CN113248504B - 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管 - Google Patents

一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN113248504B
CN113248504B CN202110554957.0A CN202110554957A CN113248504B CN 113248504 B CN113248504 B CN 113248504B CN 202110554957 A CN202110554957 A CN 202110554957A CN 113248504 B CN113248504 B CN 113248504B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electron transport
compound
transport material
zinc powder
reaction solvent
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.)
Active
Application number
CN202110554957.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113248504A (zh
Inventor
汪奎
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.)
Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor 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 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co Ltd, Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd filed Critical Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN202110554957.0A priority Critical patent/CN113248504B/zh
Priority to PCT/CN2021/098125 priority patent/WO2022241854A1/zh
Priority to US17/424,906 priority patent/US20240032419A1/en
Publication of CN113248504A publication Critical patent/CN113248504A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113248504B publication Critical patent/CN113248504B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/22Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed systems contains four or more hetero rings
    • 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
    • H10K50/15Hole 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
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • 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
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

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

Abstract

本申请实施例公开了一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管,涉及显示技术领域。该电子传输材料具有较高的电子迁移率,能够提高OLED器件的发光效率,而其制备方法操作简单,利用该电子传输材料制备的有机发光二极管的性能也较好。

Description

一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管。
背景技术
有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)中,电子传输材料具有平衡载流子、增强电子注入、降低工作电压、实现激子阻挡等作用,其一般的选用准则包括:具有
(1)较高的电子迁移率:有机发光二极管的载流子平衡对其效率和稳定性的影响重大,而现有的空穴传输材料的电子迁移率比电子传输材料的电子迁移率高1~2个量级,因此,提高电子传输材料的电子迁移率有利于载流子平衡,能够提高器件的效率;
