CN110963961A - 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管 - Google Patents

一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN110963961A
CN110963961A CN201911240392.8A CN201911240392A CN110963961A CN 110963961 A CN110963961 A CN 110963961A CN 201911240392 A CN201911240392 A CN 201911240392A CN 110963961 A CN110963961 A CN 110963961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electron transport
compound
transport material
organic electroluminescent
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911240392.8A
Other languages
English (en)
Inventor
谢黎明
刘扬
苏文明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Oupuke Display Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Oupuke Display Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Oupuke Display Technology Co ltd filed Critical Suzhou Oupuke Display Technology Co ltd
Priority to CN201911240392.8A priority Critical patent/CN110963961A/zh
Publication of CN110963961A publication Critical patent/CN110963961A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/06Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/60Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D213/61Halogen atoms or nitro radicals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/16Electron transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管,该电子传输材料是一种新型热交连型电子传输材料,具有100%抗溶剂性和高界面稳定性,同时具有高的电子传输性能和高的三线态能级,特别适合用于印刷制备OLED,在使用中没有印刷膜层之间的侵蚀破坏作用,从而可以提升器件的发光效率与使用寿命,并实现多层OLED器件结构的高质量印刷。该电子传输材料包括如通式I所示的化合物,

Description

一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管
技术领域
本发明属于光电材料技术领域,具体涉及一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管。
背景技术
有机电致发光二极管(OLED)作为新一代全固体显示技术,已经广泛应用于智能手机、平板电脑、大尺寸电视、可穿戴等电子产品中。其中OLED制备工艺有真空蒸镀和溶液加工法。目前制备蒸镀型OLED面板所需的设备非常昂贵,在面板成本中占比高达35%,且价格高昂的OLED发光材料蒸镀时的利用率仅5%~10%左右,使产品价格(液晶电视的2~3倍)居高不下。
溶液法加工,特别是喷墨印刷,由于其在低成本、无掩膜、高材料利用率(90%以上)和易于制造大面积器件方面的显著优势,已被公认为未来大尺寸OLED显示面板的必然选择。有机发光二极管由多层组成,包括发射层(EML)、空穴传输层和电子传输层(ETL)。因此,获得完美的界面形态是一个巨大的挑战,因为通过固溶处理的多层堆叠往往会使相邻层相互混合。采用正交溶剂体系是解决这一问题的一种方法,它利用了功能材料在不同溶剂中的溶解度差异。然而,大多数有机材料可以溶解在上层溶剂中,这使得很难为溶液处理装置中的特定化合物找到合适的溶剂。近来,可交连材料已被积极地用于多层溶液处理的发光二极管中,并显示出它们的巨大潜力。
然而为了追求高性能的有机发光二极管,开发出更加高效的电子传输材料一直是本领域所追求的目标。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种新的电子传输材料及其用途。
本发明还提供了一种有机电致发光二极管。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种电子传输材料,包括如通式I所示的化合物,
Figure BDA0002306058880000021
其中,R1、R2、R3、R4、R5分别独自选自氢、C1~C30的烷基或乙烯基,且其中至少一个为乙烯基。
本发明通式I所示的化合物中,吡啶环与相邻的两个苯环在任意位置以共价键相连,R1~R5为材料溶解性和玻璃态转化温度调节基团,苯乙烯官能团为热交连功能单元。
本发明通式I所示的化合物,其中结构中含有热交连功能单元(苯乙烯及其衍生物)、吡啶强吸电子结构电子传输功能单元,通过简单加热方式直接交连,从而实现电子传输层抗溶剂功能稳固网络结构的原位形成,具有100%抗溶剂性和高界面稳定性,同时具有高的电子传输性能和高的三线态能级,特别适用于印刷制备OLED,在使用中没有印刷膜层之间的侵蚀破坏作用,从而可以提升器件的发光效率与使用寿命,并实现多层OLED器件结构的高质量印刷,可用于倒置型印刷OLEDs上。该电子传输材料还具有在OLED器件的空穴或激子阻挡层上的应用。
