有机发光二极管(OLED)的电子注入层
本专利技术涉及一种用于有机发光二极管(OLED)的包含有机膦化合物的电子注入层(EIL)，以及制造包含所述电子注入层(EIL)的有机发光二极管(OLED)的方法。
技术介绍
作为自发光器件的有机发光二极管(OLED)具有广视角、出色的对比度、快速响应、高亮度、出色的驱动电压特性和色彩再现。典型的OLED包括顺序层叠在基底上的阳极电极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)和阴极电极。在这方面，所述HIL、HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。当向所述阳极电极和阴极电极施加电压时，从所述阳极电极注入的空穴经HIL和HTL向EML移动，并且从所述阴极电极注入的电子经ETL向EML移动。所述空穴和电子在EML中重新结合以产生激子。当所述激子从激发态下降到基态时，发出光。空穴和电子的注入和流动应该平衡，以使得具有上述结构的OLED具有出色的效率和/或长寿命。碱金属卤化物和碱金属有机络合物已用于增强电子从阴极电极注入到发光层中。已发现，卤化锂和锂有机络合物在增强电子从铝阴极电极的注入方面特别有效。然而，卤化锂和锂有机络合物的使用可伴有健康和安全风险，使得人们期望避免使用这些化合物。特别地，这影响了电子注入层中两种最常用的化合物LiF和LiQ(8-羟基喹啉锂)。LiF具有有毒的缺点，并且LiQ具有致突变的缺点。因此，仍然希望提供一种电子注入层，所述电子注入层包含由于毒性较低或无毒和/或具有降低的致突变风险而引起较低的健康和安全风险的化合物。此外，在电子注入层的制造中，金属盐、金属络合物或金属化合物的沉积是耗时耗能的。另外，难以控制金属和有机化合物的共沉积以获得金属掺杂的有机层。因此，仍然希望提供一种不含金属、金属盐、金属络合物或金属化合物的电子注入层。另外，仍然希望提供一种降低OLED的工作电压的电子注入层。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是提供一种如下的方法，其降低OLED的工作电压和/或提高顶部发光和/或底部发光的有机发光二极管(OLED)的外量子效率EQE。本专利技术还涉及一种在有机发光二极管(OLED)中使用的电子注入层(EIL)。本专利技术还涉及一种有机发光二极管(OLED)及其制造方法，所述有机发光二极管包含阳极电极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、任选的电子阻挡层(EBL)、发光层(EML)、任选的空穴阻挡层(HBL)、任选的电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和第一阴极电极层，其中所述层按照该顺序进行布置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种有机发光二极管(OLED)，其包含至少一个发光层、电子注入层和至少一个阴极电极，其中-所述电子注入层包含有机膦化合物，其中所述电子注入层不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物；-所述阴极电极至少包含第一阴极电极层，其中所述第一阴极电极层包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且-所述电子注入层布置成与所述第一阴极电极层直接接触。已令人吃惊地发现，包含选自有机氧化膦、有机硫代膦化合物和/或有机硒代膦化合物的有机膦化合物并且不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物的电子注入层，能在没有沉积有毒或致突变的卤化锂或锂有机络合物的情况下获得非常低的工作电压和/或高的外量子效率EQE。此外，由于仅沉积一个有机膦化合物的电子注入层，因此可以容易地控制沉积速率。根据本专利技术的电子注入层可以快速沉积，然后快速沉积所述第一阴极电极层和任选的第二阴极电极层。由于避免了控制基质化合物和掺杂剂的共沉积的困难，因此在TACT时间和产率方面获得显著益处。此外，已发现，本专利技术的有机膦化合物比传统使用的卤化锂和锂有机络合物是更加热稳定的，从而降低了在蒸发源中分解的风险。有机膦化合物的优选实例是主要由共价键合的C、H、O、N、S、P和Se，优选由C、H、O、N和P构成的有机化合物。根据一个更优选的方面，所述有机膦化合物不含金属原子。根据一个更优选的方面，所述有机膦化合物包含至少6个、更优选地至少10个离域电子的共轭体系。