(2)适宜的能级:较深的LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能级有利于电子从阴极注入从而降低启亮电压,较深的HOMO(Highest Occupied MolecularOrbital)能级能够起到将阳极注入的空穴限制在发光层的作用,从而提高载流子复合的效率;
(3)较高的三线态能级:由于三线态激子的寿命较长,使得其扩散的范围较大,具有较高三线态能级的电子传输材料能够有效阻挡发光层内载流子复合产生的三线态激子,使之不能扩散至电子传输层,进而提高器件的效率;
(4)良好的热稳定性和成膜性:有利于提高器件的稳定性。
传统有机发光二极管中使用的电子传输材料是8-羟基喹啉铝 (8-Hydroxyquinoline aluminum salt,Alq3),但8-羟基喹啉铝的电子迁移率比较低(为l0-6cm2/Vs),因此器件的电子传输与空穴传输不均衡。随着有机发光二极管的产品化和实用化,人们希望得到传输效率更高、实用性能更好的电子传输材料。
目前使用较多的电子传输材料,例如红菲咯啉(BPhen)、浴铜灵(BCP)和 TmPyPB,大体上能符合有机电致发光面板的市场需求,但这些材料的玻璃化转变温度较低(一般小于85℃),器件运行时,产生的焦耳热会导致分子的降解和分子结构的改变,使得面板效率降低、热稳定性变差。另外,这些材料的分子结构规则对称,长时间后易出现结晶现象,而一旦电子传输材料结晶,分子间的电荷跃迁机制相较于正常运作的非晶态薄膜状态下的电荷跃迁机制就会产生差异,导致电子传输性能下降,由此,使得整个器件的电子和空穴迁移率失衡,激子形成效率显著降低,并且激子形成会集中在电子传输层与发光层的界面处,导致器件效率和寿命严重下降。因此,亟待一种性能优异的电子传输材料来改善上述问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电子传输材料,该材料具有较高的电子迁移率,能够提高OLED器件的发光效率。本申请实施例还提供了该电子传输材料的制备方法、应用的有机发光二极管,其制备方法操作简单,应用的有机发光二极管性能较好。
本申请实施例提供一种电子传输材料,该电子传输材料的分子结构具有如式(Ⅰ)所示的结构式:
Figure BDA0003075453300000021
其中,R每次出现时,每个R彼此独立地选自C6-C60的取代或未取代的芳基、C3-C60的杂芳基中的一种或多种。
可选的,在本申请的一些实施例中,取代或未取代的芳基包括
Figure BDA0003075453300000031
其中,虚线表示连接位点。
可选的,在本申请的一些实施例中,杂芳基包括
Figure BDA0003075453300000032
其中,虚线表示连接位点。
相应的,本申请实施例还提供一种电子传输材料的制备方法,包括以下步骤:
使第一化合物、第二化合物基于麦克默里反应制备电子传输材料;其中,第一化合物的结构式如式(Ⅱ);
Figure BDA0003075453300000041
第二化合物的结构式如式(Ⅲ);
Figure BDA0003075453300000042
其中,R1每次出现时,每个R1彼此独立地选自C6-C60的取代或未取代的芳基、C3-C60的杂芳基中的一种或多种。
可选的,在本申请的一些实施例中,第一化合物与第二化合物的摩尔比为 0.8~1.2:0.8~1.2。
可选的,在本申请的一些实施例中,使第一化合物、第二化合物基于麦克默里反应制备电子传输材料包括:
提供麦克默里反应的反应溶剂和催化剂;
使第一化合物与第二化合物在反应溶剂、催化剂的条件下反应,直至第一化合物和第二化合物的转化率均在95%以上;以及
淬灭后提取有机物。
可选的,在本申请的一些实施例中,使第一化合物与第二化合物在反应溶剂、催化剂的条件下反应包括:
将反应溶剂与催化剂混合反应,得到混合物;以及
将溶解有第一化合物、第二化合物的有机溶剂与混合物混合,加热回流。
可选的,在本申请的一些实施例中,淬灭包括:待反应得到的物质降至室温后,利用碳酸盐溶液淬灭。
可选的,在本申请的一些实施例中,催化剂包括第一催化剂和第二催化剂,反应溶剂、第一催化剂、第二催化剂的摩尔比为35~45:1.5~2.5:0.8~1.2。
此外,本申请实施例还提供一种有机发光二极管,包括电子传输层,电子传输层包括电子传输材料,电子传输材料的分子结构具有如式(Ⅰ)所示的结构式:
Figure BDA0003075453300000051
其中,R每次出现时,每个R彼此独立地选自C6-C60的取代或未取代的芳基、C3-C60的杂芳基中的一种或多种。
本申请实施例提供的电子传输材料引入了吸电子基团,该材料具有较深的 HOMO能级和LUMO能级,分子内大共轭的平面构型有利于电子传输材料的电子流动,从而提高了材料的电子迁移率,进而能够保障其应用到有机发光二极管时电子传输与空穴传输的平衡,增强器件的显示效果、提高器件的发光效率。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管。以下分别进行详细说明。需说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二等仅仅作为标示使用,并没有强加数字要求或建立顺序。本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在;应当理解,以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本发明范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从0.8到1.2的范围描述已经具体公开子范围,例如从0.8到0.9,从0.9到1.1,从0.9到1.2等,以及所数范围内的单一数字,例如0.8、0.9、1、1.2,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
