CN116355007A - 六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置，由于该六元杂环结构能够阻断共轭，使该有机化合物分子在体积增加的同时极化率增加较小或者不增加，使该有机化合物分子的折射率变低，将该低折射率的六元杂环结构的有机化合物作为电致发光器件中低折射率的光取出层，与高折射率的光取出层匹配即可增加电致发光器件的出光效率，并且能够提升电致发光器件的寿命。并且，该六元杂环结构的有机化合物还包含有六元杂环结构，该结构可增强材料的稳定性，保证蒸镀工艺的稳定性，避免由于材料不稳定在蒸镀中产生杂质影响器件的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置。
背景技术
近年来，有机电致发光器件(Organic Light Emitting Device，OLED)作为一种新型的平板显示逐渐受到更多的关注。由于其具有主动发光、发光亮度高、分辨率高、宽视角、响应速度快、低能耗以及可柔性化等特点，成为目前市场上炙手可热的主流显示产品。随着产品不断的发展，客户对于产品的分辨率要求越来越高，功耗要求数值越来越低。因此需要开发高效率、低电压、长寿命的器件。
目前使用的OLED器件，多采用顶发射器件结构。顶发射器件结构采用反射的阳极和透明阴极通过微腔效应来加强出光效率。而在此器件中，一个非常重要的功能层是光取出层(又叫覆盖层，Capping Layer，CPL)。其中光取出层包括两层，第一层为高折射率材料，第二层为低折射率材料，光取出层通过高低折射率的搭配，用来调节光学干涉距离，抑制外光反射，抑制表面等离子体引起的消光，从而提高光的提取效率，提升器件的出光效率。
然而，现有的光取出层材料的出光效果不能满足用户需求。
发明内容
本发明提供了一种六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置，用以提高电致发光器件的出光效率。具体方案如下：
本发明实施例提供的一种六元杂环结构的有机化合物，所述六元杂环结构的有机化合物的结构通式为：
其中，X为Si、C、P中的一种，Y为O、C、P、S中的一种，且至少一个Y为O或S；
L1、L2、L3各自独立选自单键、取代或未取代的C1～C30的亚烷基、取代或未取代的C1～C30的亚杂烷基、取代或未取代的C1～C30的亚烷氧基、取代或未取代的C5～C30的亚芳基、或者取代或未取代的C5～C30的亚杂芳基；
R1、R2、R3各自独立选自卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C2～C30的烯基、取代或未取代的C1～C30的烷氧基、取代或未取代的C1～C30的硫醚基、取代或未取代的C1～C50的芳基、或者由取代或未取代的C2～C9的环结构形成的C2～C50的杂芳基。
可选地，在本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物中，所述六元杂环结构的有机化合物的材料选自如下化合物：
相应地，本发明实施例还提供了一种电致发光器件，包括依次层叠设置的第一电极、发光层、第二电极和第一光取出层；所述第一光取出层的材料为本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，还包括位于所述第二电极和所述第一光取出层之间的第二光取出层，所述第二光取出层的材料为有机化合物。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，所述第二光取出层的折射率大于所述第一光取出层的折射率。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，所述第一光取出层的折射率为1.48～1.65。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，所述第二光取出层的折射率为1.9～2.3。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，还包括：位于所述第一电极和所述发光层之间依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，以及位于所述发光层和所述第二电极之间依次层叠设置的空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层。
可选地，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，所述电致发光器件为蓝色电致发光器件、绿色电致发光器件或红色电致发光器件。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述电致发光器件。
本发明实施例的有益效果如下：
本发明提供的一种六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置，由于该六元杂环结构能够阻断共轭，使该有机化合物分子在体积增加的同时极化率增加较小或者不增加，使该有机化合物分子的折射率变低，将该低折射率的六元杂环结构的有机化合物作为电致发光器件中低折射率的光取出层，与高折射率的光取出层匹配即可增加电致发光器件的出光效率，并且能够提升电致发光器件的寿命。并且，该六元杂环结构的有机化合物还包含有六元杂环结构，该结构可增强材料的稳定性，保证蒸镀工艺的稳定性，避免由于材料不稳定在蒸镀中产生杂质影响器件的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本发明实施例提供了一种六元杂环结构的有机化合物，六元杂环结构的有机化合物的结构通式为：