优选地,所述R3为乙烯基。
优选地,所述R1、R2、R4、R5分别独自选自氢,R3为乙烯基。
优选地,所述电子传输材料为具有如下结构式的化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、化合物5、化合物6中的一种或多种的组合,
Figure BDA0002306058880000031
Figure BDA0002306058880000041
本发明还提供一种制备如上述的通式I所示的化合物的中间体,所述中间体为具有如下结构式的化合物a、化合物b、化合物c、化合物d、化合物e、化合物f中的一种或几种,
Figure BDA0002306058880000051
本发明提供的另一技术方案是:一种有机电致发光二极管,包括电子传输层,所述电子传输层由上述所述的电子传输材料形成。
优选地,所述电子传输层由所述电子传输材料加热交连形成。
更优选地,所述电子传输材料含有的苯乙烯基团通过加热交连,实现电子传输层抗溶剂功能稳固网络结构的原位形成。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
本发明的通式I所示的化合物电子传输材料以三吡啶基苯为核,具有强的吸电子能力,具有良好的电子传输能力;具有空穴阻挡能力,可将器件载流子复合区域约束在发光层中;还具有高的三线态能级,可以有效地抑制磷光材料三线态激子能量的转移,减少激子的非辐射,从而大幅提高器件的效率。
本发明的通式I所示的化合物电子传输材料以苯乙烯为交连基团的化合物,交连后形成非共轭三维网状高分子聚合物,不影响核心基团的光电属性。交连后的薄膜具有良好的抗溶剂特性,使用喷墨打印ETL层,制备了三层溶液法有机电致发光器件,其最大EQE达到8.5%,与旋涂的ETL相比,其最大外量子效率可以实现旋涂型器件66%以上的器件性能。
因电子传输层和空穴、激子阻挡层层间电荷注入势垒的消除,有效地促进阴极向发光层的电子注入和传输,在交连的电子传输层上蒸镀蓝光磷光发光层后,器件性能最大电流效率达到30.0cd·A-1,最大功率效率达到11.1lm·W-1,最大EQE达到14.1%,成功实现了高性能的倒置型OLED器件,相比较于无ETL的参比器件,性能提升高达2.07倍。
附图说明
图1示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)的差示扫描量热分析(DSC)曲线图。
图2示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)交连后分别在甲苯、氯苯、正十三烷溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图。
图3示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物2)交连后在氯苯溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图。
图4示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物3)交连后在氯苯溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图
图5示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1交连后薄膜在77K下测试出的低温磷光光谱示意图。
图6示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1与无ETL制备的蓝光磷光OLED器件电流效率和功率效率曲线图。
图7示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1与无ETL制备的蓝光磷光OLED器件EQE曲线图。
图8示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1旋涂与喷墨打印制备的蓝光磷光OLED器件电流效率和功率效率曲线图。
图9示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1旋涂与喷墨打印制备的蓝光磷光OLED器件EQE曲线图。
具体实施方式
正如背景技术中介绍,为了追求高性能的有机发光二极管,需开发高效电子传输材料。ETMs应具有高电荷传输能力、低最低未占据分子轨道(LUMO)能级以降低阴极的电子注入势垒和高最高占据分子轨道(HOMO)能级以阻挡EML的空穴,以及合适的三线态能级以限制EML中的激子。吡啶基团是一个强吸电子基团,且具有高的三线态能级,广泛用于构建ETMs。苯乙烯双键易加热交连形成稳固三维网状结构,鉴于以上的考虑,本发明设计合成了可用于印刷OLED的交连型电子传输材料。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1中间体a的合成
本实施例提供中间体a的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000071
具体合成方法如下:
分别称取3.0g(9.5mmol)1,3,5-三溴苯、5.9g(37.9mmol)5-氯砒啶-3-硼酸和1.39g(1.9mmol)PdCl2(dppf),分别加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入100ml 1,4-二氧六环和100ml碳酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至105℃,回流,过夜。停止反应,体系分相,分离出上层有机相,然后加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(3:1体积比)。分离得白色固体3.08g,产率78.6%。