本申请实施例提供的电子传输材料,其分子结构具有如式(Ⅰ)所示的结构式:
Figure BDA0003075453300000061
其中,R每次出现时,每个R彼此独立地选自C6-C60的取代或未取代的芳基、C3-C60的杂芳基中的一种或多种。
本发明中,术语“芳基”是指其分子结构中具有6-60个碳原子且包含至少一个芳环的基团。芳基既可以是独立的芳基基团(未取代的芳基),也可以是芳基与其他基团的组合基团(取代的芳基),例如芳基与氰基的组合基团。术语“杂芳基”是指具有至少一个环杂原子(如氮、氧、硫)的芳香性杂环。杂芳基包括单环系统和多环系统。
进一步的,未取代的芳基包括
Figure BDA0003075453300000062
取代的芳基包括
Figure BDA0003075453300000071
其中,虚线及下文结构式中的虚线均表示连接位点。
杂芳基包括
Figure BDA0003075453300000072
本申请实施例还提供了上述电子传输材料的制备方法,包括以下步骤:
使第一化合物、第二化合物基于麦克默里反应制备电子传输材料;其中,第一化合物的结构式如式(Ⅱ);
Figure BDA0003075453300000081
第二化合物的结构式如式(Ⅲ);
Figure BDA0003075453300000082
其中,R1每次出现时,每个R1彼此独立地选自C6-C60的取代或未取代的芳基、C3-C60的杂芳基中的一种或多种。第一化合物与第二化合物的摩尔比为0.8~1.2:0.8~1.2,适当的摩尔比能够保证反应充分。第二化合物可以选择二苯甲酮、4,4’-二苯基二苯甲酮等。
进一步的,使第一化合物、第二化合物基于麦克默里反应制备电子传输材料包括:
提供麦克默里反应的反应溶剂和催化剂;
使第一化合物与第二化合物在反应溶剂、催化剂的条件下反应,直至第一化合物和第二化合物的转化率均在95%以上;以及
淬灭后提取有机物。
其中,利用反应溶剂和催化剂构建反应条件,可以先将反应溶剂和催化剂混合,再与反应物(第一化合物、第二化合物)混合,也可以同时将反应物、反应溶剂和催化剂混合。反应物的转化率可以通过高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)进行监控,也可以利用薄层色谱法 (thin—layer chromatography,TLC)来监测反应进程,甚至可以通过反应时间来测算反应情况。
具体的,使第一化合物与第二化合物在反应溶剂、催化剂的条件下反应包括:
前序步骤:将反应溶剂与催化剂混合反应,得到混合物;以及
反应步骤:将溶解有第一化合物、第二化合物的有机溶剂与混合物混合,加热回流。
其中,催化剂包括第一催化剂和第二催化剂,选择锌粉(金属粉末)作为第一催化剂,选择四氯化钛(钛氯化物)作为第二催化剂,选择四氢呋喃作为反应溶剂,四氢呋喃、锌粉、四氯化钛的摩尔比为35~45:1.5~2.5:0.8~1.2。四氢呋喃、锌粉和四氯化钛构建的反应条件能够为第一化合物与第二化合物的反应提供良好的反应基础,且适当的物质比例能够有效促进第一化合物和第二化合物之间的反应。当然,也可以选择其他适用于麦克默里反应的催化剂、反应溶剂,反应条件涉及的化合物选择较多,在此不再赘述。
在前序步骤中,将反应溶剂与催化剂混合反应可以包括:在保护气体条件下,将四氢呋喃与锌粉混合,然后再与四氯化钛混合,加热回流2~3h。保护气体的氛围选取,能够避免杂质生成,保护气体可以选自惰性气体、氮气中的一种或多种。四氢呋喃、锌粉、四氯化钛之间的混合,可以保持得到的混合物的温度在-10~10℃,如此,各物质之间的接触放热能够得到有效缓解,进而保障第一化合物与第二化合物反应的前期条件的构建。用于混合的设备可以是实验室容器(例如三颈圆底烧瓶、锥形瓶),也可以是工业混合设备(例如工业搅拌机、物料混合机)。当四氢呋喃与锌粉充分混匀后,可以利用注射器将四氯化钛缓慢的滴加到由锌粉、四氢呋喃形成的混合物中,缓慢滴加的操作方式也能够减缓放热。待四氢呋喃、锌粉、四氯化钛混合后,在加热回流2~3h之前,还可以将由四氢呋喃、锌粉、四氯化钛混合得到的物质加热至室温并搅拌 0.3~0.7h,以混合均匀并反应充分。
在反应步骤中,第一化合物、第二化合物、有机溶剂的摩尔比为 0.8~1.2:0.8~1.2:9~10。可以选择四氢呋喃作为有机溶剂。溶解有第一化合物、第二化合物的有机溶剂可以缓慢的滴加到前序步骤得到的混合物中,然后加热回流,直至第一化合物和第二化合物的转化率均在95%以上,以使羰基化合物被充分消耗——该过程需约10~17h。
第一化合物、第二化合物在反应溶剂、催化剂的条件下反应后,进行的淬灭操作包括:待反应得到的物质降至室温后,利用碳酸盐溶液淬灭,以减少甚至避免副产物的生成。碳酸盐溶液的质量浓度为8~12%,碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠中的一种或多种。
