CN106784359A - 可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 - Google Patents
可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106784359A CN106784359A CN201710037085.4A CN201710037085A CN106784359A CN 106784359 A CN106784359 A CN 106784359A CN 201710037085 A CN201710037085 A CN 201710037085A CN 106784359 A CN106784359 A CN 106784359A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon atom
- less
- light emitting
- emitting diode
- heteroaromatic
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 title abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- -1 naphthopyridine benzazolyl compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 77
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 59
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 38
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- NSXJEEMTGWMJPY-UHFFFAOYSA-N 9-[3-(3-carbazol-9-ylphenyl)phenyl]carbazole Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC(C=2C=CC=C(C=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)=CC=C1 NSXJEEMTGWMJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 15
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 abstract description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 8
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 6
- VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 2-phenylpyridine Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 0 CCCC1(C)*(C)(C(C)C(C)=C)[C@@](*2)([C@]2[F+])[C@@](C)(CC)C1 Chemical compound CCCC1(C)*(C)(C(C)C(C)=C)[C@@](*2)([C@]2[F+])[C@@](C)(CC)C1 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical class COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 3
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 3
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N Triphenylene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- CECAIMUJVYQLKA-UHFFFAOYSA-N iridium 1-phenylisoquinoline Chemical compound [Ir].C1=CC=CC=C1C1=NC=CC2=CC=CC=C12.C1=CC=CC=C1C1=NC=CC2=CC=CC=C12.C1=CC=CC=C1C1=NC=CC2=CC=CC=C12 CECAIMUJVYQLKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- IVFQIAUDJCXUJJ-UHFFFAOYSA-N 2-octylquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(CCCCCCCC)=CC=C21 IVFQIAUDJCXUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 description 1
- 238000006443 Buchwald-Hartwig cross coupling reaction Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMVXTVCLYQRAHM-UHFFFAOYSA-N N1C=CC2=CC=CC=C12.C1=CC=NC2=C1C1=CC=CC=C1C=C2 Chemical class N1C=CC2=CC=CC=C12.C1=CC=NC2=C1C1=CC=CC=C1C=C2 RMVXTVCLYQRAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006887 Ullmann reaction Methods 0.000 description 1
