一种以咔唑为核心的化合物、制备方法及其在有机电致发光器件上的应用与流程

文档序号:18005414发布日期:2019-06-25 23:18阅读:145来源:国知局
一种以咔唑为核心的化合物、制备方法及其在有机电致发光器件上的应用与流程
本发明属于半导体
技术领域
,尤其涉及一种以咔唑为核心的化合物、制备方法及其在有机电致发光器件上的应用。
背景技术
:有机电致发光(oled:organiclightemissiondiodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品,也可以用于制作新型照明产品,有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明,应用前景十分广泛。oled发光器件犹如三明治的结构,包括电极材料膜层以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料,各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成oled发光器件。oled发光器件作为电流器件,当对其两端电极施加电压,并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷时,正负电荷进一步在发光层中复合,即产生oled电致发光。当前,oled显示技术已经在智能手机,平板电脑等领域获得应用,进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展,但是,和实际的产品应用要求相比,oled器件的发光效率和使用寿命等性能还需要进一步提升。目前对oled发光器件提高性能的研究包括: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的创新,更需要oled光电功能材料不断研究和创新,创制出更高性能的oled功能材料。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,分别为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、电子阻挡材料、空穴注入传输材料和空穴阻挡材料,还可以将发光材料分为主体发光材料和掺杂材料。为了制作高性能的oled发光器件,要求各种有机功能材料具备良好的光电性能,譬如,作为电荷传输材料,要求具有良好的载流子迁移率,高玻璃化转化温度等,作为发光层的主体材料具有良好双极性,适当的homo/lumo能阶等。构成oled器件的oled光电功能材料膜层至少包括两层以上结构,产业上应用的oled器件结构则包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等多种膜层,也就是说应用于oled器件的光电功能材料至少包括空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料等,材料类型和搭配形式具有丰富性和多样性的特点。另外,对于不同结构的oled器件搭配而言,所使用的光电功能材料具有较强的选择性,相同的材料在不同结构器件中的性能表现也可能完全迥异。因此,针对当前oled器件的产业应用要求以及oled器件的不同功能膜层,器件的光电特性需求,必须选择更适合、性能更高的oled功能材料或材料组合,才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。就当前的oled显示照明产业的实际需求而言,目前oled材料的发展还远远不够,落后于面板制造企业的要求,作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。技术实现要素:本发明为了解决上述技术问题提供一种以咔唑核心的化合物及其在有机电致发光器件上应用,本发明化合物含有咔唑结构,具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性,合适的homo和lumo能级,较高eg,通过器件结构优化,可有效提升oled器件的光电性能以及oled器件的寿命。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种以咔唑为核心的化合物,该化合物的结构如通式(1)所示:其中,ar1、ar2、ar3分别独立的表示为单键、取代或未取代的c6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5~60元杂亚芳基中的一种,所述杂原子为氮、氧或硫,ar1、ar2、ar3可以相同或不同;通式(1)中,r1、r2、r3分别独立的表示为氢原子或者通式(2)所示结构,r1、r2、r3可以相同或不同,且r1、r2、r3不同时为氢原子;其中,x1表示为氧原子、硫原子、硒原子、c1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基中的一种。通式(1)中,ar1、ar2、ar3分别独立的表示为单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基或亚吡啶基中的一种。进一步,所述化合物的具体结构式为:中的任意一种。本发明提供一种以咔唑为核心的化合物的制备方法,包括:采用制备方法1的反应方程式如下所示:具体制备过程包括以下步骤:1)将原料a与原料b加入甲苯中进行溶解,其中,所述甲苯用量为每克原料a使用30~50ml甲苯,所述原料a与原料b的摩尔比为1:(1.0~1.5);2)向步骤1)的反应体系中加入pd(pph3)4和碳酸钠,其中,所述pd(pph3)4与原料a的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与原料a的摩尔比为(1.5~3.0):1,得到混合溶液;3)在氮气保护下,将步骤2)中得到的混合溶液于95~110℃,反应10~24小时,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液进行减压旋蒸,过中性硅胶柱,得到中间体c;4)将步骤3)中得到的中间体c与原料d加入甲苯中进行溶解,其中,所述甲苯用量为每克中间体c使用30-50ml甲苯,所述中间体c与原料d的摩尔比为1:(1.0~1.5);5)向步骤4)的反应体系中加入pd(pph3)4和碳酸钠,其中,所述pd(pph3)4与中间体c的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与中间体c的摩尔比为(1.5~3.0):1,得到混合溶液;6)在氮气保护下,将步骤5)中得到的混合溶液于95~110℃,反应10~24小时,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液进行减压旋蒸,过中性硅胶柱,得到中间体e。7)将中间体e与原料f加入甲苯中溶解,其中,所述甲苯用量为每克中间体e使用30~50ml甲苯,所述中间体e与原料f的摩尔比为1:(1.0~1.5);8)向步骤7)中的反应体系中加入pd2(dba)3、三叔丁基膦和叔丁醇钠;所述pd2(dba)3与中间体e的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述三叔丁基膦与中间体e的摩尔比为(0.005~0.02):1,所述叔丁醇钠与中间体e的摩尔比为(1.5~3.0):1,得到混合液;9)在惰性气体的保护下,将步骤8)中得到的混合溶液于95~110℃的温度条件下反应10~24h,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液旋蒸至无溶剂,过中性硅胶柱,得到目标产物1;采用制备方法2的反应方程式如下所示:具体制备过程包括以下步骤:1)将原料g与原料f加入甲苯中溶解,其中,所述甲苯用量为每克原料g使用30-50ml甲苯,所述中原料g与原料f的摩尔比为1:(1.0~1.5);2)向步骤1)中的反应体系中加入pd2(dba)3、三叔丁基膦与叔丁醇钠;所述pd2(dba)3与原料g的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述三叔丁基膦与原料g的摩尔比为(0.005~0.02):1,所述叔丁醇钠与原料g的摩尔比为(1.5~3.0):1,得到混合溶液;3)在惰性气体的保护下,将步骤2)中得到的混合溶液于95~110℃的温度条件下反应10~24h,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液旋蒸至无溶剂,过中性硅胶柱,得到中间体h;4)将步骤3)中得到的中间体h与原料b加入甲苯中溶解,其中,所述甲苯用量为每克中间体h使用30-50ml甲苯,所述中间体h与原料b的摩尔比为1:(1.0~1.5);5)向步骤4)反应体系中加入pd(pph3)4和碳酸钠,其中,所述pd(pph3)4与中间体h的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与中间体h的摩尔比为(1.5~3.0):1,得到混合溶液;6)在氮气保护下,将步骤5)中得到的混合溶液于95~110℃,反应10~24小时,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液进行减压旋蒸,过中性硅胶柱,得到中间体i;7)将步骤6)得到的中间体i与原料d加入甲苯中溶解,其中,所述甲苯用量为每克中间体i使用30~50ml甲苯,所述中间体i与原料d的摩尔比为1:(1.0~1.5);8)向步骤7)反应体系中加入pd(pph3)4和碳酸钠,其中,所述pd(pph3)4与中间体i的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与中间体i的摩尔比为(1.5~3.0):1;9)在氮气保护下,将上述混合溶液于95~110℃,反应10~24小时,自然冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液进行减压旋蒸,过中性硅胶柱,得到目标产物2。本发明还提供一种以咔唑为核心的化合物在有机电致发光器件中的应用,该有机电致发光器件,包括至少一层功能层含有上述一种以咔唑为核心的化合物。在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。进一步,所述功能层为发光层。进一步,所述功能层为空穴传输层与电子阻挡层。本发明还提供一种照明或显示的元件,包括上述有机电致发光器件。本发明的有益效果是:1、本发明化合物以咔唑为核心,连接对称或非对称的刚性基团,破坏分子的结晶性,避免分子间的聚集作用,具有高的玻璃化温度,材料在oled器件应用时,可保持高的膜层稳定性,提高oled器件使用寿命。2、本发明化合物结构使得电子和空穴在发光层的分布更加平衡,在恰当的homo能级下,提升了空穴注入/传输性能;在合适的lumo能级下,又起到了电子阻挡的作用,提升激子在发光层中的复合效率;作为oled发光器件的发光功能层材料使用时,咔唑搭配本发明范围内的支链可有效提高激子利用率和高荧光辐射效率,降低高电流密度下的效率滚降,降低器件电压,提高器件的电流效率和寿命。3、本发明化合物以咔唑基团为中心,连接的3个支链呈放射状,材料成膜后,各支链可相互交叉形成致密性高的膜层,从而降低材料在oled器件应用后的漏电流,因此提高器件使用寿命。4、本发明所述化合物在oled发光器件中具有良好的应用效果,其制备方法简单,具有良好的产业化前景。附图说明图1为本发明所列举的材料应用于oled器件的结构示意图;图2为本发明制备的器件和对比器件在不同温度下测量的效率曲线图;图3为本发明器件实施例1与器件比较例1所制作的器件进行反向电压的漏电流测试曲线图。附图中,各标号所代表的部件列表如下:1、透明基板层,2、ito阳极层,3、空穴注入层,4、空穴传输层,5、电子阻挡层,6、发光层,7、空穴阻挡层/电子传输层,8、电子注入层,9、阴级反射电极层。具体实施方式以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。实施例1:中间体e的合成下面所用ar2、ar3、r2、r3等符号的含义与说明书
发明内容部分的相同;(1)在氮气氛围下,称取原料a和原料b溶解于甲苯中,然后加入pd(pph3)4和碳酸钠,搅拌混合物,将上述反应的混合溶液加热至95~110℃,加热回流10~24h,反应结束后,冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液旋蒸至无溶剂,过中性硅胶柱,得到中间体c;其中,所述原料a与原料b的摩尔比为1:(1.0~1.5),所述pd(pph3)4与原料a的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与原料a的摩尔比为(1.5~3.0):1;(2)在氮气氛围下,称取中间体c和原料d溶解于甲苯中,然后加入pd(pph3)4和碳酸钠,搅拌混合物,将上述反应的混合溶液加热至95~110℃,加热回流10~24h,反应结束后,冷却至室温,并过滤反应溶液,滤液旋蒸至无溶剂,过中性硅胶柱,得到中间体e;其中,所述中间体c与原料d的摩尔比为1:(1.0~1.5),所述pd(pph3)4与中间体c的摩尔比为(0.005~0.01):1,所述碳酸钠与中间体c的摩尔比为(1.5~3.0):1;以中间体e5合成为例:(1)在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体h1,0.012mol原料b3,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.02mol碳酸钠,1×10-4molpd(pph3)4,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度98.7%,收率70.5%;(2)在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体c1,0.012mol原料d3,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.02mol碳酸钠,1×10-4molpd(pph3)4,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.2%,收率69.5%;元素分析结构(分子式c36h23no):理论值c,89.05;h,4.77;n,2.88;o,3.29;测试值:c,89.04;h,4.79;n,2.85;o,3.32。esi-ms(m/z)(m+):理论值为485.18,实测值为485.25。根据实施例1中制备中间体e5的方法来制备中间体e2与中间体e4,其原料对应替换使用如下表1所示:表1实施例2:化合物1的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体e1,0.012mol原料f1,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.03mol叔丁醇钠,5×10-5molpd2(dba)3,5×10-5mol三叔丁基膦,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.1%,收率69.7%;元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.87;h,4.92;n,1.95;o,2.26。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.34。实施例3:化合物5的合成:化合物5的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料f2替换原料f1。元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.86;h,4.93;n,1.94;o,2.27。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例4:化合物9的合成:化合物9的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料e2替换原料e1。元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.88;h,4.92;n,1.94;o,2.26。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例5:化合物11的合成:化合物11的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料e3替换原料e1。元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.83;h,4.95;n,1.97;o,2.25。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例6:化合物13的合成:化合物5的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料e4替换原料e1。元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.84;h,4.93;n,1.99;o,2.24。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例7:化合物17的合成:化合物17的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料f3替换原料f1。元素分析结构(分子式c48h31no):理论值c,90.40;h,4.90;n,2.20;o,2.51;测试值:c,90.43;h,4.91;n,2.17;o,2.49。esi-ms(m/z)(m+):理论值为637.24,实测值为637.35。实施例8:化合物27的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol原料e3,0.012mol原料f4,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.03mol叔丁醇钠,5×10-5molpd2(dba)3,5×10-5mol三叔丁基膦,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.4%,收率64.3%;元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.86;h,4.93;n,1.94;o,2.27。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例9:化合物30的合成:化合物30的制备方法同实施例7,不同之处在于用原料e4替换原料e3。元素分析结构(分子式c54h35no):理论值c,90.85;h,4.94;n,1.96;o,2.24;测试值:c,90.87;h,4.92;n,1.94;o,2.27。esi-ms(m/z)(m+):理论值为713.27,实测值为713.35。实施例10:化合物51的合成:化合物5的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料f5替换原料f1。元素分析结构(分子式c57h41n):理论值c,92.52;h,5.59;n,1.89;测试值:c,92.55;h,5.58;n,1.91。esi-ms(m/z)(m+):理论值为739.32,实测值为739.37。实施例11:化合物53的合成:化合物5的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料f6替换原料f1。元素分析结构(分子式c57h41n):理论值c,92.52;h,5.59;n,1.89;测试值:c,92.53;h,5.61;n,1.92。esi-ms(m/z)(m+):理论值为739.32,实测值为739.38。实施例12:化合物63的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol原料e4,0.012mol原料f5,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.03mol叔丁醇钠,5×10-5molpd2(dba)3,5×10-5mol三叔丁基膦,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度98.9%,收率66.7%;元素分析结构(分子式c57h41n):理论值c,92.52;h,5.59;n,1.89;测试值:c,92.55;h,5.61;n,1.85。esi-ms(m/z)(m+):理论值为739.32,实测值为739.39。实施例13:化合物75的合成:化合物30的制备方法同实施例7,不同之处在于用原料f6替换原料f4。元素分析结构(分子式c57h41n):理论值c,92.52;h,5.59;n,1.89;测试值:c,92.55;h,5.61;n,1.85。esi-ms(m/z)(m+):理论值为739.32,实测值为739.34。实施例14:化合物81的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体h1,0.024mol原料d3,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.04mol碳酸钠,2×10-4molpd(pph3)4,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.2%,收率73.5%;元素分析结构(分子式c60h37no2):理论值c,89.64;h,4.64;n,1.74;o,3.98;测试值:c,89.66;h,4.61;n,1.72;o,4.01。esi-ms(m/z)(m+):理论值为803.28,实测值为803.34。实施例15:化合物91的合成:化合物30的制备方法同实施例7,不同之处在于用原料f8替换原料f4。元素分析结构(分子式c57h41n):理论值c,92.52;h,5.59;n,1.89;测试值:c,92.55;h,5.60;n,1.86。esi-ms(m/z)(m+):理论值为739.32,实测值为739.34。实施例16:化合物99的合成:化合物5的制备方法同实施例1,不同之处在于用原料f9替换原料f1。元素分析结构(分子式c60h40n2):理论值c,91.34;h,5.11;n,3.55;测试值:c,91.31;h,5.12;n,3.57。esi-ms(m/z)(m+):理论值为788.32,实测值为788.39。实施例17:化合物109的合成:化合物30的制备方法同实施例7,不同之处在于用原料f9替换原料f4。元素分析结构(分子式c60h40n2):理论值c,91.34;h,5.11;n,3.55;测试值:c,91.35;h,5.09;n,3.57。esi-ms(m/z)(m+):理论值为788.32,实测值为788.41。实施例18:化合物146的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体h2,0.024mol原料b10,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.04mol碳酸钠,2×10-4molpd(pph3)4,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.2%,收率73.5%;元素分析结构(分子式c54h33no2):理论值c,89.11;h,4.57;n,1.92;o,4.40;测试值:c,89.14;h,4.55;n,1.93;o,4.38。esi-ms(m/z)(m+):理论值为727.25,实测值为727.33。实施例19:化合物158的合成:(1)在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol3-溴-9h咔唑,0.012mol原料b10,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.02mol碳酸钠,1×10-4molpd(pph3)4,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.2%,收率75.5%;(2)在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体s1,0.012mol原料f1,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.03mol叔丁醇钠,5×10-5molpd2(dba)3,5×10-5mol三叔丁基膦,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.3%,收率55.7%;元素分析结构(分子式c48h29no2):理论值c,88.46;h,4.49;n,2.15;o,4.91;测试值:c,88.47;h,4.50;n,2.16;o,4.87。esi-ms(m/z)(m+):理论值为651.22,实测值为651.31。实施例20:化合物159的合成:在250ml的三口瓶中,通氮气保护下,加入0.01mol中间体e5,0.012mol原料b10,150ml甲苯搅拌混合,然后加入0.03mol叔丁醇钠,5×10-5molpd2(dba)3,5×10-5mol三叔丁基膦,加热至105℃,回流反应24小时,取样点板,显示无溴代物剩余,反应完全;自然冷却至室温,过滤,滤液进行减压旋蒸(-0.09mpa,85℃),过中性硅胶柱,得到目标产物,hplc纯度99.3%,收率60.7%;元素分析结构(分子式c54h33no2):理论值c,89.11;h,4.57;n,1.92;o,4.40;测试值:c,89.14;h,4.55;n,1.93;o,4.38。esi-ms(m/z)(m+):理论值为727.25,实测值为727.33。本发明化合物在发光器件中使用,可以作为电子阻挡层材料,也可以作为发光层主客体材料使用。对本发明上述实施例制备的化合1、5、9、11、13、17、27、30、51、53、63、75、81、91、99、109、146、158、159分别进行热性能、homo能级的测试,检测结果如表1所示。表2注:三线态能级t1是由日立的f4600荧光光谱仪测试,材料的测试条件为2×10-5mol/l的甲苯溶液;玻璃化温度tg由示差扫描量热法(dsc,德国耐驰公司dsc204f1示差扫描量热仪)测定,升温速率10℃/min;最高占据分子轨道homo能级及最低占据分子轨道lumo能级是由光电子发射谱仪(ac-2型pesa)测试,测试为大气环境。由上表数据可知,本发明制备的有机化合物具有高的玻璃转化温度,可提高材料膜相态稳定性,进一步提高器件使用寿命;本发明材料和现有应用材料具有相似的homo能级的同时,还具有高的三线态能级(t1),可以阻挡发光层能量损失,从而提升器件发光效率。因此,本发明含有咔唑的有机材料在应用于oled器件的不同功能层后,可有效提高器件的发光效率及使用寿命。以下通过器件实施例1~19和器件比较例1详细说明本发明合成的oled材料在器件中的应用效果。本发明所述器件实施例2~19、器件比较例1与器件实施例1相比所述器件的制作工艺完全相同,并且所采用了相同的基板材料和电极材料,电极材料的膜厚也保持一致,所不同的是器件实施例1~8对器件中的发光层材料做了变换;器件实施例9~19对器件的空穴传输/电子阻挡层材料做了变换,各实施例所得器件的性能测试结果如表3所示。器件实施例1:如图1所示,一种电致发光器件,其制备步骤包括:a)清洗透明基板层1上的ito阳极层2,分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗各15分钟,然后在等离子体清洗器中处理2分钟;b)在ito阳极层2上,通过真空蒸镀方式蒸镀空穴注入层材料hat-cn,厚度为10nm,这层作为空穴注入层3;c)在空穴注入层3上,通过真空蒸镀方式蒸镀空穴传输材料npb,厚度为60nm,该层为空穴传输层4;d)在空穴传输层4上,通过真空蒸镀方式蒸镀电子阻挡材料tpac,厚度为20nm,该层为电子阻挡层5;e)在电子阻挡层5之上蒸镀发光层6,主体材料为本发明实施例制备的化合物1和化合物gh,掺杂材料为ir(ppy)3,化合物1、gh和ir(ppy)3三者质量比为50:50:10,厚度为40nm;f)在发光层6之上,通过真空蒸镀方式蒸镀电子传输材料tpbi,厚度为40nm,这层有机材料作为空穴阻挡/电子传输层7使用;g)在空穴阻挡/电子传输层7之上,真空蒸镀电子注入层lif,厚度为1nm,该层为电子注入层8;h)在电子注入层8之上,真空蒸镀阴极al(100nm),该层为阴极反射电极层9;按照上述步骤完成电致发光器件的制作后,测量器件的驱动电压,电流效率,其结果见表3所示。相关材料的分子结构式如下所示:器件实施例2:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物5和ir(ppy)3按重量比88:12混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例3:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物11和ir(ppy)3按重量比92:8混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例4:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物51、gh和ir(ppy)3按重量比70:30:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例5:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物63、gh和ir(ppy)3按重量比60:40:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例6:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物75、gh和ir(ppy)3按重量比40:60:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例7:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物81、gh和ir(ppy)3按重量比30:70:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例8:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:本发明实施例制备的化合物91、gh和ir(ppy)3按重量比50:50:8混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例9:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物9)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例10:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物13)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例11:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物17)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例12:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物27)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例13:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物30)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例14:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物53)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例15:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物99)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例16:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物109)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例17:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物146)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例18:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物158)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件实施例19:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:本发明实施例制备的化合物159)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)所得电致发光器件的检测数据见表3所示。器件比较例1:ito阳极层2(厚度:150nm)/空穴注入层3(厚度:10nm,材料:hat-cn)/空穴传输层4(厚度:60nm,材料:npb)/电子阻挡层5(厚度:20nm,材料:tapc)/发光层6(厚度:40nm,材料:cbp和ir(ppy)3按重量比90:10混掺构成)/空穴阻挡/电子传输层7(厚度:35nm,材料:tpbi)/电子注入层8(厚度:1nm,材料:lif)/al(厚度:100nm)。所得电致发光器件的检测数据见表3所示。表3编号电流效率(cd/a)色彩lt95寿命(hr)@5000nits器件实施例152.3绿光53.7器件实施例248.5绿光39.7器件实施例347.3绿光48.9器件实施例455.8绿光55.7器件实施例556.1绿光56.3器件实施例654.2绿光54.4器件实施例752.3绿光57.3器件实施例854.6绿光55.1器件实施例945.1绿光33.7器件实施例1044.6绿光36.8器件实施例1142.7绿光34.9器件实施例1248.5绿光30.7器件实施例1343.7绿光28.8器件实施例1444.6绿光29.2器件实施例1543.5绿光27.8器件实施例1640.8绿光29.7器件实施例1748.4绿光30.8器件实施例1844.9绿光28.1器件实施例1948.5绿光31.6器件比较例132.5绿光13.4由表3的结果可以看出,本发明制备的有机化合物可应用于oled发光器件制作,并且与器件比较例1相比,无论是效率还是寿命均比已知oled材料获得较大改观,特别是器件的使用寿命获得较大的提升。进一步的本发明材料制备的oled器件在高温下能够保持长寿命,将器件实施例1~19和器件比较例1在85℃进行高温驱动寿命测试,所得结果如表4所示。表4从表4的数据可知,器件实施例1~19为本发明材料和已知材料搭配的器件结构,和器件比较例1相比,高温下,本发明提供的oled器件具有很好的驱动寿命。通过进一步的实验研究,发现本发明材料制备的oled器件在低温下工作时效率也比较稳定,将器件实施例1、4、17和器件比较例1在-10~80℃区间进行效率测试,所得结果如表5所示。表5从表5的数据可知,器件实施例1、4、17为本发明材料和已知材料搭配的器件结构,和器件比较例1相比,不仅低温效率高,而且在温度升高过程中,效率平稳升高。为进一步测试本发明化合物所产生的有益效果,将本发明器件实施例1和器件比较例1所制作器件进行反向电压的漏电流测试,测试数据图3所示,其从图3中可得知应用本发明化合物的器件实施例1和器件比较例1所制作器件相比,漏电流很小,且电流曲线稳定,因此,本发明材料应用于器件制作后,具有较长使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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