在淬灭之后,提取有机物时,可以通过蒸馏的方法提取,也可以利用萃取剂进行萃取,能够萃取出有机物的常见萃取剂均可选用,例如二氯甲烷、甲苯。
在提取有机物之后,还可以包括后续步骤:浓缩有机物,得到的粗物质通过快速色谱纯化。通过后续步骤的操作,能够提高目标物质的纯度,以此,为电子传输材料的后续应用建立良好基础。
另外,本申请的实施例还提供了一种有机发光二极管,包括电子传输层,该电子传输层包括上述的电子传输材料。有机发光二极管还包括阴极、阳极、发光层和空穴传输层,当然,其还可以包括如空穴注入层/阻挡层等的其他功能层。阴极材料可选用银(Ag)、铝(Al)、金(Au)等本领域常用阴极材料,阳极材料可以选用氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)等本领域常用阳极材料,发光层材料可以选用Almq3、TBADN、CdSe、GaN、InN等本领域常用发光层材料,空穴传输层材料可以选用聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基) 二苯胺)(TFB)、聚乙烯基咔唑(PVK)、聚三苯胺(Poly-TPD)、三(4-(9 咔唑基)苯基)胺(TCTA)、4,4′-N,N′-二咔唑联苯(CBP)等本领域常用空穴传输层材料。
根据发射出光的方向划分,本申请提供的有机发光二极管可以制成顶发射极器件、底发射极器件、双面发射器件中的任意一种;根据衬底划分,本申请提供的有机发光二极管可以制成以刚性玻璃基板为衬底的器件,也可以制成以柔性基板为衬底的器件。
实施例一、
本实施例提供了电子传输材料M1的制备方法,包括以下步骤:
在Ar气氛围下,向装有磁力搅拌器的三颈圆底烧瓶中加入1.6g(24mmol) 锌粉和40mL四氢呋喃,保持三颈圆底烧瓶中物质的温度为-5℃,然后通过注射器往三颈圆底烧瓶中缓慢地滴加1.3mL(12mmol)TiCl4,继续保持得到的物质的温度为-10~0℃;将得到的物质温热至室温并搅拌0.5h,然后加热回流 2.5h,得到第一混合物;
将5.46g(20mmol)第一化合物(A)和3.65g(20mmol)第二化合物(B) 溶解在15mL四氢呋喃中,然后将得到的物质缓慢滴加到悬浮的第一混合物中,滴加完成后,加热回流14h,直到羰基化合物被消耗(通过TLC监测),得到第二混合物;
待第二混合物降至室温后,利用质量浓度为10%的K2CO3溶液淬灭反应,并利用CH2Cl2萃取出有机物,然后浓缩,粗物质通过快速色谱纯化,得到目标产物M1。
本实施例还提供了由上述制备方法制得的电子传输材料M1,其合成路线参见:
Figure BDA0003075453300000111
本实施例还提供了应用了电子传输材料M1的有机发光二极管(器件1),包括在玻璃衬底上层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,以及在阴极的远离电子传输层一侧层叠设置的覆盖层(Capping Layer,CPL),以共同构成ITO/HAT-CN/TAPC/DPVBi/M1/Mg:Ag/HT结构。
实施例二、
本实施例提供了电子传输材料M2的制备方法,包括以下步骤:
在Ar气氛围下,向装有磁力搅拌器的三颈圆底烧瓶中加入1.6g(24mmol) 锌粉和40mL四氢呋喃,保持三颈圆底烧瓶中物质的温度为-5℃,然后通过注射器往三颈圆底烧瓶中缓慢地滴加1.3mL(12mmol)TiCl4,继续保持得到的物质的温度为-10~0℃;将得到的物质温热至室温并搅拌0.5h,然后加热回流2.5h,得到第一混合物;
将5.46g(20mmol)第一化合物(A)和6.68g(20mmol)第二化合物(B) 溶解在15mL四氢呋喃中,然后将得到的物质缓慢滴加到悬浮的第一混合物中,滴加完成后,加热回流14h,直到羰基化合物被消耗(通过TLC监测),得到第二混合物;
待第二混合物降至室温后,利用质量浓度为10%的K2CO3溶液淬灭反应,并利用CH2Cl2萃取出有机物,然后浓缩,粗物质通过快速色谱纯化,得到目标产物M2。
本实施例还提供了由上述制备方法制得的电子传输材料M2,其合成路线参见:
Figure BDA0003075453300000121
本实施例还提供了应用了电子传输材料M2的有机发光二极管(器件2),包括在玻璃衬底上层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,以及在阴极的远离电子传输层一侧层叠设置的覆盖层,以共同构成ITO/HAT-CN/TAPC/DPVBi/M2/Mg:Ag/HT结构。
实施例三、
本实施例提供了电子传输材料M3的制备方法,包括以下步骤:
在Ar气氛围下,向装有磁力搅拌器的三颈圆底烧瓶中加入1.6g(24mmol) 锌粉和40mL四氢呋喃,保持三颈圆底烧瓶中物质的温度为-5℃,然后通过注射器往三颈圆底烧瓶中缓慢地滴加1.3mL(12mmol)TiCl4,继续保持得到的物质的温度为-10~0℃;将得到的物质温热至室温并搅拌0.5h,然后加热回流 2.5h,得到第一混合物;
将5.46g(20mmol)第一化合物(A)和5.64g(20mmol)第二化合物(B) 溶解在15mL四氢呋喃中,然后将得到的物质缓慢滴加到悬浮的第一混合物中,滴加完成后,加热回流14h,直到羰基化合物被消耗(通过TLC监测),得到第二混合物;