离域电子的共轭体系的实例是交替的π键和σ键的体系。任选地，一个或多个在其原子之间具有π键的双原子结构单元，可以被具有至少一个孤电子对的原子替换，典型地被选自O、S或Se的二价原子替换，或被选自N或P的三价原子替换。优选地，所述离域电子的共轭体系包含至少一个根据休克尔规则的芳族或杂芳族的环。此外，优选地，所述有机膦化合物可包含至少两个通过共价键连接的或稠合的芳族或杂芳族的环。优选地，根据本专利技术的电子注入层包含有机氧化膦化合物。在一个优选实施方式中，根据本专利技术的电子注入层不含发光体化合物。所述电子注入层包含偶极矩优选地>2.5德拜的有机膦化合物，从而降低电子从所述阴极电极注入到所述发光层或电子传输层(如果存在电子传输层的话)中的能垒。优选地，所述电子注入层不含非膦化合物。特别地，它不含三线态能级高的芳基化合物、苯并咪唑化合物、菲咯啉化合物、酮化合物、嘧啶化合物和三嗪化合物。在一个优选实施方式中，所述电子注入层可以包含有机膦化合物或由所述有机膦化合物组成，所述有机膦化合物选自有机氧化膦化合物、有机硫代膦化合物或有机硒代膦化合物。甚至更优选地，所述电子注入层可以由有机氧化膦化合物组成。所述电子注入层包含有机化合物，并因此不是阴极电极。所述第一阴极电极层不包含有机化合物或不是由有机化合物组成，并因此不是电子注入层。在一个优选实施方式中，所述第一阴极电极层可以不含有机化合物、有机金属络合物和金属卤化物。所述第一阴极电极层包含至少一种选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的零价金属。这些金属也可以描述为电正性金属或具有低逸出功的金属。当所述第一阴极电极层与包含有机膦化合物的电子注入层直接接触时，获得非常低的工作电压和高的外量子效率EQE。由此，移动器件的电池寿命增加。根据本专利技术的另一方面，提供了一种有机发光二极管(OLED)，其包含至少一个发光层、电子注入层和至少一个阴极电极，其中-所述电子注入层包含有机膦化合物，其中所述电子注入层不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物；-所述阴极电极至少包含第一阴极电极层，其中所述第一阴极电极层包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且-所述电子注入层布置成与所述第一阴极电极层直接接触；并且其中所述电子注入层具有≥1nm且≤10nm、优选地≥2nm至≤6nm、优选地≥3nm至≤5nm、更优选地≥3nm至≤4nm的厚度。根据另一方面，提供了一种有机发光二极管(OLED)，其中：-所述电子注入层(180)的有机膦化合物是式Ia的有机膦化合物：其中：X选自O、S、Se；R1和R2独立地选自C1至C12烷基、取代或未取代的C6至C20芳基和取代或未取代的C5至C20杂芳基；或者R1和R2用烯二基基团桥接，与所述P原子形成取代或未取代的五元环、六元环或七元环；并且A1是苯基或选自式(II)：其中R3选自C1至C8烷二基、取代或未取代的C6至C20亚芳基和取代或未取代的C5至C20亚杂芳基；或者A1选自式(III)其中n选自0或1；m选自1或2；o选自1或2；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机发光二极管(100)，所述有机发光二极管(100)包含至少一个发光层(150)、电子注入层(180)和至少一个阴极电极(190)，其中：‑所述电子注入层(180)包含有机膦化合物，其中所述电子注入层(180)不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物；‑所述阴极电极(190)至少包含第一阴极电极层(191)，其中‑所述第一阴极电极层(191)包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且‑所述电子注入层(180)布置成与所述第一阴极电极层(191)直接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 EP 15201418.91.一种有机发光二极管(100)，所述有机发光二极管(100)包含至少一个发光层(150)、电子注入层(180)和至少一个阴极电极(190)，其中：-所述电子注入层(180)包含有机膦化合物，其中所述电子注入层(180)不含金属、金属盐、金属络合物和金属有机化合物；-所述阴极电极(190)至少包含第一阴极电极层(191)，其中-所述第一阴极电极层(191)包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且-所述电子注入层(180)布置成与所述第一阴极电极层(191)直接接触。