对产物进行分析,结果为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.82(s,3H),8.66(s,3H),7.97(s,3H),7.79(s,3H);
13C NMR(100MHz,DMSO)δppm:206.92,148.20,146.07,138.74,134.27,132.44,126.32;
MS(ESI,m/z)[(M+H)+]:Calcd for C21H12Cl3N3:411.0095;found:412.0168。
实施例2中间体b的合成
本实施例提供中间体b的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000072
具体合成方法如下:
分别称取3.0g(9.5mmol)1,3,5-三溴苯、5.9g(37.9mmol)4-氯砒啶-2-硼酸和1.39g(1.9mmol)PdCl2(dppf),分别加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入100ml 1,4-二氧六环和100ml碳酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至105℃,回流,过夜。停止反应,体系分相,分离出上层有机相,然后加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(3:1体积比)。分离得白色固体2.78g,产率70.9%。
对产物进行分析,结果为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.72(s,3H),8.66(d,3H),7.97(d,3H),7.32(m,3H)。
13C NMR(100MHz,DMSO)δppm:158.048,150.602,145.018,139.509,126.627,122.885,121.184。
MS(EI):m/z412(calcdm/z412.70)。
实施例3中间体c的合成
本实施例提供中间体c的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000081
具体合成方法如下:
分别称取3.0g(9.5mmol)1,3,5-三溴苯,5.9g(37.9mmol)6-氯砒啶-2-硼酸和1.39g(1.9mmol)PdCl2(dppf),分别加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入100ml 1,4-二氧六环和100ml碳酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至105℃,回流,过夜。停止反应,体系分相,分离出上层有机相,然后加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(3:1体积比)。分离得白色固体2.46g,产率62.8%。
对产物进行元素分析,结果为:C,61.10%;H,2.93%;Cl,25.78%;N,10.19%(实测值);C,61.12;H,2.93;Cl,25.77;N,10.18(C21H12Cl3N3理论值)。
实施例4化合物1的合成
本实施例提供化合物1的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000091
具体合成方法如下:
分别称取2.4g(5.9mmol)(中间体a)、5.24g(35.4mmol)4-乙烯基苯硼酸、0.432g(0.47mmol)Pd2(dba)3和0.26g(0.94mmol)三环己基膦,加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入240ml1,4-二氧六环和14.75ml磷酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至100℃,过夜。停止反应,体系加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(5:1体积比)。分离得白色固体3g,产率82.6%。
对产物进行分析,结果为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.95-8.91(d,6H),8.17-8.16(t,3H),7.93(s,3H),7.66-7.54(d,12H),6.81-6.74(d,3H),5.86-5.81(m,3H),5.34-5.32(m,3H)。
13C NMR(100MHz,DMSO)δppm:147.57,147.05,139.88,137.74,136.42,136.03,135.90,132.81,127.39,127.01,126.10,114.81。
MS(ESI,m/z)[(M+H)+]:Calcd for C45H33N3:615.2672;found:616.2745。
实施例5化合物2的合成
本实施例提供化合物2的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000101
具体合成方法如下:
分别称取2.4g(5.9mmol)(中间体b)、5.24g(35.4mmol)4-乙烯基苯硼酸、0.432g(0.47mmol)Pd2(dba)3和0.26g(0.94mmol)三环己基膦,加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入240ml1,4-二氧六环和14.75ml磷酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至100℃,过夜。停止反应,体系加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(5:1体积比)。分离得白色固体3.1g,产率85.4%。