待第二混合物降至室温后,利用质量浓度为10%的K2CO3溶液淬灭反应,并利用CH2Cl2萃取出有机物,然后浓缩,粗物质通过快速色谱纯化,得到目标产物M3。
本实施例还提供了由上述制备方法制得的电子传输材料M3,其合成路线参见:
Figure BDA0003075453300000131
本实施例还提供了应用了电子传输材料M3的有机发光二极管(器件3),包括在玻璃衬底上层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,以及在阴极的远离电子传输层一侧层叠设置的覆盖层,以共同构成ITO/HAT-CN/TAPC/DPVBi/M3/Mg:Ag/HT结构。
实施例四、
本实施例提供了电子传输材料M4的制备方法,包括以下步骤:
在温度-2℃、氮气氛围条件下,向装有磁力搅拌器的三颈圆底烧瓶中加入 16mmol的锌粉和430mmol四氢呋喃,然后通过注射器往三颈圆底烧瓶中缓慢地滴加10mmol的TiCl4;将得到的物质温热至室温并搅拌0.7h,然后加热回流 2h,得到第一混合物;
将16mmol第一化合物(A)和20mmol第二化合物(B)溶解在180mmol 四氢呋喃中,然后将得到的物质缓慢滴加到悬浮的第一混合物中,滴加完成后,加热回流,直到第一化合物和第二化合物的转化率达到95%(通过HPLC监测),得到第二混合物;
待第二混合物降至室温后,利用质量浓度为9%的Na2CO3溶液淬灭反应,并利用甲苯萃取出有机物,然后浓缩,粗物质通过快速色谱纯化,得到目标产物M4。
本实施例还提供了由上述制备方法制得的电子传输材料M4及应用了M4 的有机发光二极管,该有机发光二极管包括在玻璃衬底上层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,构成FTO/PVK/TBADN/M4/Ag结构。
实施例五、
本实施例提供了电子传输材料M5的制备方法,包括以下步骤:
在温度7℃、氮气氛围条件下,向装有磁力搅拌器的三颈圆底烧瓶中加入22mmol的锌粉和350mmol四氢呋喃,然后通过注射器往三颈圆底烧瓶中缓慢地滴加11mmol的TiCl4;将得到的物质温热至室温并搅拌0.4h,然后加热回流 3h,得到第一混合物;
将22mmol第一化合物(A)和18mmol第二化合物(B)溶解在190mmol 四氢呋喃中,然后将得到的物质缓慢滴加到悬浮的第一混合物中,滴加完成后,加热回流,直到第一化合物和第二化合物的转化率达到95%(通过HPLC监测),得到第二混合物;
待第二混合物降至室温后,利用质量浓度为10%的Na2CO3溶液淬灭反应,并利用二氯甲烷萃取出有机物,然后浓缩,粗物质通过快速色谱纯化,得到目标产物M5。
本实施例还提供了由上述制备方法制得的电子传输材料M5及应用了M5 的有机发光二极管,该有机发光二极管包括在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 柔性衬底上层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,构成 IZO/Poly-TPD/Almq3/M5/Ag结构。
对照例
对照例的有机发光二极管(器件4),包括在玻璃衬底上层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,以及在阴极的远离电子传输层一侧层叠设置的覆盖层,以共同构成ITO/HAT-CN/TAPC/DPVBi /BCP/Mg:Ag/HT结构。
为了体现本申请实施例制得的电子传输材料的性能,利用软件等对实施例 1~3的电子传输材料进行了测试,能级可以通过Guassian 09软件完成,分子结构优化可用含时密度泛函(TD-DFT)方法“B3LYP”和基组“6-31g(d)”完成,结果如表1所示,其中,Eg表示禁带宽度。
表1电子传输材料性能
电子传输材料 HOMO(eV) LUMO(eV) Eg(eV)
M1 -5.26 -1.98 3.28
M2 -5.16 -2.06 3.10
M3 -5.26 -2.00 3.26
利用实施例1~3的电子传输材料制备的蓝色电致发光器件的性能数据如下表2所示,其中,E/CIEy是衡量蓝光发光效率的参数,E表示电流效率,CIEy 表示器件的出光颜色的色坐标(纵坐标),LT95表示器件的寿命衰减时间,即器件的发光效率衰减到95%所用的时间。
表2器件性能
器件 电子传输材料 驱动电压(V) E/CIEy LT95(h)
器件1 M1 3.79 147.5 75
器件2 M2 3.83 149.9 79
器件3 M3 3.81 152.1 77
器件4 BCP 3.83 138.7 71
从表2可以看出,实施例1~3的电子传输材料制得的电致发光器件(器件 1~3)具有较低的驱动电压、更高的B.I.发光效率和更长的器件寿命。
以上对本申请实施例所提供的一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种电子传输材料,其特征在于,所述电子传输材料的分子结构具有如式(Ⅰ)所示的结构式:
Figure FDA0003648838320000011
其中,R每次出现时,每个所述R彼此独立地选自
Figure FDA0003648838320000012
中的一种或多种;