- YQYBUJYBXOVWQW-UHFFFAOYSA-N [3-[4-(aminomethyl)-6-(trifluoromethyl)pyridin-2-yl]oxyphenyl]-(3,4-dihydro-1H-isoquinolin-2-yl)methanone Chemical compound NCC1=CC(=NC(=C1)C(F)(F)F)OC=1C=C(C=CC=1)C(=O)N1CC2=CC=CC=C2CC1 YQYBUJYBXOVWQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N anhydrous quinoline Natural products N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012296 anti-solvent Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005264 aryl amine group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- JVZRCNQLWOELDU-UHFFFAOYSA-N gamma-Phenylpyridine Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=NC=C1 JVZRCNQLWOELDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D471/00—Heterocyclic 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
- C07D471/02—Heterocyclic 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 system contains two hetero rings
- C07D471/04—Ortho-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
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
一种有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管由一个阴极，一个阳极以及阴极与阳极间的有机半导体层构成，其中有机半导体层中包含一有机发光层，含有一可交联平衡电荷注入有机半导体化合物，其通式为：
Description
技术领域
本发明涉及有机半导体在有机发光器件的应用，尤其是一种平衡电荷注入与传输的有机半导体材料， 可作为主体材料应用于有机发光器件，改善器件性能。
背景技术
有机半导体材料属于新型光电材料，其大规模研究起源于1977年由白川英树，A.Heeger及A. McDiamid共同发现了导电率可达铜水平的掺杂聚乙炔。随后，1987年KodaK公司的C. Tang等发明了有机小分子发光二极管（OLED），和1990年剑桥大学的R. Friend及A.Holmes发明了聚合物发光二极管P-OLED，以及1998年S. Forrest与M. Thomson发明了效率更高的有机磷光发光二极管PHOLED。由于有机半导体材料具有结构易调可获得品种多样，能带可调，甚至如塑料薄膜加工一样的低成本好处，加上有机半导体在导电薄膜，静电复印，光伏太阳能电池应用，有机薄膜晶体管逻辑电路，和有机发光OLED平板显示与照明等众多应用，白川-Heeger-McDiamid三位科学家于2000年获得诺贝尔化学奖。
作为下一代平板显示应用的有机发光二极管，有机光电半导体要求有：1. 高发光效率；2. 优良的电子与空穴稳定性；3. 合适的发光颜色；4. 优良的成膜加工性。原则上，大部分共轭性有机分子（包含星射体），共轭性聚合物，和含有共轭性发色团配体的有机重金属络合物都有具备电激发光性能，应用在各类发光二极管，如有机小分子发光二极管（OLED），聚合物有机发光二极管（POLED），有机磷光发光二极管（PHOLED）。磷光PHOLED兼用了单线激发态（荧光）和三线激发态（磷光）的发光机理，显然比小分子OLED及高分子POLED高得多的发光效率。PHOLED制造技术和出色的PHOLED材料都是实现低功耗OLED显示和照明所必不可少的。PHOLED的量子效率和发光效率是荧光OLED材料的3~4倍，因此也减少了产生的热量，增多了OLED显示板的竞争力。这一点提供了使得总体上OLED显示或照明超越LCD显示以及传统光源的可能。因而，现有高端OLED器件中或多或少地掺用了磷光OLED材料。
磷光OLED材料是由含有一定共轭性的有机发光团作为二齿螯合，与金属元素形成环金属-配合体络合物，在高能光照下（如紫外光激发）或电荷注入（电激发）条件下，由于环金属-配体电荷转移（MLCT）成为激子，然后回复到基态而导致发光。在OLED器件中电荷的注入是通过在阳极施加正电压后，从阳极注入空穴，阴极注入电子，分别经过电子传输层与空穴转输层，同时进入发射层的主体材料中，电子最终进入发光掺杂剂中的最低末占分子轨道（LUMO），空穴进入发光掺杂剂中的最高占有分子轨道（HOMO）而形成激发态发光掺杂剂分子（激子态）。激子态回复剂基态后伴随着发射光能，其发射光能波长正对应着发光分子掺杂剂的能隙（HOMO-LUMO能级差）。
已有不少报道的重金属有机配合体络合物，受重金属的影响而增强了自旋轨道作用，使得本应较弱的磷光变得很强而呈现优良磷光发射。例如发绿光的三（苯基吡啶）铱（Ⅲ）配合络合物，简称为Ir(PPY)3，和其衍生物Ir(MePPY)3具有结构式为：
，
发射蓝光的FirPic具有如下结构式：
，
其中的主配体4，6-二氟代苯基吡啶主宰着发光颜色。发射红光的三（辛烷基喹啉）铱（Ⅲ）配合络合物，具有优异的高效发射性能（Adv. Mater. 2007，19，739）其结构式为：