其中，X为Si、C、P中的一种，Y为O、C、P、S中的一种，且至少一个Y为O或S；
例如，上述六元杂环结构的有机化合物的结构可以选自如下：
其中，L1、L2、L3各自独立选自单键、取代或未取代的C1～C30的亚烷基、取代或未取代的C1～C30的亚杂烷基、取代或未取代的C1～C30的亚烷氧基、取代或未取代的C5～C30的亚芳基、或者取代或未取代的C5～C30的亚杂芳基；
R1、R2、R3各自独立选自卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C2～C30的烯基、取代或未取代的C1～C30的烷氧基、取代或未取代的C1～C30的硫醚基、取代或未取代的C1～C50的芳基、或者由取代或未取代的C2～C9的环结构形成的C2～C50的杂芳基。
本发明提供的上述六元杂环结构的有机化合物，由于该六元杂环结构能够阻断共轭，使该有机化合物分子在体积增加的同时极化率增加较小或者不增加，使该有机化合物分子的折射率变低，将该低折射率的六元杂环结构的有机化合物作为电致发光器件中低折射率的光取出层，与高折射率的光取出层匹配即可增加电致发光器件的出光效率，并且能够提升电致发光器件的寿命。并且，该六元杂环结构的有机化合物还包含有六元杂环结构，该结构可增强材料的稳定性，保证蒸镀工艺的稳定性，避免由于材料不稳定在蒸镀中产生杂质影响器件的寿命。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物中，六元杂环结构的有机化合物的折射率在1.48～1.65之间。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物中，该六元杂环结构的有机化合物的材料可以选自但不限于如下化合物的任意一种：
具体地，上述化合物1的折射率为1.583，上述化合物2的折射率为1.602，上述化合物3的折射率为1.612，上述化合物4的折射率为1.594，上述化合物5的折射率为1.588，上述化合物6的折射率为1.584，上述化合物7的折射率为1.601，上述化合物8的折射率为1.615，上述化合物9的折射率为1.590，上述化合物10的折射率为1.559。
需要说明的是，本发明实施例仅给出了上述化合物1～化合物10的折射率，当然化合物11～化合物30的折射率在1.48～1.65之间，本发明对此不做一一列举。这些化合物的折射率较低，可以作为电致发光器件的低折射率的光取出层，可以提高电致发光器件的出光效率和寿命。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电致发光器件，如图1所示，包括依次层叠设置的第一电极1、发光层2、第二电极3和第一光取出层4(CPL1)；第一光取出层4的材料为本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物。
本发明公开的上述电致发光器件，第一光取出层的材料采用本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物，由于该六元杂环结构能够阻断共轭，使该有机化合物分子在体积增加的同时极化率增加较小或者不增加，使该有机化合物分子的折射率变低，即第一光取出层的折射率较低，可以与高折射率的光取出层匹配即可增加电致发光器件的出光效率，并且能够提升电致发光器件的寿命。并且，该六元杂环结构的有机化合物还包含有六元杂环结构，该结构可增强材料的稳定性，保证蒸镀工艺的稳定性，避免由于材料不稳定在蒸镀中产生杂质影响器件的寿命。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，如图1所示，还包括位于第二电极3和第一光取出层4之间的第二光取出层5(CPL2)，第二光取出层5的材料为有机化合物，且第二光取出层5的折射率大于第一光取出层4的折射率。这样可以进一步提高光取出效果，进而提高电致发光器件的出光效率。并且，相关技术中的第一光取出层4的材料一般采用氟化锂(LiF)，由于LiF/第二光取出层5的界面更容易发生表面等离子激元(SPPs)效应，导致最终出光效率降低；而本发明实施方式所提供的第一光取出层4为有机材料，相较于LiF无机物，本发明不容易发生SPPs效应，因此本发明可以提高电致发光器件的出光效率。这利于降低电致发光器件在同等发光亮度下的驱动电压和电流，进而提高电致发光器件的寿命。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，如图1所示，第一光取出层4的折射率为1.48～1.65，第二光取出层5的折射率为1.9～2.3。例如，第二光取出层5的材料可以为但不限于
等有机化合物。发光层2发出的光线通过第二电极3出射，第二光取出层5和第一光取出层4的设置可以提高光取出效率。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，如图1所示，还包括：位于第一电极1和发光层2之间依次层叠设置的空穴注入层6、空穴传输层7和电子阻挡层8，以及位于发光层2和第二电极3之间依次层叠设置的空穴阻挡层9、电子传输层10、电子注入层11。