对产物进行元素分析,结果为:C,87.74%;H,5.39%;N,6.86%(实测值);C,87.77;H,5.40;N,6.82(C45H33N3理论值)。
实施例6化合物3的合成
本实施例提供化合物3的合成方法,路线如下:
Figure BDA0002306058880000102
具体合成方法如下:
分别称取2.4g(5.9mmol)(中间体c),5.24g(35.4mmol)4-乙烯基苯硼酸,0.432g(0.47mmol)Pd2(dba)3和0.26g(0.94mmol)三环己基膦,加入到500ml两口圆底烧瓶中,然后加入240ml1,4-二氧六环和14.75ml磷酸钾溶液(2.4M),氮气保护,真空抽放3次,保证无氧气氛。体系搅拌加热至100℃,过夜。停止反应,体系加入大量水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机相。有机相用无水硫酸镁干燥,有机相旋蒸,拌硅胶,然后用柱层析法分离,淋洗剂为二氯甲烷/乙酸乙酯(5:1体积比)。分离得白色固体2.2g,产率60.6%。
对产物进行元素分析,结果为:C,87.75%;H,5.38%;N,6.86%(实测值);C,87.77;H,5.40;N,6.82(C45H33N3理论值)。
实施例7化合物1的热力学性能的研究
本实施例对化合物1的交连温度进行了研究。
图1示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)的差示扫描量热分析(DSC)曲线图。
差式扫描量热分析(DSC)采用Netzsch DSC F3 Maia(德国)仪器在氮气气氛下以10℃/min的升温速率从50℃测试到300℃并循环扫描两次。如图1所示,化合物1第一次扫描从30℃加热到300℃,先经历了一个吸热峰148℃,为该材料的玻璃态转变温度(Tg),然后出现一个放热峰230℃,说明材料在该温度下可以被引发聚合。第二次扫描从50℃到300℃,无吸收和放热峰的出现,并且没有玻璃态转变温度,意味着交连后的薄膜可以承受上层功能层退火工艺对该层的影响,从而保证了器件的稳定性。
实施例8化合物1~3的抗溶剂侵蚀性能的研究
图2示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)交连后分别在甲苯、氯苯、正十三烷溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图;图3示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物2)交连后在氯苯溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图;图4示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物3)交连后在氯苯溶剂淋洗前后的吸收光谱的曲线图。
对化合物1薄膜进行交连固化,其条件为:230℃,1小时。分别研究了交连固化后薄膜对如下溶剂的抗侵蚀性能:甲苯、氯苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷,通过化合物1在石英基底上的吸收强度在上述有机溶剂淋洗前后的变化来表征根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料的抗溶剂侵蚀能力,其结果示出在图2中。如图2所示,根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)在交连固化后对这些常用的有机溶剂均具有较好的抗侵蚀性能。
同时,对化合物2和化合物3薄膜进行交连固化,其条件为:230℃,1小时。分别研究了交连固化后薄膜对氯苯溶剂的抗侵蚀性能,通过化合物2和化合物3在石英基底上的吸收强度在上述有机溶剂淋洗前后的变化来表征根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料的抗溶剂侵蚀能力,其结果示出在图3、图4中。如图3、图4所示,根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物2和化合物3)在交连固化后对这些常用的有机溶剂均具有较好的抗侵蚀性能,为后续制备多层溶液法器件提供了基础。
紫外-可见吸收光谱由Perkin-Elemer Lambda 750紫外分光光度计测得。
实施例9化合物1低温磷光光谱
图5为薄膜在77K下测试出的低温磷光光谱,低温磷光光谱采用Edinburgh公司生产的FLS920光谱仪在77K下用时间分辨法测得。通过第一个发射波长峰值(λPh)计算出材料的三线态能级(ET),根据公式ET=1240/λPh,得出交连后的化合物1的ET为-2.87eV。化合物1材料具有相当高的三线态能级,具有很好的激子限制作用,从而预测可以更好的应用在蓝光磷光材料中。
实施例10倒置型有机电致发光器件
图6示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1与无ETL制备的蓝光磷光OLED器件电流效率和功率效率曲线图。图7示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1与无ETL制备的蓝光磷光OLED器件EQE曲线图。图8示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1旋涂与喷墨打印制备的蓝光磷光OLED器件电流效率和功率效率曲线图。图9示出根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料化合物1旋涂与喷墨打印制备的蓝光磷光OLED器件EQE曲线图。
电致发光器件表征:电致发光光谱和发光亮度用日本制造的Spectra Scan PR655测得。器件的电压、电流密度和亮度关系曲线采用电脑控制的Keithley 2400电源测得。
按照如下方法制作倒置型蓝光磷光有机电致发光器件:
(1)清洗:用洗涤剂清洗ITO玻璃基片1的表面,用乙醇和丙酮超声以除去有机污染物,再用超纯水冲洗三次,用氮气吹干,再用氧等离子体(O-plasma)处理3min,得到洗净的ITO玻璃基片;
