CN104017571A - 有机电致发光材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
有机电致发光材料及其应用,属于光电材料技术领域,其中,有机电致发光材料的通式为:,其中,=,或,R为C6~C20的直链或支链烷基,或为C6~C20的直链或支链烷氧基;其用途为:将所述有机电致发光材料作为红光材料用于制备非掺杂OLED器件。本发明制得的目标产物可溶液加工,且具有很好的电压稳定性,其CIE1931坐标与OLED标准红光材料的CIE1931坐标接近,有希望被用作OLED标准红光材料。
Description
技术领域
本发明属于光电材料技术领域,具体涉及一种对电压稳定且可溶液加工的有机电致发光材料,同时还涉及其用途。
背景技术
近二三十年来,有机电致发光(OLED)材料已经取得了飞速的发展,针对OLED显示器的三原色(红、绿、蓝)都已面世,其发光材料不管在亮度、效率上都能够满足要求。但是,针对OLED显示器的有机发光材料仍然存在许多问题,比如:成本高、电压稳定性差等。尤其是OLED显示器中的红光材料,电压稳定性差的问题尤为突出。当前已被开发出来的OLED红光材料基本都含有吸电子基团(受体)与给电子基团(给体),然而,这些基团之间存在比较强的静电作用与π-π相互作用,这些作用造成红光OLED材料的电压稳定性差。为了降低红光材料之间的相互作用,一般采用掺杂的方法,稀释红光材料的浓度,然而该方法往往会使器件的制备工艺复杂化。此外,掺杂法易产生相分离,会导致器件稳定性降低,带来诸如热稳定性差、对电压电流的色稳定性差等问题。因此,制备出对电压稳定的红光发射材料,可以减少器件结构的复杂程度,从而使制备工艺大大简化,为非掺杂OLED器件的制备奠定基础。
另一方面,针对OLED显示器成本高的问题,采取溶液加工方法(比如旋涂法、喷墨打印等)代替真空蒸镀是降低加工成本的重要方法之一。其中最具有应用前景的溶液加工方法是喷墨打印法。该方法具有速度快、精度高、低噪音、低成本、环保、材料应用率高、适合大批量生产等特点。对于材料合成而言,主要任务在于合成成膜性好、粘度低、适合溶液加工的发光材料。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种对电压稳定、可溶液加工的有机电致发光材料,同时还提供了相应的用途。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:有机电致发光材料,通式为:
其中R为C6~C20的直链或支链烷基,或为C6~C20的直链或支链烷氧基。
所述R为2-乙基己烷基。
所述有机电致发光材料的用途:将所述有机电致发光材料作为红光材料用于制备非掺杂OLED器件。
所述非掺杂OLED器件的制备包括以下步骤:(1)采用溶液旋涂的方法在ITO玻璃衬底上旋涂一层PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层,干燥;(2)溶液旋涂发光材料;(3)蒸镀Alq3调节器件的电子注入能力,蒸镀金属铝作为阴极,得到的结构为ITO/PEDOT:PSS/发光层/Alq3/Al的器件。
本发明中,有机电致发光材料的制备包括以下步骤:
其中化合物3的合成路线为:
当时,化合物1的合成路线为:当时,化合物1的合成路线为:当时,化合物1的合成路线为:
本发明从OLED发光材料的分子设计出发,提供了一种以2,1,3-苯并噻二唑为中心受体,以烷基化的咔唑基、吩噻嗪基或双取代三苯胺基中的一种供体基团为两臂形成具有双偶极矩推拉电子结构的小分子有机发光材料。其相应的制备方法分别采用化合物1a、1b、1c于-78℃与在丁基锂作用下与双联频哪醇硼酸酯的硼烷化反应合成给体化合物2;然后通过受体化合物4,7-二溴-2,1,3-苯丙噻二唑与给体化合物2的Suzuki反应合成具有给体-受体-给体对称结构特征的目标化合物4。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要在于:
(1)引入的吩噻嗪与三苯胺给电子基团为非平面结构,可以有效降低分子间的相互作用,而引入的咔唑环具有很强的空穴传输能力和电致发光能力。这三种基团分别与苯并噻二唑形成具有双偶极矩的推拉电子结构,能加强电荷转移吸收与荧光发射强度,偶极与偶极的相互作用可有效降低分子的偶极矩,减小由于偶极矩过大所导致的浓度猝灭现象,从而提高发光效率。
