CN111848648B - 有机电致发光材料及其应用 - Google Patents

有机电致发光材料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光材料及其应用，有机电致发光材料具有较高的电子传输能力及稳定性，可应用于有机致电发光器件中作为电子传输层，可降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，延长器件的寿命，扩大器件的应用范围。

Description

有机电致发光材料及其应用
技术领域
本发明属于有机电致发光技术领域，涉及有机电致发光材料及其应用。
背景技术
有机电致发光(OLED)技术相比于传统的液晶技术来说，其无需背光源照射和滤色器，像素可自身发光呈现在彩色显示板上，并且拥有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度、颜色丰富等一系列优点引起了人们的极大兴趣。
对于OLED器件提高其性能已成为目前研究的热点，主要包括：降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但需要从OLED器件结构和制作工艺进行创新，更需要对OLED光电功能材料进行不断的研究和创新。
应用于OLED器件的OLED光电功能材料从用途上可划分为两大类，即电荷注入传输材料和发光材料，进一步，还可将电荷注入传输材料分为电子注入传输材料和空穴注入传输材料，将发光材料分为主体发光材料和掺杂材料。
目前，电子注入传输材料的驱动电压较高，稳定性较差、电子传输能力较低，限制了OLED器件的开发，因此，开发稳定高效的电子传输材料，从而降低驱动电压，提高OLED器件发光效率，延长OLED器件寿命，具有很重要的实际应用价值。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型的、具有较高的电子传输能力及较好的稳定性的有机电致发光材料，以降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，延长器件的寿命，从而扩大器件的应用范围。
为实现上述目的，本发明提供一种有机电致发光材料，所述有机电致发光材料的结构通式如下：
Figure BDA0002040236030000011
其中，L包括单键、取代或未取代的环形成碳数为6～30的芳基、取代或未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基、取代或未取代的碳数为1～30的烷基、取代或未取代的碳数为1～30的氟烷基、取代或未取代的环形成碳数为3～30的环烷基、取代或未取代的碳数为7～30的芳烷基；Ar包括单键、取代或未取代的环形成碳数为6～30的芳基、取代或未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基；n包括1～4的整数，且n个括号内的基团包括相同或不同。
可选地，所述有机电致发光材料选自如下化合物中的任意一种：
Figure BDA0002040236030000021
Figure BDA0002040236030000031
Figure BDA0002040236030000041
本发明还提供上述有机电致发光材料在有机致电发光器件中的应用；所述有机电致发光材料在所述有机电致发光器件中包括用作电子传输层。
本发明还提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极及位于所述阳极与所述阴极之间的有机层，所述有机层包括电子传输层，所述电子传输层包含上述任一所述有机电致发光材料。
可选地，所述电子传输层还包含金属材料，所述金属包括碱金属、碱土金属及稀土金属中的一种或组合。
可选地，所述金属包括镱金属、钐金属、铕金属及镝金属中的一种或组合。
可选地，在所述电子传输层中，所述有机电致发光材料的质量百分比的范围包括80％～99％。
可选地，所述有机电致发光器件包括顶发光器件及底发光器件中的一种或组合，其中，所述顶发光器件还包括光学耦合层。
本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述所述有机电致发光器件。
本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述所述有机电致发光器件。
如上所述，本发明提供的所述有机电致发光材料，具有较高的电子传输能力及稳定性，可应用于有机致电发光器件中作为电子传输层，降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，延长器件的寿命，从而扩大器件的应用范围。
附图说明
图1显示为本发明中的单电子器件的结构示意图。
图2显示为本发明中的底发光器件的结构示意图。
元件标号说明
101 阳极
112 第一电子传输层
122 第二电子传输层
103 阴极
201 阳极
212 空穴注入层
222 空穴传输层
232 蓝光空穴传输层
242 蓝光发光层
252 空穴阻挡层
262 电子传输层
203 阴极
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种有机电致发光材料，所述有机电致发光材料的结构通式如下：
Figure BDA0002040236030000061
其中，L包括单键、取代或未取代的环形成碳数为6～30的芳基、取代或未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基、取代或未取代的碳数为1～30的烷基、取代或未取代的碳数为1～30的氟烷基、取代或未取代的环形成碳数为3～30的环烷基、取代或未取代的碳数为7～30的芳烷基；Ar包括单键、取代或未取代的环形成碳数为6～30的芳基、取代或未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基；n包括1～4的整数，且n个括号内的基团包括相同或不同。