(2)制备ZnO电子注入层:在步骤(1)洗净的ITO玻璃基片上,先旋涂ZnO的乙醇分散溶液,转入手套箱中100℃干燥15min;
(3)制备电子传输层:在步骤(2)得到的ZnO层上旋涂5mg/ml化合物1的氯苯溶液;或使用Dimatix 2831打印机喷墨打印5mg/ml化合物1的茚满与叔丁基苯混合溶剂墨水制备电子传输层,然后230℃交连1小时;
(4)制备蓝光发光层:发光层中使用的主体材料为2,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(2,6-Dczppy),客体材料为高效的蓝光磷光材料Ir(dbi)3,掺杂到主体的质量比10%,将步骤(3)得到的化合物1电子传输层上旋涂10mg/ml的蓝光氯苯溶液,然后100℃退火10分钟;或采用真空蒸镀的方法制备蓝光发光层,材料同旋涂法使用的材料;
(5)将步骤(4)得到的片子置于真空蒸镀室,4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)作为空穴传输层,蒸镀30nm;2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HAT-CN)和氧化钼(MoO3)作为空穴注入层,均蒸镀10nm;真空蒸镀金属铝电极(Al)100nm,制得有机电致发光器件。
以根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料(化合物1)作为上述有机电致发光器件的电子传输层为例进行说明,所述有机电致发光器件的结构为:ITO/ZnO(35nm)/化合物1/2,6-Dczppy:Ir(dbi)3(1:0.1wt ratio)(30nm)/TAPC(30nm)/HAT-CN(10nm)/MoO3(10nm)/Al(100nm)。
为比较化合物1加入后对器件性能的影响,其中发光层采用真空蒸镀的方式。以蓝光磷光材料为发光层真空蒸镀制备的器件检测数据如表1所示:
表1为无ETL、旋涂ETL器件性能汇总(发光层蒸镀)
Figure BDA0002306058880000131
CE:电流效率;PE:功率效率;EQE:外量子效率;CE:cd·A-1;PE:lm·W-1;EQE:%
从表1可以看出,在交连的电子传输层上蒸镀蓝光磷光发光层后,器件性能最大电流效率达到30.0cd·A-1,最大功率效率达到11.1lm·W-1,最大EQE达到14.1%,成功实现了高性能的倒置型OLED器件,相比较于无ETL的参比器件(即上述方法中省略步骤3),性能提升高达2.07倍,证明了化合物1交连材料具有很好的电子传输和注入的性能。说明根据本发明的示例性实施例的用于电致发光器件的电子传输材料能够有效的提高器件性能。
另外,使用喷墨打印ETL层,制备了三层溶液法有机电致发光器件。以蓝光磷光材料为发光层旋涂制备的器件检测数据如表2所示:
表2为旋涂ETL、喷墨打印ETL器件性能汇总(发光层旋涂)
Figure BDA0002306058880000141
从表2可以看出,其最大EQE达到8.5%,与旋涂的ETL相比,其最大外量子效率可以实现旋涂型器件66%以上的器件性能,优秀的实验数据证实了交连材料用在印刷OLED器件的可行性和优越性。
综上,根据本发明的示例性实施例的用于印刷有机电致发光器件的交连型电子传输材料交连后具有良好的抗溶剂的特点,可以更好的应用于多层溶液法器件制备;而且材料具有高的三线态能级,从而进一步调控其阻挡磷光材料三线态激子的能力;通过对分子结构的调整实现对化合物能级的调控,进而降低器件的驱动电压、改善器件的载流子平衡、阻挡器件的载流子以及激子,实现高性能喷墨打印OLED器件性能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子传输材料,其特征在于,包括如通式I所示的化合物,
Figure FDA0002306058870000011
其中,R1、R2、R3、R4、R5分别独自选自氢、C1~C30的烷基或乙烯基,且其中至少一个为乙烯基。
2.根据权利要求1所述的电子传输材料,其特征在于:所述R3为乙烯基。
3.根据权利要求1所述的电子传输材料,其特征在于:所述R1、R2、R4、R5分别独自选自氢,R3为乙烯基。
4.根据权利要求1所述的电子传输材料,其特征在于:所述电子传输材料为具有如下结构式的化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、化合物5、化合物6中的一种或多种的组合,
Figure FDA0002306058870000012
Figure FDA0002306058870000021
Figure FDA0002306058870000031
5.一种制备如权利要求1~4中任一项权利要求所述的通式I所示的化合物的中间体,其特征在于:所述中间体为具有如下结构式的化合物a、化合物b、化合物c、化合物d、化合物e、化合物f中的一种或几种,
Figure FDA0002306058870000032
Figure FDA0002306058870000041
6.权利要求1~4中任一项权利要求所述的电子传输材料在电子传输层、空穴或激子阻挡层上的应用。
7.权利要求1~4中任一项权利要求所述的电子传输材料在倒置型印刷OLEDs上的应用。
8.一种有机电致发光二极管,包括电子传输层,其特征在于:所述电子传输层由所述权利要求1~4中任一项权利要求所述的电子传输材料形成。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光二极管,其特征在于:所述电子传输层由所述电子传输材料加热交连形成。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光二极管,其特征在于:所述电子传输材料含有的苯乙烯基团通过加热交连。