(2)在给体咔唑、吩噻嗪或三苯胺基团中引入支化烷基链或烷氧基链,增加了材料的成膜性和溶解性,便于溶液加工,能够有效降低OLED器件的生产成本。
(3)本发明提供的发光材料具有很好的电压稳定性。其中,当给体结构为时,目标产物的色坐标与PAL制中的标准红光极为接近,特别适合作为有机电致发光材料中的标准红光材料。
附图说明
图1是本发明实施例4中各器件的结构示意图;
图2是本发明实施例4中各器件的I-V曲线图,图中4(Ⅰ)对应器件1,4(Ⅱ)对应器件2,4(Ⅱ)(2nm)对应器件3,4(Ⅲ)对应器件4,下同;
图3是本发明实施例4中各器件的L-V曲线图;
图4是实施例4中器件1的电致发光光谱图;
图5是实施例4中器件2的电致发光光谱图;
图6是实施例4中器件3的电致发光光谱图;
图7是实施例4中器件4的电致发光光谱图;
图8是实施例4中各器件的CIE1931色度坐标;
图9是实施例4中各器件的流明效率-电流密度曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
有机电致发光材料,结构式为:
……化合物4(Ⅰ),其中(2-乙基己烷基)。
化合物4(Ⅰ)的制备方法,包括以下步骤:
化合物6(2,1,3-苯并噻二唑)的合成:
在三口圆底烧瓶中加入化合物5(邻苯二胺)(10.8g,0.1mol)和亚硫酰二氯(53mL),快速搅拌,在0℃条件下将吡啶(1mL)逐滴加入烧瓶中,然后将混合物回流24h;用减压蒸馏去除过量的亚硫酰二氯,将体系冷却至室温后,倒入蒸馏水(250mL)中;用蒸汽蒸馏的方法将其提纯得到粗产物,再用二氯甲烷(3*50mL)萃取,用无水硫酸镁干燥,将滤液浓缩得到白色针状化合物,产率约82%。Mp=43.7-44.0℃;1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ8.02(q,J=6.8Hz,2H),7.60(q,J=6.8Hz,2H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ155(s),129(s),121(s).IR(KBr,cm-1):3088(Ar-H),1697(C=N),1608,1519,1478(benzene ring)。
化合物3(4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑)的合成:
在三口圆底烧瓶中加入化合物6(13.6g,0.1mol)和氢溴酸(40%,30mL),加热搅拌回流;将溴(48.0g,0.3mol)缓慢逐滴加入其中,之后体系成为悬浮液,再加入氢溴酸(40%,15mL),让体系再回流6h-8h;将反应混合物在体系热的状态下过滤,用蒸馏水洗涤滤出物,粗产物经干燥,用氯仿重结晶,得到淡黄色晶体,产率约为80%。Mp=193-194℃.1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.74(s,2H).13C-NMR(101MHz,DMSO)δ153(s),132(s),114(s).IR(KBr,cm-1):3078,3046(Ar-H),1655(C=N),1587,1477(benzene ring)。
化合物7(N-乙基己基咔唑)的合成:
在100mL容器里装入咔唑(1.00g,5.9mmol),NaH(0.33g,8.26mmol)和40mL的DMF,搅拌30min。后将体系用氩气保护,再加入2-溴代乙基己基(1.29mL,7.08mmol),室温搅拌过夜。向体系中加入20mL水以终止反应,用乙醚萃取(3*40mL)。将混合有几层用盐水清洗后用MgSO4干燥过夜。减压蒸除去溶剂,过柱(硅胶,2%乙酸乙酯的正己烷溶液)产率约92%。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J=8.0Hz,2H),7.45(t,J=7.2Hz,2H),7.40(d,J=8.0Hz,2H),7.22(t,J=7.2Hz,2H),4.17(m,2H),2.09(m,1H),1.21-1.45(m,8H),0.91(t,J=7.6Hz,3H),0.86(d,J=7.2Hz,3H);IR(KBr,cm-1):2966,2925,2862,1328(Alkyl chain),1597,1478,1450(benzene ring)。
化合物1a(3-溴-N-乙基己基咔唑)的合成:
将化合物7(14.98g,53.7mmol),NBS(9.6g,53.7mmol)和THF(300mL)混合,室温搅拌两天,减压除去溶剂,将剩余物在二氯甲烷中溶解,用清水洗涤,分离有机层,用无水MgSO4干燥,得到产物,产率约90%。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ8.19(s,1H),8.03(d,J=8.0Hz,1H),7.44-7.56(m,2H),7.37(d,J=8.0Hz,1H),7.21-7.27(m,2H),4.12(d,J=7.2Hz,2H),2.01-2.06(m,1H),1.23-1.40(m,8H),0.83-0.92(m,6H);IR(KBr,cm-1):2957,2927,2871(Alkylchain),1473,1460,1445(benzene ring),564(Ar-Br)。
化合物2a的合成(单溴代供体单元的硼烷化反应):
在适量精制过的THF中加入化合物1a(1eq),将体系除氧后,温度降至-78℃,缓慢逐滴加入2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(1.2eq)。混合物保持低温搅拌1h,再在室温下搅拌1h。然后降至-78℃,用注射器逐滴加入2-异丙基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二硼酸(1.5eq),体系升至室温,搅拌12h,加水终止反应,产物用乙醚萃取(2*50mL)。无水MgSO4干燥,除溶剂,过柱提纯。柱层析(硅胶,正己烷:二氯甲烷=3:1,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ8.60(s,1H),8.12(d,J=7.6Hz,1H),7.90(d,J=8.0Hz,1H),7.44(t,J=8.0Hz,1H),7.38(d,J=8.0Hz,2H),7.23(t,J=7.6Hz,1H),4.10-4.15(m,2H),2.05(m,1H),1.23-1.39(m,20H),0.83-0.99(m,6H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ143(s),140(s),132(s),127(s),125(s),123(s),122(s),120(d),119(s),109(s),108(s)(carbazole ring),83(s),25(s)(boronic acid pinacol ester),47(s),39(s),31(s),29(s),24(s),23(s),14(s),11(s)(2-ethylhexyl group);IR(KBr,cm-1):2959,2929,2872(Alkylchain),1596,1482,1467(benzene ring),1355,1325,1301,1263(B-O)。
化合物4(Ⅰ)(D-A-D结构小分子有机电致发光材料)的合成:
在三口瓶中,将含有硼酸酯基团的供体单元化合物2a(2.2eq)与双溴取代的受体单元化合物3(1eq)溶于适量THF中,在小烧杯中预先将K2CO3(3.8eq)和18-crown-6(3.8eq)溶于少量THF和几滴水的混合溶液中,倒入三口烧瓶,向体系内通入氩气数十分钟以排尽氧气,加入Pd(PPh3)4(0.05eq),回流搅拌24h。加水终止反应,用正己烷萃取三次,加入无水MgSO4干燥过夜,过柱提纯。柱层析(硅胶,石油醚:乙酸乙酯=10:1,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ8.72(s,2H),8.20(d,J=8.0Hz,2H),8.14(d,J=8.4Hz,2H),7.93(s,2H),7.58(d,J=8.8Hz,2H),7.50(t,J=8.0Hz,2H),7.45(d,J=8.0Hz,2H),7.27(d,J=7.2Hz,2H),4.24(m,4H),2.14(m,2H),1.26-1.49(m,16H),0.95(t,J=7.2Hz,6H),0.90(t,J=7.2Hz,6H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ155(s),141(s),141(s),133(s),128(s),128(s),127(s),126(s),123(d,J=19.2Hz),121(s),121(s),119(s),109(d,J=12.1Hz)(carbazole and benzene rings),48(s),39(s),31(s),29(s),24(s),23(s),14(s),11(s)(2-ethylhexyl group);IR(KBr,cm-1):2956,2917,2856(Alkylchain),1471,1350(benzene ring),1260,1218,1153,1124(Ar-O),1597(C=N)。