具体的，所述有机电致发光材料具有较高的电子传输能力及稳定性，可以被应用在有机电致发光领域，作为电子传输材料使用，从而可降低OLED器件的驱动电压，提高OLED器件的发光效率，延长OLED器件的寿命，提高OLED器件的性能，扩大OLED器件的应用范围。
作为该实施例的进一步实施例，所述有机电致发光材料可选自如下化合物中的任意一种：
Figure BDA0002040236030000062
Figure BDA0002040236030000071
Figure BDA0002040236030000081
具体的，以下提供本发明的具体合成实施例：
Figure BDA0002040236030000082
合成路线如下：
Figure BDA0002040236030000083
将化合物1-1(8.96g，22.0mmol)，化合物1-2(1.66g，10.0mmol)，碳酸钾(4.15g，30.0mmol)，[1，1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(731.70mg，1.0mmol)，1，4-二氧六环50ml加到一个干净的三颈瓶中，氮气置换三次，加热，氮气保护下回流12h，反应毕，抽滤，滤液旋干，过柱纯化得化合物1(5.55g，收率80.1％)。产物MS(70eV，EI+):m/z:652.24。1HNMR(CDCl3，400Hz):δ8.7-8.8(m，2H)，8.6-8.7(m，2H)，8.5(s，4H)，8.4-8.5(m，2H)，8.1-8.2(m，4H)，8.0-8.1(m，2H)，7.8-7.9(m，4H)，7.6-7.7(m，2H)，7.2-7.3(m，2H)。
Figure BDA0002040236030000091
合成路线如下：
Figure BDA0002040236030000092
将化合物1-1(8.96g，22.0mmol)，化合物2-1(2.42g，10.0mmol)，碳酸钾(4.15g，30.0mmol)，[1，1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(731.70mg，1.0mmol)，1，4-二氧六环50ml加到一个干净的三颈瓶中，氮气置换三次，加热，氮气保护下回流12h，反应毕，抽滤，滤液旋干，过柱纯化得化合物2(5.38g，收率75.1％)。产物MS(70eV，EI+):m/z:712.82。1HNMR(CDCl3，400Hz):δ8.7-8.8(m，2H)，8.6-8.7(m，2H)，8.5(s，4H)，8.4-8.5(m，4H)，8.1-8.2(m，4H)，8.0-8.1(m，2H)，7.8-7.9(m，4H)，7.6-7.7(m，4H)，7.2-7.3(m，2H)。
依据上述技术方案，只需要简单替换对应的原料，可以合成以下化合物：
Figure BDA0002040236030000093
Figure BDA0002040236030000101
Figure BDA0002040236030000111
作为该实施例的进一步实施例，所述有机电致发光材料可应用于有机致电发光器件中，其中，所述有机电致发光材料在所述有机电致发光器件中优选为用作电子传输层。
具体的，所述有机致电发光材料由于具有较高的电子传输能力及稳定性，可以用作电子传输层，以降低OLED器件的驱动电压，提高OLED器件发光效率，延长OLED器件寿命。
本发明还提供一种有机电致发光(OLED)器件，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极及位于所述阳极与所述阴极之间的有机层，所述有机层包括电子传输层，所述电子传输层包含所述有机电致发光材料。
具体的，所述有机电致发光器件可包括单色器件及多色器件中的一种或组合，本发明以蓝色器件进行说明，但并不局限于此。所述有机电致发光材料由于具有较高的电子传输能力及稳定性，可以用作电子传输层，以降低OLED器件的驱动电压，提高OLED器件发光效率，延长OLED器件寿命，从而可提高OLED器件的性能，扩大OLED器件的应用范围。所述阳极的材料可包括氧化铟锡、氧化锌、氧化锡锌、金、银或铜中的至少一种，所述阴极的材料可选自锂、镁、银、钙、锶、铝、铟、铜、金和银中的至少一种。所述有机层包括空穴传输复合层、发光层及电子传输复合层，其中，所述电子传输复合层至少包括包含所述有机电致发光材料的所述电子传输层，所述电子传输复合层还可包括电子注入层及空穴阻挡层中的一种或组合；所述空穴传输复合层至少包括空穴传输层，还可包括空穴注入层及电子阻挡层中的一种或组合。
作为该实施例的进一步实施例，所述电子传输层还包含金属材料，所述金属包括碱金属、碱土金属及稀土金属中的一种或组合；所述金属包括镱金属、钐金属、铕金属及镝金属中的一种或组合。
具体的，所述电子传输层包括由所述有机电致发光材料与金属材料混合制备，所述有机电致发光材料的质量百分比的范围包括80％～99％，优选为90～99％。其中，所述金属包括碱金属、碱土金属及稀土金属中的一种或组合；所述金属包括镱(Yb)金属、钐(Sm)金属、铕(Eu)金属及镝(Dy)金属中的一种或组合。
作为该实施例的进一步实施例，所述有机电致发光器件包括顶发光器件及底发光器件中的一种或组合，其中，所述顶发光器件还可包括光学耦合层。
作为该实施例的进一步实施例，所述有机电致发光器件可被应用于制备显示装置或电子设备。
具体的，可将所述有机电致发光材料应用于所述有机电致发光器件中，作为所述电子传输层，以制备包括OLED显示面板的所述显示装置，所述电子设备可包括手机、电脑、电视机、智能穿戴、智能家居设备等，此处不作特殊限定。
如图1，本发明提供一种单电子器件(EOD)，所述单电子器件自下而上依次包括：阳极101，ITO(15nm)/第一电子传输层112，LiQ(50nm)/第二电子传输层122，化合物ETL(X):Yb(50nm，质量百分比95％:5％)/阴极103，Ag(50nm)。需要说明的是，表1中，实施例与对比例的单电子器件的对应各层的制备方法及测试条件均相同，且表1中的数据是在10mA/cm2的条件下测得。