，
发黄光的化合物如：
，
具有PL=560 nm （Chem. Mater. 2004, 16, 2480-2488）。
为获得高效的有机OLED, 通常需在发光层与阳极之间添加电子注入及电子传输层，在发光层与阴极之间添加空穴注入及空穴传输层，从而达到在发光层中平衡的电子与空穴。值得注意的是，有机半导体中，电子传输迁移率通常低于空穴传输迁移率。作为电子传输层材料通常是具有较低的LUMO--最低未占据轨道能级，如金属喹啉化合物，如三-（8-羟基）铝（Alq3），噁二唑或三唑类。最近，文献（Appl.Phys.Lett.,2007，90， 183503 等报）报道了由联苯与芳胺构成的空穴传输材料，但溶解性差及成膜困难。
发光层一般是由少量的发光材料作为客体掺杂剂掺入一具有更高能级的半导体主体材料（或本体材料Host material）中组成。近年来研究表明，对于同一种发光材料或一种颜色发光器件，主体材料的不同会导致不同的器件发光效率与工作寿命。因此，开发新型主体材料一直是影响有机发光二极管实际应用的重要课题。为便于空穴、电子的注入，理想的主体材料应具备不仅强而且平衡的空穴与电子注入和传输能力。为达到此目的，有不少改进的主体材料见报。V. Adamocich (US 2006/0280965) 披露了咔唑与三亚苯连接的本体材料，但效率很低；C. Adachi (WO 2012/114745) 披露了采用吡啶与三亚苯连接的双极性主体材料。A. Dyatkin (US 2012/0256169) 披露了由苯并噻吩、苯基和吲哚吡啶所构成的双极性主体材料。Doosan Corp.（KR 2016076882）披露了一种双吡啶吲哚桥接的双极性主体材料;李晓常（CN201310699039.2）披露了一种3-萘吡啶吲哚化合物作为双极性主体材料在有机发光层的应用，该化合物相比于CBP可显著提高发光效率，延长了器件工作寿命LT80%。但上述所有材料往往只能采用真空蒸镀成膜，不适合使用溶液成膜获得大面积、低成本OLED 器件。
发明内容
针对这一问题，基于CN201310699039.2的基础上，本文设计合成了以萘吡啶吲哚为核引入至少含有1个可交联的芳杂稠合基单元，构筑一系列双极性主体材料化合物，兼具良好的溶解性能和加热后又能转换成不溶、不熔的性能。有利于获得可溶液成膜然后通过化学交联，增加薄膜的热稳定性和抗溶剂能力，便于再次使用溶液成膜，得到多层溶液成膜所带来的低成本、与大面积的OLED器件。
本发明的化合物具体应用于一种有机发光二极管，技术方案如下：一种有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管由如下部分组成：
(a)一个阴极
(b)一个阳极
(c)一个夹心于阴极和阳极之间的有机半导体发光层，该发光层包含一主体材料和一发光材料掺杂剂,其中的主体材料具有如下结构通式：
其特征在于所述的化合物中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Y 为C 或N；
其特征在于Ar2－3为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于Ar2－3连接有至少1个交联基团的单元，所述的交联基团选自乙烯基、丙烯酸脂或三氟乙烯基。
有许多化学基团都具备交联功能，其中典型的包含在加热或紫外光照耀下的交联基团，列如连接在苯环上的如下包含乙烯基（A）、丙烯基（B）、及三氟乙烯基（C）：
原则上以上基团都可以通过化学键接在本专利发明的主体化合物，达到所属的效果。一种情况下，所述的有机发光二极管中发光层主体材料具有如下结构式(II)：
另一种情况下，所述的有机发光二极管中发光层主体材料具有如下结构式（III）：
或：
或：
其中（II）～（V）中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于18的稠合芳杂环；所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；所述的化合物中Y 为C 或N；Ar2－3为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环。
上述的有机发光二极管中发光层主体材料易溶于通常溶剂，如二甲苯，1，2－二氯乙烷，苯甲醚等，便于通过旋涂、溶液喷墨打印或是印刷等形成薄膜，在紫外光照耀下或是加热条件下，如温度大于160oC下, 又形成不溶性交联网络结构薄膜。例如结构（II） 可通过如下反应形成交联结构：
其它结构可通过在紫外光照耀下或是加热条件下，加热温度大于160oC下, 反应形成如下交联结构：
或：
或：
或：
其中化学式中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于16的稠合芳杂环；所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环； 所述的化合物中Y为C 或N；Ar2为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环。
在本发明的范畴内，有机发光二极管中发光层主体材料包含如下可溶液旋涂和可交联的主体材料结构：
。
以上各种化合物原理上可通过多种化学反应制备，其中最常用的是仲胺与卤代芳杂环，在钯催化剂下通过Ullmann反应或Buchwald- Hartwig反应而得。出于分子设计目的，有意识地选用亲电性芳杂环（acceptor）和空穴传输性芳杂环（donor）结合成分子，使得所述的化合物具有D-A结构，兼具平衡电子于空穴注入性能。
根据本专利范围所述的有机发光二极管，其中所述的有机发光二极管中发光层中的发光材料可以为一发光波长为510-550nm 的绿光材料；发光材料也可以为一发光波长为551-580nm 的黄光材料；或为一发光波长为581-630nm 的红光材料。为获得高效的绿光和红光OLED，通常是使用三线态磷光OLED.其中的发射层含有磷光发光材料，如Ir(ppy)3 为绿光，或 Ir(Piq)3 作为红光掺杂剂，用2至15%的浓度发光（重量）材料，掺杂到一个主体材料中，