实施例2
有机电致发光材料,结构式为:
……4(Ⅱ),其中(2-乙基己烷基)。
化合物4(Ⅱ)的制备方法,包括以下步骤:
化合物6及化合物3的合成参照实施例1。
化合物8(N-乙基己基吩噻嗪)的合成:
在100ml烧瓶中称取吩噻嗪(10g,31.10mmol)、NaH(1g,41.70mmol),后加入DMF(40ml),室温搅拌30min,加入溴代异辛烷(8.06g,41.70mmol),室温搅拌过夜,向体系中加水停止反应,用三氯萃取三次,用盐水洗涤有机层,然后用无水MgSO4干燥过夜,旋蒸除溶剂,过柱(硅胶,正己烷:乙酸乙酯=9:1,v/v),得到黄色油状液体。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.15(t,J=7.0Hz,4H),6.89(d,J=8.0Hz,4H),3.73(s,2H),1.93(m,1H),1.25-1.44(m,8H),0.83-0.93(m,6H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ145(s),127(s),127(s),125(s),122(s),116(s)(phonothiazine ring),51(s),35(s),30(s),28(s),24(s),23(s),14(s),10(s)(2-ethylhexanyl group);IR(KBr,cm-1):2966,2925,2862(Alkyl chain),1600,1569,1454,745(benzene ring)。
化合物1b(3-溴-N-乙基己基吩噻嗪)的合成:
将化合物8(7.65g,27.03mmol)溶于5ml三氯甲烷中,加入NaOH(3.16g,79.06mmol)的200ml醋酸溶液,将体系冷却至0-5℃,在N2保护下逐滴缓慢加入溴(4.31g,27mmol)的醋酸(25ml)溶液,之后室温搅拌1h,旋蒸去醋酸,得到紫色残余物,残余物溶解于饱和NaHCO3溶液(100ml)和二氯甲烷(100ml)的混合溶液中,分离水相和有机相,若有机相颜色较深再用等量二氯甲烷重复萃取,无水MgSO4干燥过夜,旋蒸除溶剂,过柱(硅胶,正己烷),产率约60%。1H-NMR(400MHz,D2O)δ7.53(d,J=6.8Hz,1H),7.12-7.18(m,2H),6.93(t,J=7.2Hz,1H),6.86(d,J=8.0Hz,1H),6.67-6.71(m,2H),3.79(d,J=6.4Hz,2H),1.70(m,1H),1.25-1.49(m,8H),0.88-0.93(m,6H);IR(KBr,cm-1):2966,2925,2862(Alkyl chain),1600,1569,1454(benzene ring),541(Ar-Br)。
化合物2b的合成(单溴代供体单元的硼烷化反应):
在适量精制过的THF中加入化合物1b(1eq),将体系除氧后,温度降至-78℃,缓慢逐滴加入2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(1.2eq)。混合物保持低温搅拌1h,再在室温下搅拌1h。然后降至-78℃,用注射器逐滴加入2-异丙基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二硼酸(1.5eq),体系升至室温,搅拌12h,加水终止反应,产物用乙醚萃取(2*50mL)。无水MgSO4干燥,除溶剂,过柱提纯。