表1：
Figure BDA0002040236030000121
具体的，化合物1、化合物2、化合物3、LiQ及REF1的化合物的结构式如下：
化合物1：
Figure BDA0002040236030000131
化合物2：
Figure BDA0002040236030000132
化合物3：
Figure BDA0002040236030000133
LiQ：
Figure BDA0002040236030000134
REF1：
Figure BDA0002040236030000135
由表1可以得出，本发明提供的所述有机电致发光材料在作为单电子器件的电子传输层时，所述单电子器件具有较低的电压，且随着电子传输层厚度的增加，所述单电子器件的电压变化量较低，因此所述有机电致发光材料可作为一种稳定的电子传输层使用，可降低器件的电压，提高器件的性能，扩大器件的应用范围。
如图2，本发明还提供一种底发光器件，所述顶发光器件自下而上依次包括：阳极201，ITO(15nm)/空穴注入层212，HI(10nm)，材料为HT(结构式如下)与PD-1(结构式如下)的混合材料，其中，HT:PD-1的质量百分比为95％:5％/空穴传输层222，HT(90nm)/蓝光空穴传输层232，B-HTL(20nm)/蓝光发光层242，B-EML BH:BD(30nm，质量百分比97％:3％)/空穴阻挡层252，HB(10nm)/电子传输层262，ETL(X):Yb(30nm，质量百分比95％:5％)/阴极203，Ag(50nm)。需要说明的是，表2中，实施例与对比例的OLED器件的对应各层的制备方法及测试条件均相同。
表2：
Figure BDA0002040236030000136
具体的，化合物1、化合物2、化合物3及REF1的化合物的结构式同上；PD-1、HT、B-HTL、BH、BD及HB的化合物的结构式如下：
PD-1：
Figure BDA0002040236030000141
HT：
Figure BDA0002040236030000142
B-HTL
Figure BDA0002040236030000143
BH：
Figure BDA0002040236030000144
BD：
Figure BDA0002040236030000145
HB：
Figure BDA0002040236030000146
由表2可以得出，本发明提供的所述有机电致发光材料可应用于所述电子传输层，且所述电子传输层采用由所述有机电致发光材料与金属材料Yb混合制备时，所形成的发光OLED器件的电压较低，且具有较高的光效率，从而可提高OLED器件的性能，扩大OLED器件的应用范围。
综上所述，本发明提供的所述有机电致发光材料，具有较高的电子传输能力及稳定性，可应用于有机致电发光器件中作为电子传输层，可降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，延长器件的寿命，扩大器件的应用范围。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种有机电致发光材料，其特征在于，所述有机电致发光材料的结构通式如下：
Figure FDA0003368733750000011
其中，L选自单键、未取代的环形成碳数为6～30的芳基、未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基；Ar选自单键、未取代的环形成碳数为6～30的芳基、未取代的环形成原子数为5～30的杂芳基；n选自2～4的整数，且n个括号内的基团包括相同或不同。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于：所述有机电致发光材料选自如下化合物中的任意一种：
Figure FDA0003368733750000012
Figure FDA0003368733750000021
Figure FDA0003368733750000031
3.一种权利要求1～2中任一项所述的有机电致发光材料在有机致电发光器件中的应用；所述有机电致发光材料在所述有机电致发光器件中包括用作电子传输层。
4.一种有机电致发光器件，其特征在于：所述有机电致发光器件包括阳极、阴极及位于所述阳极与所述阴极之间的有机层，所述有机层包括电子传输层，所述电子传输层包含权利要求1～2中任一所述有机电致发光材料。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述电子传输层还包含金属材料，所述金属选自碱金属、碱土金属及稀土金属中的一种或组合。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述金属选自镱金属、钐金属、铕金属及镝金属中的一种或组合。
7.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于：在所述电子传输层中，所述有机电致发光材料的质量百分比的范围包括80％～99％。
8.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述有机电致发光器件包括顶发光器件及底发光器件中的一种或组合，其中，所述顶发光器件还包括光学耦合层。
9.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括权利要求4～8中任一所述有机电致发光器件。
10.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括权利要求4～8中任一所述有机电致发光器件。
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