Ir(ppy)3 Ir(Piq)3。
根据本专利范围所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管有时为了获得更高性能发光二极管，发光层中还可以含有一增加电子或空穴注入能力的辅助主体材料，也即使用混合主体材料，其中辅助主体材料与主要主体材料的配比为5-45%。作为绿色及红色磷光OLED, 任何三线态能级大于2.4 eV的主体材料都可作为本发明的发光材料OLED 的应用。优选的辅助主体材料有供电性材料DBPP：
DBPP，
辅助主体材料也可以是下列电负性材料MCBP：
MCBP 。
在传统的有机发光二极管芯片中，通常是采用透明导电玻璃，或镀有铟-锡氧化物ITO 上蒸镀一层空穴注入层HIL，然后依次一层空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注入层EIL，最后加一层金属，如铝金属层，作为阳极导电及密封层。（图1）当ITO接正电，铝连接负电到一定电场后，空穴从ITO 经HIL注入和HTL传输至EML, 而电子从铝连接的EIL注入后、经过ETL传输至EML。 电子与空穴在EML 中相遇、复合成激发子（Exciton)，然后部分激发子以光辐射形式释放出能量回到基态。光辐射的波长由EML层中的发光掺杂剂的能隙决定。
主体材料常用的是含咔唑或芳胺结构类材料。一种常用的主体材料是4,4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)：
。
为达到优良的磷光器件性能，在阳极上，可任选一空穴注入层，如酞青兰（CuPc）或其他含芳氨的化合物 (Appl.Phys.Lett., 69, 2160(1996)，如m-TDATA，
。
同样地，在空穴注入层与发射层EML之间， 还可选择一空穴传输层，如使用4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯（α-NPD）
，
或是聚（3，4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（PEDOT）（CAS：155090-83-8）：
。
为平衡电子与空穴的注入，提高发光效率，可任选一电子传输空穴阻挡（ETHB) 材料，例子是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯TPBi，其结构为：
。
在ETL与阴极之间，还通常使用电子注入层。电子注入层通常是功函较低的金属鋰，或其化合物如8-羟基喹啉鋰（Liq）：
。
因此，OLED发光器件是一复杂的多层结构，图1为一典型的构造，但不是唯一的应用结构。 其中有机半导体层的总体厚度是50-250纳米， 优选总厚度为80-180纳米。
使用OLED发光器件，可用于平板屏显示，如手机屏，i-Pack 屏，电视屏，电脑屏等。
附图说明
图1为有机发光二极管结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例子对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1：化合物的合成与制备
根据化学反应通式原理分别制备如下各可交联主体材料化合物，所列出的化合物通过质谱验证了分子量及分子所具有的碎片，具体见表1。
表1：化合物合成及表征
。
实施例2：器件应用实例
在一导电玻璃ITO表面， 经过溶剂、等离子清洗后，溶液旋涂PEDOT 导电聚合物作为空穴注入层，使用聚（三苯胺－9.9－二庚烷芴）溶液旋涂膜作为空穴传输层，然后使用2%的主体材料/发光掺杂剂绿光Ir(Me-PPY）3或红光Ir(piq-hex)3(掺杂浓度8%重量)混合溶液旋涂后，经过氮气下加热到160oC处理30分钟，使其薄膜成为不熔不溶； 其次使用溶液旋涂一层TPBi（300 Å）， 最后在一个本底真空达10-5 帕的多源蒸发OLED 制备设备中，蒸镀 电子注入层LiF（10 Å）/Al100 Å ，制备OLED 器件。 使用不同的Host OLED 发光器件以便做比较。对比主体材料：
，
所有制成的OLED 器件经过封装后进行测试I-V-L和加速老化试验，结果总结如表2。
表2：OLED 器件性能(@1000 nits)
。
表2说明本发明化合物为例的主体材料应用于已知绿光（发光波长520 nm）、红光(发光波长620 nm) 掺杂发光OLED具有明显的提升发光性能，比现有的主体材料DBCz所对应的对比器件A、B，具有更高的发光效率LE（提升幅度在30%以上），且驱动电压更低， 加速老化寿命LT90%延长了50%以上时间；同时，本发明的化合物1-11与MCBP辅助主体材料混合所制备的器件13和14具有优异的电流效率和较长的老化寿命。
以上表明，在一平衡电荷注入萘吡啶吲哚化合物的N原子上连接一可交联性芳杂融合环，有利于改善电荷平衡注入与发光稳定性，尤其是可获得可溶液成膜然后通过化学交联发光层，然后可连续再次使用溶液成膜电子传输层ET, 有利于获得低成本、大面积溶液制造的OLED器件。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管由如下部分组成：
一个阴极
一个阳极
一个夹心于阴极和阳极之间的有机半导体发光层，该发光层包含一主体材料和一发光材料掺杂剂,其中的主体材料具有如下结构通式：
(Ⅰ)
其特征在于所述的化合物中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于16的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Y 为C 或N；
其特征在于Ar2－3为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于Ar2－3连接有至少1个交联基团的单元，所述的交联基团选自乙烯基、丙烯酸脂或三氟乙烯基。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层主体材料具有如下结构式：