柱层析(硅胶,正己烷:二氯甲烷=3:1,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.57-7.59(m,2H),7.11-7.14(m,2H),6.90(t,J=8.0Hz,1H),6.87(d,J=2.8Hz,1H),6.84(d,J=2.8Hz,1H),3.72(d,J=7.2Hz,2H),1.92(m,1H),1.24-1.45(m,20H),0.83-0.91(m,6H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ148(s),145(s),134(s),127(s),126(s),125(s),124(s),122(s),116(s),115(s)(phenothiazine ring),83.45(s),25(s)(boronic acid pinacol ester),51(s),36(s),30(s),28(s),24(s),23(s),14(s),10(s)(2-ethylhexyl group);IR(KBr,cm-1):2963,2927,2863(Alkylchain),1594,1575,1471(benzene ring),1354,1260(B-O)。
化合物4(Ⅱ)(D-A-D结构小分子有机电致发光材料)的合成:
在三口瓶中,将含有硼酸酯基团的供体单元化合物2b(2.2eq)与双溴取代的受体单元化合物3(1eq)溶于适量THF中,在小烧杯中预先将K2CO3(3.8eq)和18-crown-6(3.8eq)溶于少量THF和几滴水的混合溶液中,倒入三口烧瓶,向体系内通入氩气数十分钟以排尽氧气,加入Pd(PPh3)4(0.05eq),回流搅拌24h。加水终止反应,用正己烷萃取三次,加入无水MgSO4干燥过夜,过柱提纯。柱层析(硅胶,石油醚:乙酸乙酯=20:1,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.77-7.84(m,4H),7.66(s,2H),7.14-7.18(m,4H),7.01(d,J=8.8Hz,2H),6.89-6.95(m,4H),3.79(d,J=6.8Hz,4H),1.97-2.02(m,J=6.2Hz,2H),1.39-1.55(m,8H),1.24-1.30(m,8H),0.85-0.91(m,J=7.2Hz,12H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ154(s),146(s),145(s),132(s),131(s),128(t),127(s),126(s),125(s),123(s),116(s),115(s)(carbazole andbenzene rings),51(s),36(s),31(s),29(s),24(s),23(s),14(s),10(s)(2-ethylhexyl group);IR(KBr,cm-1):2959,2930,2845(Alkyl chain),1464,1356(benzene ring),1246,1215,1142(Ar-O),1733(C=N)。
实施例3
有机电致发光材料,结构式为……4(Ⅲ),其中(2-乙基己烷基)。
化合物4(Ⅲ)的制备方法,包括以下步骤:
化合物6及化合物3的合成参照实施例1。
化合物9(4-[(2-乙基己基)氧]-1-碘苯)的合成:
混合4-碘苯酚(4.0g,18.18mmol)、K2CO3(3.76g,27.20mmol)和溴代乙基己基(3.68g,19.05mmol)在DMF(10mL)中,氮气保护下加热到100℃,搅拌50h。反应结束后,将混合物倒入100mL蒸馏水中,用二氯甲烷(3*50mL)萃取。有机层用蒸馏水洗涤两次,无水硫酸镁干燥,减压除去溶剂,过柱提纯(硅胶,正己烷),得到无色液体化合物(3.50g,58%)。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.51(d,J=8.8Hz,2H),6.65(d,J=8.8Hz,2H),3.78(d,J=6.8Hz,2H),1.69(m,1H),1.27-1.48(m,8H),0.87-0.92(m,6H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ159(s),138(s),117(s),82(s)(benzene ring),70(s),39(s),30(s),29(s),23(s),22(s),14(s),11(s)(2-ethylhexanyl group);IR(KBr,cm-1):2958,2926,2871(Alkyl chain),1587and1483(benzenering),1280,1241,1171,1029,998,817。
化合物1c(N-(4-溴苯)-4,4-二[(2-乙基己基)氧]-苯胺)的合成:
混合化合物9(69.72g,0.21mol)、对溴苯胺(15.48g,0.09mol)和邻菲啰啉(3.409g,17.2mmol),溶于甲苯(350mL)中,反应体系至于Ar保护下,升温至100℃,加入氯化亚铜(1.7g,17.2mmol)和氢氧化钾(42.56g,0.76mol),升温回流(约120℃)反应12h,加水100mL终止反应,用氯仿萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,除去溶剂,柱层析(乙酸乙酯:石油醚(60-90℃)=1:30,v/v),得到淡黄色油状液体,产率约67%。1H-NMR(400MHz,DMSO)δ7.23(d,J=8.0Hz,2H),7.0(s,4H),6.79(m,6H),3.80(d,J=5.8Hz,4H),1.70(m,2H),1.36-1.56(m,8H),1.31-1.32(m,8H),0.89-0.94(m,12H);IR(KBr,cm-1):2966,2925,2860(Alkyl chain),3038,1582,1500(benzene ring),1310,1235(C-N),541(Ar-Br)。
化合物2c的合成(单溴代供体单元的硼烷化反应):
在适量精制过的THF中加入化合物1c(1eq),将体系除氧后,温度降至-78℃,缓慢逐滴加入2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(1.2eq)。混合物保持低温搅拌1h,再在室温下搅拌1h。然后降至-78℃,用注射器逐滴加入2-异丙基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二硼酸(1.5eq),体系升至室温,搅拌12h,加水终止反应,产物用乙醚萃取(2*50mL)。无水MgSO4干燥,除溶剂,过柱提纯。柱层析(硅胶,正己烷:乙酸乙酯=5:1,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.55(d,J=8.8Hz,2H),7.27(d,J=8.4Hz,2H),7.06(d,J=8.8Hz,2H),6.89(d,J=8.0Hz,2H),6.81(d,J=8.8Hz,2H),6.69(d,J=8.8Hz,2H),3.79(d,J=5.6Hz,4H),1.71(m,2H),1.37-1.54(m,16H),1.32(m,12H),0.92(m,12H);IR(KBr,cm-1):2959,2928,2872(Alkyl chain),1599,1505,1467(benzene ring),1395,1360,1318,1275,1239(B-O)。
化合物4(Ⅲ)(D-A-D结构小分子有机电致发光材料)的合成:
在三口瓶中,将含有硼酸酯基团的供体单元化合物2c(2.2eq)与双溴取代的受体单元化合物3(1eq)溶于适量THF中,在小烧杯中预先将K2CO3(3.8eq)和18-crown-6(3.8eq)溶于少量THF和几滴水的混合溶液中,倒入三口烧瓶,向体系内通入氩气数十分钟以排尽氧气,加入Pd(PPh3)4(0.05eq),回流搅拌24h。加水终止反应,用正己烷萃取三次,加入无水MgSO4干燥过夜,过柱提纯。柱层析(硅胶,正己烷:二氯甲烷=3:2,v/v),1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.80(d,J=8.8Hz,4H),7.69(s,2H),7.12(d,J=8.8Hz,8H),7.04(d,J=8.8Hz,4H),6.86(d,J=8.9Hz,8H),3.84(d,J=5.6Hz,8H),1.72(m,J=7.0Hz,4H),1.39-1.55(m,16H),1.30-1.34(m,16H),0.89-0.96(m,24H);13C-NMR(101MHz,CDCl3)δ156,154(s),149(s),140(s),132(s),130(s),127(s),120(s),115(s)(carbazole and benzene rings),71(s),39(s),31(s),29(s),24(s),23(s),14(s),11(s)(2-ethylhexyl group);IR(KBr,cm-1):2957,2927,2858(Alkylchain),1505,1477(benzene ring),1318,1279,1238,1034(Ar-O),1602(C=N)。