具体地，上述图1所示的电致发光器件可以形成在基底(图中未示出)上，基底可以采用柔性透明材料制成，也可以采用刚性透明材料制成，具体可以为玻璃、聚酰亚胺、热塑性聚酯、金属薄膜等，可以根据实际需要选择基底的材料，在此不在一一列举。
具体地，第一电极1可以为电致发光器件的阳极，该阳极可以采用高功率函数电极材料制成，其可以为单层结构，也可以为多层复合结构，例如，该阳极可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明材料构成，也可以采用两层氧化铟锡(ITO)之间夹导电性较好的金属材料制成，金属材料可以为铝(Al)、银(Ag)、钛(Ti)、钼(Mo)中的任意一种，或者上述任意多种的合金。
具体地，第二电极3可以为电致发光器件的阴极，该阴极可以采用金属材料制成，例如，该阴极可以采用锂(Li)、铝(Al)、镁(Mg)、银(Ag)等金属材料中的任意一种，或者上述任意多种材料的合金。
具体地，空穴注入层6的材料可选自但不限于无机的氧化物、强吸电子体系的P型掺杂剂和空穴传输材料的掺杂物，例如空穴注入层6的材料包括六氰基六氮杂三亚苯基、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷(F4TCNQ)、1,2,3-三[(氰基)(4-氰基-2,3,5,6-四氟苯基)亚甲基]环丙烷等。
具体地，空穴传输层7和电子阻挡层8的材料可选自但不限于具有空穴传输特性的芳胺类以及二甲基芴或者咔唑材料及其衍生物。
具体地，空穴阻挡层9和电子传输层10的材料一般为芳族杂环化合物，可选自但不限于苯并咪唑、三嗪、嘧啶、吡啶、吡嗪、喹喔啉、喹啉、二唑、二氮杂磷杂环戊二烯、氧化膦、芳族酮、内酰胺、硼烷的化合物及其衍生物的任一种或两种以上的组合。
具体地，电子注入层11的材料一般为碱金属或者金属，例如LiF、Yb、Mg、Ca或者他们的化合物等。
具体地，发光层2包括主体材料(host)和掺杂于主体材料(host)中的客体材料(dopant)。可选的，主体材料可以为空穴传输型主体材料和电子输出型主体材料的混合物，或者可以为同时具有空穴传输和电子输出能力的双极性主体材料。空穴和电子在发光层2中复合形成激子，主体材料可以将激子传递至客体材料，客体材料利用激子的能量发光。客体材料的不同，发光层2发光的波谱不同。相应的，不同颜色的电致发光器件，所需的客体材料不同。示例性的，蓝光电致发光器件的客体材料可选自但不限于芘衍生物、蒽衍生物、芴衍生物、苝衍生物、胺衍生物等。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述电致发光器件中，如图1所示，该电致发光器件可以为蓝色电致发光器件、绿色电致发光器件或红色电致发光器件。
在一种示例中，以蓝光电致发光器件为例，其发光层的主体材料(BH)可以为
客体材料(BD)可以为
需要说明的是，本发明实施例提供的上述电致发光器件的发光类型可以为顶发射结构，也可以为底发射结构，二者区别在于器件的出光方向是穿过基底发射还是背离基底的方向出光。对于底发射结构来说，器件的出光方向为穿过基底发射；对于顶发射结构来说，器件的出光方向为背离基底方向出光。
需要说明的是，电致发光器件的结构可以为正置结构，也可以为倒置结构，二者区别在于膜层制作顺序不同，具体为：正置结构是在基底上依次形成阳极、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极，倒置结构是在基底上依次形成阴极、电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层和阳极。
本发明实施例提供的电致发光器件可以为正置底发射结构、正置顶发射结构、倒置顶发射结构或者倒置底发射结构，对此不做限定。
如下，以正置顶发射结构为例，采用真空蒸镀法制备出三个不同的电致发光器件(对比器件1、实验器件1和实验器件2)，以测试本发明的第一光取出层在应用于电致发光器件时，对电致发光器件的性能的影响。
其中，三个器件的结构均是依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极、第二光取出层和第一光取出层。三个器件的不同之处在于，第一光取出层的材料不同，其余膜层均相同。
在这三个器件中，阳极均为ITO(氧化铟锡)。空穴注入层的材料为掺杂有F4TCNQ的m-MTDATA，掺杂量为3％，厚度为10nm。空穴传输层的材料为m-MTDATA，厚度为110nm。电子阻挡层的材料为CBP，厚度为5nm。发光层包括掺杂有BD的BH，掺杂量为5％，厚度为20nm。空穴阻挡层的材料为TPBI，厚度为5nm。电子传输层包括1:1混合的BCP:Liq，厚度为30nm。电子注入层的材料为Yb，厚度为1nm。阴极为镁银合金，厚度为13nm。第二光取出层(CPL2)的材料均为
厚度为50nm。
对比器件1的第一光取出层的材料为LiF，厚度为50nm。
实验器件1的第一光取出层的材料为前述化合物1，厚度为50nm。
实验器件2的第一光取出层的材料为前述化合物9，厚度为50nm。
上述三个器件中所用到的材料的结构具体如下：