或：
，
其特征在于所述的化合物中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Y 为C 或N；
其特征在于Ar2－3为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层主体材料在加热温度大于160oC，形成不溶性交联网络结构：
（II－X）
或：
或：
或：
，
其特征在于所述的化合物中X 为一单键，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环， 一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Ar1为H, 一碳原子小于8 的烷基，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；
其特征在于所述的化合物中Y 为C 或N；
其特征在于Ar2－3为H，一碳原子小于18的芳环，一碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层主体材料包含如下结构式：
。
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层中的发光材料为一发光波长为510-550nm 的绿光材料。
6.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层中的发光材料为一发光波长为551-580nm 的黄光材料。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层中的发光材料为一发光波长为581-630nm 的红光材料。
8.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征是所述的有机发光二极管中发光层中含有一增加电子或空穴注入能力的辅助主体材料，包含供电性材料辅助主体材料有供电性材料DBPP或是电负性辅助主体材料材料MCBP：
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710037085.4A CN106784359B (zh) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710037085.4A CN106784359B (zh) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106784359A true CN106784359A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106784359B CN106784359B (zh) | 2018-04-24 |
Family
ID=58944481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710037085.4A Active CN106784359B (zh) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | 可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106784359B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3872883A4 (en) * | 2018-10-25 | 2022-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | LIGHT EMITTING ELEMENT |
| EP3872882A4 (en) * | 2018-10-25 | 2022-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | LIGHT EMITTING ELEMENT |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101220154A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-16 | 上海交通大学 | 交联型聚合物膜主体材料及其制备方法和使用方法 |
| CN102010499A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-13 | 常州大学 | 带有可交联基团的芴聚合物、交联薄膜及其制备方法 |
| CN102960064A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-03-06 | 通用显示公司 | 含添加剂化合物的交联电荷传输层 |
| CN103012173A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可交联化合物及其制备方法和由其制成的发光器件 |
| CN103682169A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 江西冠能光电材料有限公司 | 一种双极性本体材料 |
| WO2016046077A1 (de) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Cynora Gmbh | Vernetzbare hostmaterialien |
-
2017
- 2017-01-19 CN CN201710037085.4A patent/CN106784359B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101220154A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-16 | 上海交通大学 | 交联型聚合物膜主体材料及其制备方法和使用方法 |