2.根据权利要求1所述的有机发光二极管(100)，其中所述电子注入层(180)的所述有机膦化合物是具有式Ia的化合物：其中：X选自O、S、Se；R1和R2独立地选自C1至C12烷基、取代或未取代的C6至C20芳基或者取代或未取代的C5至C20杂芳基；或者R1和R2用烯二基基团桥接，与P原子形成取代或未取代的五元环、六元环或七元环；并且A1是苯基或选自式(II)：其中R3选自C1至C8烷二基、取代或未取代的C6至C20亚芳基或者取代或未取代的C5至C20亚杂芳基；或者A1选自式(III)其中n选自0或1；m选自1或2；o选自1或2；并且如果o是2，则m是1；Ar1选自取代或未取代的C6至C20亚芳基和取代或未取代的C5至C20亚杂芳基；Ar2选自取代或未取代的C18至C40亚芳基和取代或未取代的C10至C40亚杂芳基；R4选自H、C1至C12烷基、取代或未取代的C6至C20芳基和取代或未取代的C5至C20杂芳基；其中所述阴极电极(190)至少包含第一阴极电极层(191)，其中所述第一阴极电极层(191)包含选自碱金属、碱土金属、稀土金属和/或第3族过渡金属的第一零价金属；并且所述电子注入层(180)布置成与所述第一阴极电极层(191)直接接触。3.根据权利要求1或2所述的有机发光二极管(100)，其中所述第一阴极电极层(191)不含金属卤化物和/或不含金属有机络合物。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的有机发光二极管(100)，其中所述第一阴极电极层(191)还包含第二零价金属，其中所述第二零价金属选自主族金属或过渡金属，其中所述第二零价金属选择为不同于所述第一零价金属；优选地，所述第二零价金属选自Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、V、Cr、Mn、Mn、Fe、Fe、Co、Co、Ni、Cu、Cu、Zn、Ag、Au、Au、Al、Ga、In、Sn、Sn、Te、Bi或Pb；更优选地，所述第二零价金属选自Ag、Au、Zn、Te、Yb、Ga、Bi、Ba、Ca、Al；最优选地，所述第二零价金属选自Ag、Zn、Te、Yb、Ga和/或Bi。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机发光二极管(100)，其中所述阴极电极(190)还包含第二阴极电极层(192)，其中所述第二阴极电极层(192)至少包含第三金属，所述第三金属是零价金属、合金和/或作为氧化物的形式，其中所述第三金属选自主族金属、过渡金属和/或稀土金属，优选地，所述第三金属选自零价的Ag、Al、Cu和Au、MgAg合金、氧化铟锡、氧化铟锌、氧化镱、氧化铟镓锌；更优选地，所述第三金属选自Ag和Al、和MgAg合金；最优选地，所述第三金属选自零价的Ag和Al。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的有机发光二极管(100)，所述有机发光二极管(100)还包含至少一个电子传输层(160)，所述电子传输层(160)包含至少一种基质化合物，其中所述电子注入层(180)接触夹入所述第一阴极电极层(191)与所述电子传输层(160)之间，其中所述电子传输层(160)优选地包含偶极矩约≥0德拜并且约≤2.5德拜的第一有机基质化合物。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的有机发光二极管(100)，其中-Ar1选自取代的C6至C20亚芳基和/或取代的C5至C20亚杂芳基，其中所述C6至C20亚芳基和/或C5至C20亚杂芳基被至少一个C1至C12烷基和/或至少一个C1至C12杂烷基基团取代；Ar2选自取代的C18至C40亚芳基和/或取代的C10至C40亚杂芳基，其中所述C18至C40亚芳基和/或C10至C40亚杂芳基被至少一个C1至C12烷基和/或至少一个C1至C12杂烷基基团取代；并且-优选地，Ar1＝取代的C6至C20亚芳基和/或取代的C5至C20亚杂芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃洛季米尔·森科维斯基，杰罗姆·加尼耶，卡斯滕·罗特，
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