对比器件1、实验器件1和实验器件2等三个器件的测试数据如表1所示：
表1
在表1中，电压、EQE、寿命等性能数据均以对比器件1的数据进行归一化处理。
根据表1可以看出，本发明实施方式所提供的六元杂环结构的有机化合物应用于电致发光器件的低折射率的第一光取出层时，可以显著的提升电致发光器件的外量子效率。在实现相同发光亮度的情形下，这可以使得电致发光器件具有更低的驱动电压和更高的寿命。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述电致发光器件。由于该显示装置解决问题的原理与上述电致发光器件解决问题的原理相似，因此，该显示装置的实施可以参见上述电致发光器件的实施例，重复之处不再赘述。
具体地，显示装置的类型可以为OLED显示装置、平面转换(In-Plane Switching，IPS)显示装置、扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)显示装置、垂直配向技术(VerticalAlignment，VA)显示装置、电子纸、QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光)显示装置或者micro LED(微发光二极管，μLED)显示装置等显示装置中的任意一种，本发明对此并不具体限制。
该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
本发明实施例提供的上述六元杂环结构的有机化合物、电致发光器件及显示装置，由于该六元杂环结构能够阻断共轭，使该有机化合物分子在体积增加的同时极化率增加较小或者不增加，使该有机化合物分子的折射率变低，将该低折射率的六元杂环结构的有机化合物作为电致发光器件中低折射率的光取出层，与高折射率的光取出层匹配即可增加电致发光器件的出光效率，并且能够提升电致发光器件的寿命。并且，该六元杂环结构的有机化合物还包含有六元杂环结构，该结构可增强材料的稳定性，保证蒸镀工艺的稳定性，避免由于材料不稳定在蒸镀中产生杂质影响器件的寿命。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种六元杂环结构的有机化合物，其特征在于，所述六元杂环结构的有机化合物的结构通式为：
其中，X为Si、C、P中的一种，Y为O、C、P、S中的一种，且至少一个Y为O或S；
L1、L2、L3各自独立选自单键、取代或未取代的C1～C30的亚烷基、取代或未取代的C1～C30的亚杂烷基、取代或未取代的C1～C30的亚烷氧基、取代或未取代的C5～C30的亚芳基、或者取代或未取代的C5～C30的亚杂芳基；
R1、R2、R3各自独立选自卤素、硝基、腈基、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C2～C30的烯基、取代或未取代的C1～C30的烷氧基、取代或未取代的C1～C30的硫醚基、取代或未取代的C1～C50的芳基、或者由取代或未取代的C2～C9的环结构形成的C2～C50的杂芳基。
2.如权利要求1所述的六元杂环结构的有机化合物，其特征在于，所述六元杂环结构的有机化合物的材料选自如下化合物：
3.一种电致发光器件，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极、发光层、第二电极和第一光取出层；所述第一光取出层的材料为如权利要求1或2所述的六元杂环结构的有机化合物。
4.如权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，还包括位于所述第二电极和所述第一光取出层之间的第二光取出层，所述第二光取出层的材料为有机化合物。
5.如权利要求4所述的电致发光器件，其特征在于，所述第二光取出层的折射率大于所述第一光取出层的折射率。
6.如权利要求5所述的电致发光器件，其特征在于，所述第一光取出层的折射率为1.48～1.65。
7.如权利要求5所述的电致发光器件，其特征在于，所述第二光取出层的折射率为1.9～2.3。
8.如权利要求3-7任一项所述的电致发光器件，其特征在于，还包括：位于所述第一电极和所述发光层之间依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，以及位于所述发光层和所述第二电极之间依次层叠设置的空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层。
9.如权利要求8所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件为蓝色电致发光器件、绿色电致发光器件或红色电致发光器件。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求3-9任一项所述的电致发光器件。
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| CN115141228A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 含有磷氧基团的有机化合物、有机电致发光器件和显示面板 |
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