CN201911240392.8A 2019-12-06 2019-12-06 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管 Pending CN110963961A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911240392.8A CN110963961A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911240392.8A CN110963961A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110963961A true CN110963961A (zh) 2020-04-07

Family

ID=70033217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911240392.8A Pending CN110963961A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110963961A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114671803A (zh) * 2022-03-28 2022-06-28 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 交联型电子调节层材料、其制备方法及应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103396355A (zh) * 2013-07-31 2013-11-20 华南理工大学 一种以三吡啶基苯为核的化合物及其制备方法和应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103396355A (zh) * 2013-07-31 2013-11-20 华南理工大学 一种以三吡啶基苯为核的化合物及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIMING XIE,等: "0.7% Roll-off for Solution-Processed Blue Phosphorescent OLEDs with a Novel Electron Transport Material", 《ACS PHOTONICS》 *
MALCOLM SAINSBURY,等,: "Improved synthesis of 6H-pyrido[4,3-b]carbazole derivatives", 《JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY, PERKIN TRANSACTIONS 1: ORGANIC AND BIO-ORGANIC CHEMISTRY (1972-1999)》 *
高鸿锦,等: "《新型显示技术(上册)》", 30 August 2014 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114671803A (zh) * 2022-03-28 2022-06-28 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 交联型电子调节层材料、其制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI766884B (zh) 具有二氮雜二苯并呋喃或二氮雜二苯并噻吩結構的化合物、其製法及其用途
US8648363B2 (en) Organic EL display unit, method of manufacturing the same, and solution used in method
KR101755067B1 (ko) 전기활성 재료
CN100508237C (zh) 包括有机半导体的电子器件,有机半导体和由阳离子可聚合的聚合物制成的不含光致产酸剂的中间缓冲层
TWI745361B (zh) 具有螺聯茀結構之化合物
KR101582707B1 (ko) 전기활성 재료
CN110698351A (zh) 电子器件的材料
TW201416410A (zh) 化合物與有機電子裝置
KR20150002740A (ko) 유기 발광 소자에서의 반도체 화합물의 용도
CN112898254A (zh) 杂环螺环化合物
TW201143185A (en) Organic display and method of manufacturing the same
CN109790105A (zh) 用于有机电致发光器件的材料
CN113195465A (zh) 用于电子器件的材料
TW201833100A (zh) 具有受體基團與供體基團之化合物
TW201200975A (en) Process and materials for making contained layers and devices made with same
TW202039417A (zh) 電子裝置之材料
KR20180030220A (ko) 정공 수송 물질
KR20160132833A (ko) 잉크 조성물, 유기 일렉트로루미네선스 소자, 및 전자 기기
TW201938562A (zh) 雜環化合物
CN106749050B (zh) 一种以环状二酮为核心的热激活延迟荧光oled材料及其应用
TW202039454A (zh) 用於電子裝置的材料
CN111138418A (zh) 有机杂环化合物及其应用和一种有机电致发光器件
CN110760056B (zh) 一种含稠环芳烃基团的聚合物及其在有机电子器件中的应用
TW201920598A (zh) 用於有機電激發光裝置之材料
CN110963961A (zh) 一种电子传输材料及其用途和有机电致发光二极管

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200407