其中,虚线表示连接位点。
2.一种电子传输材料的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1所述的电子传输材料,所述制备方法包括以下步骤:
提供有机反应溶剂、钛氯化物、锌粉;
使第一化合物、第二化合物在所述有机反应溶剂、所述钛氯化物、所述锌粉的条件下反应制备电子传输材料;所述第一化合物与所述第二化合物的摩尔比为0.8~1.2:0.8~1.2;
其中,所述第一化合物的结构式如式(Ⅱ);
Figure FDA0003648838320000021
所述第二化合物的结构式如式(Ⅲ);
Figure FDA0003648838320000022
其中,R1每次出现时,每个所述R1彼此独立地选自
Figure FDA0003648838320000023
中的一种或多种;
其中,虚线表示连接位点。
3.根据权利要求2所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,在所述第一化合物、所述第二化合物反应制备电子传输材料的情况下,所述第一化合物和所述第二化合物的转化率均在95%以上。
4.根据权利要求3所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,使第一化合物、第二化合物在所述有机反应溶剂、所述钛氯化物、所述锌粉的条件下反应制备电子传输材料,包括:
将所述有机反应溶剂与所述钛氯化物、所述锌粉混合反应,得到混合物;以及
将溶解有所述第一化合物、所述第二化合物的有机溶剂与所述混合物混合,加热回流。
5.根据权利要求2所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,在使第一化合物、第二化合物在所述有机反应溶剂、所述钛氯化物、所述锌粉的条件下反应制备电子传输材料之后,还包括:淬灭后提取有机物。
6.根据权利要求5所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,在使第一化合物、第二化合物在所述有机反应溶剂、所述钛氯化物、所述锌粉的条件下反应制备电子传输材料之后,在淬灭之前,还包括:待所述反应得到的物质降至室温。
7.根据权利要求5所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,所述淬灭利用碳酸盐溶液进行。
8.根据权利要求2所述的电子传输材料的制备方法,其特征在于,所述有机反应溶剂、所述锌粉、所述钛氯化物的摩尔比为35~45:1.5~2.5:0.8~1.2。
9.一种有机发光二极管,其特征在于,包括电子传输层,所述电子传输层包括权利要求1所述的电子传输材料或者权利要求2~8任一项所述的制备方法制得的电子传输材料。
CN202110554957.0A 2021-05-20 2021-05-20 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管 Active CN113248504B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110554957.0A CN113248504B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管
PCT/CN2021/098125 WO2022241854A1 (zh) 2021-05-20 2021-06-03 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管
US17/424,906 US20240032419A1 (en) 2021-05-20 2021-06-03 Electron transport material and fabricating method thereof, and organic light-emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110554957.0A CN113248504B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113248504A CN113248504A (zh) 2021-08-13
CN113248504B true CN113248504B (zh) 2022-07-12

Family

ID=77183233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110554957.0A Active CN113248504B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240032419A1 (zh)
CN (1) CN113248504B (zh)
WO (1) WO2022241854A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113698410A (zh) * 2021-08-18 2021-11-26 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种有机化合物及其制备方法、电子传输材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101010410A (zh) * 2004-09-24 2007-08-01 Lg化学株式会社 新化合物以及使用该化合物的有机发光器件(5)