| CN102960064A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-03-06 | 通用显示公司 | 含添加剂化合物的交联电荷传输层 |
| CN102010499A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-13 | 常州大学 | 带有可交联基团的芴聚合物、交联薄膜及其制备方法 |
| CN103012173A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可交联化合物及其制备方法和由其制成的发光器件 |
| CN103682169A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 江西冠能光电材料有限公司 | 一种双极性本体材料 |
| WO2016046077A1 (de) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Cynora Gmbh | Vernetzbare hostmaterialien |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 唐远菊 等: "溶液法制备基于新型热交联主体材料OLED器件的研究", 《发光学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3872883A4 (en) * | 2018-10-25 | 2022-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | LIGHT EMITTING ELEMENT |
| EP3872882A4 (en) * | 2018-10-25 | 2022-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | LIGHT EMITTING ELEMENT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106784359B (zh) | 2018-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kanagaraj et al. | Small molecules in light‐emitting electrochemical cells: promising light‐emitting materials | |
| CN106611823B (zh) | 一种可交联有机半导体主体材料及其有机发光二极管应用 | |
| Yook et al. | Small molecule host materials for solution processed phosphorescent organic light‐emitting diodes | |
| CN106831884A (zh) | 有机金属铱络合物、及其有机电致发光器件应用 | |
| CN106977520B (zh) | 一种含吲哚并咔唑有机半导体材料及其有机发光器件应用 | |
| CN107221611B (zh) | 一种稳定易加工有机半导体材料及其有机发光器件应用 | |
| TWI530484B (zh) | 可溶液加工之摻雜三芳胺之電洞注入材料 | |
| CN106816544B (zh) | 一种可交联双极性有机半导体及其有机发光二极管应用 | |
| CN106800555B (zh) | 一种有机半导体主体材料及其有机发光二极管应用 | |
| CN113135945A (zh) | 一种有机硼半导体材料及oled器件应用 | |
| Dubey et al. | Fluorene based amorphous hole transporting materials for solution processed organic light-emitting diodes | |
| CN105111243A (zh) | 发光金属铱络合物及其制备的有机电致发光器件 | |
| CN104557440A (zh) | 一种取代苯并菲衍生物类有机发光二极管材料 | |
| JP2014239219A (ja) | 有機発光素子 | |
| CN106977527B (zh) | 一种有机半导体化合物和使用该化合物的有机电致发光器件 | |
| CN106165140B (zh) | 有机发光器件 | |
| CN106749341B (zh) | 平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 | |
| CN104447505A (zh) | 一种稳定的有机发光二极管 | |
| CN103956436B (zh) | 一种有机半导体空穴传输材料 | |
| CN106654035B (zh) | 一种有机半导体主体材料及其有机发光二极管应用 | |
| CN106784359B (zh) | 可交联平衡电荷注入有机半导体及其有机发光二极管应用 | |
| CN108586539B (zh) | 含二苯并噻吩环金属铱配合物及其作为有机电致发光器件发光层掺杂材料的应用 | |
| CN106684253B (zh) | 一种吲哚喹喔啉有机发光二极管材料 | |
| KR102128299B1 (ko) | 신규한 유기전기발광 화합물, 이를 포함하는 유기전기발광소자 및 전자 기기 | |
| CN106654036B (zh) | 一种双极性有机半导体及其有机发光二极管应用 |
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 |