实施例4效果实验
(一)OLED器件制备
首先采用溶液旋涂的方法在ITO玻璃衬底上旋涂一层PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层,60℃干燥过夜后,在100℃条件下烘1小时自然冷却;分别以具有给体-受体-给体结构特征的化合物4(Ⅰ)、4(Ⅱ)、4(Ⅲ)为发光材料,溶液旋涂活性层;最后,蒸镀Alq3调节器件的电子注入能力,蒸镀金属铝作为阴极,得到的器件结构为ITO/PEDOT:PSS/发光层/Alq3/Al,如图1所示。
共制得四个器件,分别为:
器件1:ITO/PEDOT:PSS/化合物4(Ⅰ)/Alq3(10nm)/Al器件;
器件2:ITO/PEDOT:PSS/化合物4(Ⅱ)/Alq3(10nm)/Al器件;
器件3:ITO/PEDOT:PSS/化合物4(Ⅱ)/Alq3(2nm)/Al器件;
器件4:ITO/PEDOT:PSS/化合物4(Ⅲ)/Alq3(10nm)/Al器件。
(二)实验结果
图2是本实施例中各器件的I-V曲线图,显示了器件1-4的二极管特性。
图3是本实施例中各器件的L-V曲线图,说明器件的亮度随电压变化逐渐升高,其中器件1的最大亮度为1014cd·m-2,器件2的最大亮度为194cd·m-2,器件3的最大亮度为28cd·m-2,器件4的最大亮度为1344cd·m-2。
图4-7分别是器件1-4的电致发光光谱图。从图中可以看出,器件1-4的主发射波长随电压升高没有任何变化。其中,器件1的最大发射波长稳定在588nm,器件2的最大发射波长稳定在656nm,器件3的最大发射波长稳定在660nm,器件4的最大发射波长稳定在640nm。器件2的电致发光光谱中530nm处有Alq3的发射峰,该发射峰可以通过降低Alq3的厚度被消除,如器件3中的Alq3厚度降到了2nm,其电致发光谱中没有发现Alq3的发射峰。
从图8可以看出,器件1的CIE1931坐标在(0.50,0.48)附近略有变化(随电压略有变化,稳定性不十分理想),为橘黄色光。器件2-3的CIE1931坐标没有任何变化,其中器件2的CIE1931坐标稳定在(0.54,0.42),为橙色光;器件3的CIE1931坐标稳定在(0.65,0.34),与PAL制中标准红光的CIE1931坐标(0.64,0.33)非常接近;器件4的CIE1931坐标稳定在(0.64,0.35),与PAL制中标准红光的CIE1931坐标(0.64,0.33)极为接近。
图9是本实施例中各器件的流明效率-电流密度曲线图。从图9可以看出,除器件3的流明效率随电压升高而降低外,当电流密度为5-20mA/cm2时,器件1、2、4的流明效率都处于一个稳定值,不随电流密度增加而增加。其中器件1的流明效率稳定在3.37cd·A-1,器件2的流明效率稳定在1.06cd·A-1,器件4的流明效率稳定在2.61cd·A-1。
综合所有的性能参数,如表1所示,化合物4(Ⅰ)、4(Ⅱ)、4(Ⅲ)均具有很好的电压稳定性,其最大发射波长都稳定在红光区域。其中尤以化合物4(Ⅲ)最具备实际应用前景,其CIE1931坐标与OLED标准红光材料的CIE1931坐标极为接近,且具有溶液加工性能,同时其发光性能也具有很好的电压稳定性,其最大发射波长、CIE1931坐标、流明效率等不随电压、电流密度的变化而发生变化。
表1 电致发光数据汇总
其中,代表最大发射波长,代表最大亮度,代表最大亮度时的流明效率,代表最大流明效率,CIE1931代表色度坐标。
Claims (4)
1.有机电致发光材料,通式为:
,其中=,或,R为C6~C20的直链或支链烷基,或为C6~C20的直链或支链烷氧基。
2.如权利要求1所述的有机电致发光材料,其特征在于,所述R为2-乙基己烷基。
3.权利要求1或2所述有机电致发光材料的用途,其特征在于,所述有机电致发光材料作为红光材料用于制备非掺杂OLED器件。
4.如权利要求3所述的有机电致发光材料的用途,其特征在于,所述非掺杂OLED器件的制备包括以下步骤:(1)采用溶液旋涂的方法在ITO玻璃衬底上旋涂一层PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层,干燥;(2)溶液旋涂发光材料;(3)蒸镀Alq3调节器件的电子注入能力,蒸镀金属铝作为阴极,得到的结构为ITO/PEDOT:PSS/发光层/Alq3/Al的器件。
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