CN108276336A (zh) * 2018-01-30 2018-07-13 瑞声光电科技(常州)有限公司 一种有机光电功能材料,及发光器件及其制备方法和应用
CN110627834A (zh) * 2019-10-23 2019-12-31 苏州久显新材料有限公司 磷杂菲啶酮衍生物及其合成方法和含有磷杂菲啶酮衍生物的电子器件
CN111018783A (zh) * 2019-11-05 2020-04-17 苏州久显新材料有限公司 螺苯并蒽酮类衍生物和电子器件

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7862908B2 (en) * 2007-11-26 2011-01-04 National Tsing Hua University Conjugated compounds containing hydroindoloacridine structural elements, and their use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101010410A (zh) * 2004-09-24 2007-08-01 Lg化学株式会社 新化合物以及使用该化合物的有机发光器件(5)
CN108276336A (zh) * 2018-01-30 2018-07-13 瑞声光电科技(常州)有限公司 一种有机光电功能材料,及发光器件及其制备方法和应用
CN110627834A (zh) * 2019-10-23 2019-12-31 苏州久显新材料有限公司 磷杂菲啶酮衍生物及其合成方法和含有磷杂菲啶酮衍生物的电子器件
CN111018783A (zh) * 2019-11-05 2020-04-17 苏州久显新材料有限公司 螺苯并蒽酮类衍生物和电子器件

Also Published As

Publication number Publication date
US20240032419A1 (en) 2024-01-25
CN113248504A (zh) 2021-08-13
WO2022241854A1 (zh) 2022-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102025997B1 (ko) 아자-디벤조티오펜 또는 아자-디벤조푸란 코어를 갖는 pholed용 신규 물질
JP6113511B2 (ja) 新規なヘテロレプティックイリジウム錯体
KR102525492B1 (ko) 유기전계발광소자
EP2272828B1 (en) Organic electroluminescent device
US20050276994A1 (en) Light-emitting device
EP2075310B1 (en) Organic electroluminescent device material and organic electroluminescent device
KR102104357B1 (ko) 청색 형광 화합물 및 이를 사용한 유기전계발광소자
CN106057863B (zh) 多原色oled显示装置
CN113248504B (zh) 一种电子传输材料及其制备方法、有机发光二极管
EP1953844B1 (en) Organic electroluminescent device
JP3970495B2 (ja) 有機el素子
JP2001307885A (ja) 有機el素子及び有機elディスプレイ
CN112279844B (zh) 一种绿光主体材料、有机电致发光器件及电子显示设备
KR20130044525A (ko) 인광 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자
KR102609088B1 (ko) 유기전계발광소자
KR20140086501A (ko) 인광 화합물 및 이를 이용하는 유기전계발광소자
KR101916867B1 (ko) 청색 인광 화합물 및 이를 이용하는 유기전계발광소자
KR101198861B1 (ko) 시아노스틸벤계 유기 발광화합물 및 이를 이용한 유기발광소자
KR100379442B1 (ko) 유기전계발광소자
CN113698410A (zh) 一种有机化合物及其制备方法、电子传输材料
CN117642043A (zh) 一种有机电致发光器件及其应用
KR20240061434A (ko) 아민계 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 그 전자 장치
CN100357390C (zh) 发光材料及其制备方法以及使用该发光材料的发光元件
CN118056837A (zh) 一种多环化合物及包含其的有机电致发光器件
CN117560982A (zh) 一种有机电致发光器件及其应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant