CN117024387B - 一种发光辅助材料及其制备方法、有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于材料技术领域,提供了一种发光辅助材料及其制备方法、有机电致发光器件,本申请化合物中二苯并呋喃的2位取代苯基,其余的1或3或4位与三芳胺相连,三芳胺的另两个基团分别为苯并萘并呋喃,特定取代基的Ar1,得到的化合物作为发光辅助层材料,能够使有机电致发光器件在保持效率,驱动电压不受影响的情况下,寿命得到大幅度提升。
Description
技术领域
本申请属于材料技术领域,尤其涉及一种发光辅助材料及其制备方法、有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光(OLED)为自发光显示元件的一种类型,显示器具有高亮度、高分辨率、宽视角、低能耗、高响应速度的优势。一般而言,有机电致发光是指,利用有机物质使电能转变为光能的现象。利用有机发光现象的有机发光元件通常具有包含阳极和阴极以及位于它们之间的有机物层的结构。例如空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)。
为了解决寿命和效率问题,通常会在空穴输送层和发光层之间加入发光辅助层(多层空穴输送层)。发光辅助层主要起到辅助空穴传输层的作用,因此有时也称为第二空穴传输层。发光辅助层能够使阳极转移的空穴平稳地移动到发光层,并且可以阻挡从阴极转移的电子,以将电子限制在发光层内,减少空穴传输层与发光层之间的势垒,降低有机电致发光器件的驱动电压,进一步增加空穴的利用率,从而改善器件的发光效率和寿命。
但是现有能够形成发光辅助层且具有优异器件性能的材料较少。特别是,OLED的寿命和发光效率提升不明显,因此开发更高性能的有机功能材料,满足面板制造企业的要求,显得尤为重要。
因此,如何研发一种高发光效率,长寿命,改善驱动电压的发光辅助材料及其制备方法和有机电致发光器件是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种发光辅助材料,旨在以二苯并呋喃的2位取代苯基其上的1或3或4位与三芳胺相连,三芳胺的另两个基团分别为苯并萘并呋喃,特定取代基的Ar1,得到的化合物作为发光辅助层材料,能够使有机电致发光器件在改善效率,驱动电压的情况下,寿命得到大幅度提升。
本申请实施例是这样实现的,一种发光辅助材料,所述发光辅助材料的结构通式如式I所示:
其中,
Ar选自苯基;
Ar1选自如下基团:
*表示基团连接位置;
取代位置定义如下:
本申请实施例的另一目的在于一种上述的发光辅助材料的制备方法,包括:
Hal1-Hal2独立地选自氯、溴或碘;
氮气保护下,将反应物a和反应物b完全溶解在二甲苯中后,向其中添加碱、钯催化剂、膦配体,然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时,得到中间体c;
氮气保护下,将中间体c和反应物d完全溶解在二甲苯中后,向其中添加碱、钯催化剂、膦配体,然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时,得到式Ⅰ所示的发光辅助材料。
本申请实施例的另一目的在于一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括发光辅助层,所述发光辅助层包括上述的发光辅助材料。
本申请实施例的另一目的在于一种发光装置,所述发光装置包括上述的有机电致发光器件。
有益效果:1、本申请化合物中二苯并呋喃的2位取代苯基,其余的1或3或4位与三芳胺相连,三芳胺的另两个基团分别为苯并萘并呋喃,特定取代基的Ar1,得到的化合物作为发光辅助层材料,能够使有机电致发光器件在保持效率,驱动电压不受影响的情况下,寿命得到大幅度提升。
2、二苯并呋喃上的2位苯基与三芳胺连接在同一个苯环上,苯基取代基的位置使化合物相对于现有技术化合物,具有二面角增大,分子构型更扭曲,减少分子聚集堆积,提高空穴的迁移,不容易形成载流子传输陷阱的化合物空间特征,一方面利于蒸镀温度的降低,减少材料在蒸镀过程中的材料堵塞问题,另一方面,得到的OLED器件在寿命上进一步得到提高,满足量产有机电致发光显示器的要求。
3、苯并萘并呋喃具有刚性平面结构,能够增大共轭面积,迁移率高,并通过具有桥联π基团的苯基进一步降低分子的对称性,增加分子的构象异构体,使化合物不易结晶,不易聚集,具有良好的成膜性和热稳定性,具有较高的玻璃化温度。三芳胺具有强空穴传输能力,能够降低分子的结晶性,降低分子的平面性,阻止分子在平面上移动,同时高的空穴传输速率能够降低器件的驱动电压,提高有机电致发光器件的效率,寿命。芳胺侧链中-Ar1部分选自特定的基团范围,起到调控化合物性能的作用,同时保证化合物分子量在合适的范围内,进一步保证分子的成膜性和热稳定性。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的化合物8的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请通过以二苯并呋喃的2位取代苯基其上的1或3或4位与三芳胺相连,三芳胺的另两个基团分别为苯并萘并呋喃,特定取代基的Ar1,得到的化合物作为发光辅助层材料,能够使有机电致发光器件在改善效率,驱动电压的情况下,寿命得到大幅度提升。
上述发光辅助材料的结构通式如式I所示:
其中,
Ar选自苯基;
Ar1选自如下基团:
进一步,式I具有式I-1-式I-3所示结构:
更进一步,式I具有式I-4-式I-15所示结构:
*表示基团连接位置。
取代位置定义如下:
由式I表示的化合物可以通过以下化合物具体举例说明,但不限于此:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
本申请还提供了一种式I所示的发光辅助材料的合成路线,如下所示:
氮气保护下,在圆底烧瓶中将反应物a(1.0eq)和反应物b(1.1-1.5eq)完全溶解在二甲苯中之后,向其中添加碱(2.0-2.5eq)、钯催化剂(0.01-0.05eq)、膦配体(0.02-0.15eq),然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时。使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化剩余物质,得到中间体c。
氮气保护下,在圆底烧瓶中将中间体c(1.0eq)和反应物d(1.1-1.5eq)完全溶解在二甲苯中之后,向其中添加碱(2.0-2.5eq)、钯催化剂(0.01-0.05eq)、膦配体(0.02-0.15eq),然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时。使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化剩余物质,得到式Ⅰ。
上述式I合成步骤中:
环Ar,R1如上述式I中所定义,Hal1-Hal2独立地选自氯、溴或碘。
对于没有公开的原料,本领域技术人员能够采用经典的Suzuki偶联反应,Buchwald-Hartwig偶联反应合成,并应用到本申请中。
钯催化剂可以为:Pd2(dba)3(三(二亚苄基丙酮)二钯)、Pd(PPh3)4(四(三苯基膦)钯)、PdCl2(二氯化钯)、PdCl2(dppf)(1,1'-二(二苯膦基)二茂铁二氯化钯)、Pd(OAc)2(醋酸钯)、Pd(PPh3)2Cl2(双(三苯基膦)二氯化钯)中的任意一种或至少两种的组合。
膦配体可以为:PPh3(三苯基膦)、P(t-Bu)3(三叔丁基膦)、X-phos、PET3(三乙基膦)、PMe3(三甲基膦)、PPh3(三苯基膦)、KPPh2(二苯基膦酸钾)。
碱可以为:AcOK(乙酸钾)、K2CO3、K3PO4、Na2CO3、CsF、Cs2CO3或t-BuONa(叔丁醇钠)中的任意一种或至少两种的组合。
下面将结合本申请的发光辅助材料,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。
另外,需要说明的是,以下实施例中所给出的数值是尽可能精确,但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题,每一个数字都应该被理解为约数,而不是绝对准确的数值。
实施例1:化合物8的合成
反应物a-8:CAS:2247893-30-5
反应物b-8:CAS:2281888-57-9
N2保护下,在反应容器中加入反应物a-8(1.0eq)和反应物b-8(1.2eq)溶于二甲苯之后,加入Pd2(dba)3(0.02eq)、P(t-Bu)3(0.04eq)、t-BuONa(2.4eq);添加后使反应温度升温到130℃,并且搅拌混合物10h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到中间体c-8(产率:77.2%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=475.41)。
N2保护下,在反应容器中加入中间体c-8(1.0eq)和反应物d-8(1.3eq)溶于二甲苯之后,加入Pd2(dba)3(0.02eq)、P(t-Bu)3(0.04eq)、t-BuONa(2.3eq);添加后使反应温度升温到135℃,并且搅拌混合物8h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到化合物8(产率:86.4%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=627.55)。
表征:
HPLC纯度:>99.6%。
元素分析:
理论值:C,88.01;H,4.66;N,2.23;O,5.10
测试值:C,87.79;H,4.81;N,2.34;O,5.16。
实施例2:化合物131的合成
反应物a-131:CAS:2379717-89-0
N2保护下,在反应容器中加入反应物a-131(1.0eq)和反应物b-131(1.3eq)溶于二甲苯之后,Pd(OAc)2(0.02eq)、X-Phos(0.05eq)、t-BuONa(2.2eq);添加后使反应温度升温到130℃,并且搅拌混合物12h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到中间体c-131(产率:71.6%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=475.34)。
N2保护下,在反应容器中加入中间体c-131(1.0eq)和反应物d-131(1.2eq)溶于二甲苯之后,加入Pd2(dba)3(0.02eq)、P(t-Bu)3(0.04eq)、t-BuONa(2.4eq);添加后使反应温度升温到130℃,并且搅拌混合物10h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到化合物131(产率:80.3%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=667.48)。
表征:
HPLC纯度:>99.7%。
元素分析:
理论值:C,88.13;H,4.98;N,2.10;O,4.79
测试值:C,87.86;H,5.21;N,2.16;O,4.85。
实施例3:化合物171的合成
反应物b-169:CAS:2364548-14-9
N2保护下,在反应容器中加入反应物a-171(1.0eq)和反应物b-171(1.2eq)溶于二甲苯之后,加入Pd2(dba)3(0.02eq)、P(t-Bu)3(0.04eq)、t-BuONa(2.4eq);添加后使反应温度升温到130℃,并且搅拌混合物10h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到中间体c-171(产率:78.5%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=475.32)。
N2保护下,在反应容器中加入中间体c-171(1.0eq)和反应物d-171(1.3eq)溶于二甲苯之后,加入Pd2(dba)3(0.02eq)、P(t-Bu)3(0.04eq)、t-BuONa(2.3eq);添加后使反应温度升温到135℃,并且搅拌混合物8h;使用硅藻土趁热抽滤,滤液冷却至室温后,接着将蒸馏水添加到滤液中进行洗涤,分液后保留有机相,用乙酸乙酯萃取水相;接着使用硫酸镁干燥合并后的有机层,用管柱色谱法纯化,得到化合物171(产率:84.3%,测试值MS(ESI,m/Z):[M+H]+=677.60)。
表征:
HPLC纯度:>99.6%。
元素分析:
理论值:C,88.60;H,4.61;N,2.07;O,4.72
测试值:C,88.35;H,4.79;N,2.12;O,4.81。
实施例4-44:参照实施例1至3的合成方法完成式I化合物的合成,其分子式和质谱如下表1所示。
表1分子式和质谱
/>
另外,需要说明,本申请其他化合物参照上述所列举的实施例的合成方法即可获得,所以在此不再一一例举。本申请中质谱测试采用的质谱仪型号为Waters XEVO TQD,低精度,ESI源测试。
本申请提供了一种有机电致发光器件,具有包含空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光辅助层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、盖帽层等作为有机物层的结构。但是,有机发光元件的结构并不限于此,可以包含数量更少或更多的有机层。
根据本说明书的一个实施方式,本申请制备的式I所示化合物作为发光辅助层材料。
关于上述式I所表示的化合物,在制造有机电致发光器件时,利用真空蒸镀法,或溶液涂布法来形成有机物层。其中,所谓溶液涂布法是指,旋涂法、浸涂法、刮涂法、喷墨印刷法、丝网印刷法、喷雾法、辊涂法等,但并非仅限于此。
本申请的有机电致发光器件根据所使用的材料,为顶部发光型、底部发光型或双向发光型。
本申请所述的有机电致发光器件可以用于发光装置,包括但不限于平板显示器,计算机监视器,一种医用监护仪,一种电视机,广告牌,一种用于内部或外部照明和/或信号的灯,平视显示器,全透明或部分透明的显示器,柔性显示器,一种激光打印机,一种电话机,一种手机,一个相簿,个人数字助理(PDA),一种笔记本电脑,一种数码相机,摄像机,取景器,微型显示器,三维显示器,虚拟现实或增强现实显示器,包括平铺在一起的多个显示器的视频墙,剧场或场馆屏幕,光疗装置和标志。
作为阳极物质,通常为了使空穴能够顺利地向有机物层注入,选择功函数大的物质。作为本申请中可使用的阳极物质的具体例,有钒、铬、铜、锌、金等金属或它们的合金;氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物;ZnO:A1或SnO2:Sb等金属与氧化物的组合;聚吡咯及聚苯胺等导电性高分子等。
空穴注入层采用有利地在低电压下接收来自阳极的空穴的材料,并且空穴注入材料的最高占据分子轨道(HOMO)在阳极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、基于芳基胺的有机材料、基于六腈六氮杂苯并菲的有机材料、基于喹吖啶酮的有机材料、基于苝的有机材料、蒽醌、以及基于聚苯胺和基于聚噻吩的导电聚合物等,但不限于此,并且还包含能够进行p掺杂的另外的化合物。
空穴传输材料是能够接收来自阳极或空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的材料,并且具有高空穴迁移率的材料。空穴传输材料,选自芳基胺系衍生物、导电性高分子、以及同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等。
空穴输送层和发光层之间加入发光辅助层(多层空穴输送层)。发光辅助层主要起到辅助空穴传输层的作用,因此有时也称为第二空穴传输层。发光辅助层使得从阳极转移的空穴能够平稳地移动到发光层,并且可以阻挡从阴极转移的电子,以将电子限制在发光层内,减少空穴传输层与发光层之间的势垒,降低有机电致发光器件的驱动电压,进一步增加空穴的利用率,从而改善器件的发光效率和寿命。
电子阻挡层设置在空穴传输层与发光层之间。作为电子阻挡层,可以使用本领域中已知的材料,例如基于芳基胺的有机材料。
发光层的发光物质,是能够分别接收来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使其结合而发出可见光区域的光的物质,选择对于荧光或磷光的量子效率高的物质。
发光层包含主体材料和掺杂剂材料。
主体材料和掺杂材料的质量比为90-99.5:0.5-10。
主体材料有芳香族稠环衍生物或含杂环化合物等。具体而言,作为芳香族稠环衍生物,有蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等,作为含杂环化合物,有咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物。
本申请掺杂剂材料包括荧光掺杂和磷光掺杂。选自芳香族胺衍生物、苯乙烯基胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物。
空穴阻挡层可以设置在电子传输层与发光层之间,并且可以使用本领域中已知的材料,例如基于三嗪的化合物。
电子传输层可以起到促进电子传输的作用。电子传输材料是有利地接收来自阴极的电子并将电子传输至发光层的材料,选择具有高电子迁移率的材料。电子传输层包括电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层。
电子注入层可以起到促进电子注入的作用。具有传输电子的能力,防止发光层中产生的激子迁移至空穴注入层。电子注入层的材料包括噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、苝四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮以及它们的衍生物、镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、镱等金属或它们的合金,金属配合物或含氮5元环衍生物等,但并不限于此。
阴极选择具有小功函数的材料使得电子顺利注入有机材料层,该层的层厚度为0.5-5nm。阴极物质,通常为了使电子容易地向有机物层注入,选择为功函数小的物质。作为阴极物质的具体例,有镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡及铅等金属或它们的合金:LiF/A1或LiO2/A1,Mg/Ag等多层结构物质等。
除本申请所公开的发光辅助层中包含式I,OLED器件中对于其他层材料使用现有的空穴注入材料、空穴输送材料、空穴传输辅助材料,掺杂剂材料、空穴阻挡层材料、电子传输层材料和电子注入材料。
以下结合具体应用例对本申请提供的发光辅助材料和有机电致发光器件进行具体说明。
应用例1:有机电致发光器件制备:
a、ITO阳极:将涂层厚度为150nm的ITO(氧化铟锡)-Ag-ITO(氧化铟锡)玻璃基板在蒸馏水中清洗2次,超声波洗涤30min,再用蒸馏水反复清洗2次,超声波洗涤10min,洗涤结束后,用真空烘箱220℃烘烤2小时,烘烤结束后降温即可使用。以该基板为阳极,使用蒸镀机进行蒸镀器件工艺,在其上依次蒸镀其它功能层。
b、HIL(空穴注入层):以的蒸镀速率,真空蒸镀空穴注入层材料HT和P-dopant,其化学式如下所示。所述HT和P-dopant的蒸镀速率比为98:2,厚度为10nm;
c、HTL(空穴传输层):以的蒸镀速率,在空穴注入层上面真空蒸镀125nm的HT作为空穴传输层;
d、Prime(发光辅助层):以的蒸镀速率,在空穴传输层上面真空蒸镀5nm的本申请化合物3作为发光辅助层;
e、EML(发光层):然后在上述发光辅助层上,以的蒸镀速率,真空蒸镀厚度为30nm的主体材料(Host)和掺杂材料(Dopant)作为发光层,其Host和Dopant的化学式如下所示。其中Host和Dopant的蒸镀速率比为98:2。
f、HB(空穴阻挡层):以的蒸镀速率,真空蒸镀厚度为5.0nm的空穴阻挡层。
g、ETL(电子传输层):以的蒸镀速率,真空蒸镀厚度为30nm的ET和Liq作为电子传输层。其中ET和Liq的蒸镀速率比为50:50。/>
h、EIL(电子注入层):以的蒸镀速率,蒸镀Yb膜层1.0nm,形成电子注入层。
i、阴极:以的蒸镀速率比,蒸镀镁和银13nm,其蒸镀速率比为1:9,得到OLED器件。
j、光取出层:以的蒸镀速率,在阴极上真空蒸镀厚度为65nm的CPL,作为光取出层。
k、将蒸镀完成的基板进行封装。首先采用涂胶设备将清洗后盖板用UV胶进行涂覆工艺,然后将涂覆完成的盖板移至压合工段,将蒸镀完成的基板置于盖板上端,最后将基板和盖板在贴合设备作用下进行贴合,同时完成对UV胶光照固化。
应用例2-79:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备应用例2-79的有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3分别替换为对应的化合物,形成发光辅助层。
对比例1:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物1,其中对比化合物1的结构式如下所示。
对比例2:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物2,其中对比化合物2的结构式如下所示。
对比例3:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物3,其中对比化合物3的结构式如下所示。
对比例4:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物4,其中对比化合物4的结构式如下所示。
对比例5:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物5,其中对比化合物5的结构式如下所示。
对比例6:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物6,其中对比化合物6的结构式如下所示。
对比例7:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物7,其中对比化合物7的结构式如下所示。
对比例8:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物8,其中对比化合物8的结构式如下所示。
对比例9:按照上述有机电致发光器件的制备方法制备有机电致发光器件,区别在于将应用例1中的化合物3替换为对比化合物9,其中对比化合物9的结构式如下所示。
在1000(nits)亮度下对上述器件实施例1-79以及器件对比例1-9得到的有机电致发光器件的驱动电压、发光效率、BI值以及寿命进行表征,测试结果如下表2:
表2发光特性测试结果(亮度值为1000nits)
/>
/>
/>
本领域技术人员可知,发光辅助层的能级与发光层、空穴传输层匹配,针对不同的发光层,所需要调整的目标值不同。对于不同颜色的发光层,差别较大。即便同样蓝光,针对不同的主体、掺杂剂材料,亦有显著差别。
蓝光有机电致发光器件受微腔效应的影响,发光效率受色度影响较大,因此引入BI值作为蓝光发光材料效率的依据,BI=发光效率/CIEy。且在本领域中,蓝光器件寿命短的问题一直是本领域技术人员急需解决的问题之一。
从表2可以看出,本申请化合物以二苯并呋喃的2位取代苯基其上的1或3或4位与三芳胺相连,三芳胺的另两个基团分别为苯并萘并呋喃,特定取代基的Ar1,使用本申请实施例提供的蓝光发光辅助材料制备的有机电致发光器件应用例1~79与对比例1~9提供的现有的有机电致发光器件相比较而言,本申请实施例的发光辅助材料寿命普遍在500h-550h,对比化合物在410h-440h,显著提高器件寿命的同时,具有改善驱动电压和效率的技术效果。
其中,二苯并呋喃上的2位苯基与三芳胺连接在同一个苯环上,苯基取代基的位置使化合物相对于现有技术化合物,具有二面角增大,分子构型更扭曲,减少分子聚集堆积,提高空穴的迁移,不容易形成载流子传输陷阱的化合物空间特征,三芳胺具有强空穴传输能力,能够降低分子的结晶性,降低分子的平面性,阻止分子在平面上移动,同时高的空穴传输速率能够降低器件的驱动电压,提高有机电致发光器件的效率,寿命。Ar起到调控化合物性能的作用,同时保证化合物分子量在合适的范围内,进一步保证分子的成膜性和热稳定性,苯并萘并呋喃具有刚性平面结构,能够增大共轭面积,迁移率高,并通过具有桥联π基团的苯基进一步降低分子的对称性,增加分子的构象异构体,使化合物不易结晶,不易聚集,具有良好的成膜性和热稳定性,具有较高的玻璃化温度。得到的化合物作为发光辅助层材料,能够使有机电致发光器件在保持效率,驱动电压不受影响的情况下,寿命得到大幅度提升。
其中,本申请实施例提供的对比化合物5与化合物125,对比化合物7与化合物286相比,主要区别在于呋喃上的取代位置不同,本申请在二苯并呋喃上的2位取代苯基,对比化合物在其上的4位,从测试结果来看,本申请化合物寿命分别为539h,515h,对比化合物为410h,430h左右,提升约100h,寿命得到了显著提升,且BI值也得到了改善。
并且,存在二苯并呋喃的取代苯基与三芳胺在异侧的在现有技术,以及呋喃上没有取代的现有技术,但是其寿命均不如本申请范围下的化合物。本申请对比化合物1与化合物271,对比化合物2与化合物3相比,区别在于呋喃上取代基的取代位置不同,本申请在二苯并呋喃上的2位取代苯基,且与芳胺同侧连接,对比化合物上二苯并呋喃的取代苯基与三芳胺在异侧;本申请对比化合物8与化合物69,区别在于呋喃上没有取代。
从测试结果来看,本申请化合物寿命517h、534h、523h,对比化合物分别为412h、419h、439h,提升100h以上,寿命得到了显著替升,且电压和BI值均得到了改善。
这种寿命大幅度提升的现象可能是因为:二苯并呋喃上的3位苯基与三芳胺连接在同一个苯环上,苯基取代基的位置使化合物相对于现有技术化合物,具有二面角增大,分子构型更扭曲,减少分子聚集堆积,提高空穴的迁移,不容易形成载流子传输陷阱的化合物空间特征,一方面利于蒸镀温度的降低,减少材料在蒸镀过程中的材料堵塞问题,另一方面,得到的OLED器件在寿命上进一步得到提高,满足量产有机电致发光显示器的要求。
对所公开的实施例以及应用例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例以及应用例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例以及应用例中实现。因此,本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例,而是要符合与本申请所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发光辅助材料,其特征在于,所述发光辅助材料的结构通式如式I所示:
Ar选自苯基;
Ar1选自如下基团:
*表示基团连接位置。
2.根据权利要求1所述的发光辅助材料,其特征在于,所述发光辅助材料的结构式如式I-1-式I-3所示:
3.根据权利要求1所述的发光辅助材料,其特征在于,所述发光辅助材料的结构式如式I-4-式I-15所示:
4.根据权利要求1所述的发光辅助材料,其特征在于,所述发光辅助材料为以下结构中的任意一种:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
5.一种权利要求1所述的发光辅助材料的制备方法,其特征在于,包括:
Hal1-Hal2独立地选自氯、溴或碘;
氮气保护下,将反应物a和反应物b完全溶解在二甲苯中后,向其中添加碱、钯催化剂、膦配体,然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时,得到中间体c;
氮气保护下,将中间体c和反应物d完全溶解在二甲苯中后,向其中添加碱、钯催化剂、膦配体,然后将所得物加热至130-140℃,并搅拌8-12小时,得到式Ⅰ所示的发光辅助材料。
6.根据权利要求5所述的发光辅助材料的制备方法,其特征在于,钯催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯、二氯化钯、1,1'-二(二苯膦基)二茂铁二氯化钯、醋酸钯、双(三苯基膦)二氯化钯中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求5所述的发光辅助材料的制备方法,其特征在于,膦配体为三苯基膦、三叔丁基膦、X-Phos、三乙基膦、三甲基膦、三苯基膦、二苯基膦酸钾中的一种。
8.根据权利要求5所述的发光辅助材料的制备方法,其特征在于,碱为乙酸钾、K2CO3、K3PO4、Na2CO3、CsF、Cs2CO3或叔丁醇钠中的任意一种或至少两种的组合。
9.一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发光辅助层,所述发光辅助层包括权利要求1-4任一所述的发光辅助材料。
10.一种发光装置,其特征在于,所述发光装置包括权利要求9所述的有机电致发光器件。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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