一种具有优异本征热稳定性的发光材料及包含其的有机电致发光器件的制作方法
本发明属于oled,具体包含一种具有优异本征热稳定性的发光材料及包含其的有机电致发光器件。
背景技术:
1、在车载oled显示应用中,工作环境远比消费电子产品严苛,车内电子元件需长期承受宽幅温度波动、高湿度及持续高亮度驱动,这对发光材料的稳定性提出了极高要求。为实现车规级使用寿命,发光层中的硼氮客体材料不仅要在高电流密度下保持高效发光,更须具备优异的本征热稳定性。然而,当前该类材料仍面临若干核心技术挑战:部分分子骨架中引入的杂环单元(如呋喃)仅通过柔性连接与主体相连,导致其与硼原子之间的化学键在热应力下容易断裂;同时,当分子结构中缺少保护基团时,刚性的多环芳烃骨架在高温环境中仍会产生显著的低频振动和构象弛豫,加速非辐射能量耗散并引发化学键断裂。此外,车载oled对薄膜均匀性要求极高,须经长时间真空蒸镀,在持续热蒸发过程中可能发生部分预分解,产生微量杂质。这些降解杂质在器件工作中成为高效的激子淬灭中心和电荷陷阱,最终导致器件的高温工作寿命和宽温域发光稳定性难以满足车规级要求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题,本发明提供一种具有优异本征热稳定性的发光材料及包含其的有机电致发光器件。
2、为实现以上目的,本发明所采用的技术方案包括:
3、本发明的第一方面提供一种具有优异本征热稳定性的发光材料,所述发光材料的结构通式如式i所示:
4、i;
5、其中,r1为单取代基到最大允许取代基,选自碳原子数为c1-c10的烷基、碳原子数为c3-c10的环烷基中的任意一种,相邻的r1可以连接成环结构;
6、r2至r5各自独立地选自氢、碳原子数为c1-c10的烷基、碳原子数为c3-c10的环烷基、取代或未取代的碳原子数为c6-c20的芳基中的任意一种,且r2至r5中至少一个选自碳原子数为c1-c10的烷基、碳原子数为c3-c10的环烷基、取代或未取代的碳原子数为c6-c20的芳基中的任意一种;当r2至r5存在取代基时,所述取代基选自碳原子数为c1-c10的烷基;
7、r6选自不含杂原子的芴基或其衍生物;
8、r7选自烷基取代的芳基;
9、r8至r9各自独立地选自氢、碳原子数为c1-c10的烷基中的任意一种;
10、r10、r11各自独立地选自碳原子数为c1-c10的烷基,所述r10可与相邻的r2或r8连接成脂肪环,所述r11可与相邻的r5或r9连接成脂肪环,例如五元环或六元环;
11、式i中的氢可部分或全部被氘取代。
12、进一步,所述发光材料的结构通式如式i-1或式i-2所示:
13、i-1、i-2。
14、进一步,所述r1为单取代基到双取代基,选自碳原子数为c1-c10的烷基、碳原子数为c3-c10的环烷基中的任意一种,相邻的r1可以连接成环结构。
15、进一步,所述r1选自碳原子数为c1-c10的烷基。
16、进一步,所述r1选自(即叔丁基)或(即两个叔丁基连接成的环结构)。
17、进一步,所述r2至r5中至少一个选自碳原子数为c1-c10的烷基、取代或未取代的苯基中的任意一种。
18、进一步,所述r2至r3中至少一个选自碳原子数为c1-c10的烷基、取代或未取代的苯基中的任意一种。
19、进一步,所述r4至r5中至少一个选自碳原子数为c1-c10的烷基、取代或未取代的苯基中的任意一种。
20、进一步,所述r2至r5各自独立地选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基、叔丁基取代的苯基、氘取代的甲基中的任意一种。
21、进一步,所述r2为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基中的任意一种,r3、r8为氢。
22、进一步,所述r5为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基中的任意一种,r4、r9为氢。
23、进一步,所述r2为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基中的任意一种,r3为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、苯基中的任意一种,r8为氢。
24、进一步,所述r5为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基中的任意一种,r4为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、苯基中的任意一种,r9为氢。
25、进一步,所述r2为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基中的任意一种,r3为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、苯基中的任意一种,r8为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基中的任意一种。
26、进一步,所述r5为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基中的任意一种,r4为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基、苯基中的任意一种,r9为甲基、cd3、乙基、异丙基、叔丁基中的任意一种。
27、进一步,所述r6选自、、、、中的任意一种,优选为、。
28、进一步,所述r6选自如下所示结构中的一种:
29、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。
30、进一步,所述r7选自叔丁基取代的苯基,优选为。
31、进一步,所述发光材料选自如下所示结构:
32、
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67、本发明的第二方面提供一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括依次设置在衬底基板上的阳极、空穴传输区、发光层、电子传输区和阴极;其中,所述发光层包括如上所述的发光材料。
68、进一步,所述发光层包括主体材料和客体材料,所述客体材料选自如上所述的发光材料。
69、本发明有益效果:
70、针对车载oled应用中面临的热稳定性瓶颈,本发明提供了一种具有优异本征热稳定性的发光材料,所述发光材料的结构具有如下针对性设计:首先,针对分子内杂环单元与硼原子之间键合结构热稳定性不足的问题,在分子骨架中引入芳基单元,通过共轭推拉电子效应强化硼-杂原子键的键能,使其在高温工作环境下不易发生均裂或异裂,从本征结构层面提升分子的热分解温度。其次,针对分子骨架低频热振动与构象弛豫导致非辐射耗散及键断裂的问题,在发光材料的母核邻位(即r2-r5位)及活性位点周边(即r6位)引入具有三维空间构型的位阻保护基团,通过空间位阻效应在分子骨架周围形成立体屏蔽笼,有效抑制多环芳烃核心的面外弯曲振动和低频扭转模式,将分子锁定在刚硬构象中,从而大幅降低激发态的非辐射能量耗散速率,并阻断振动应力向化学键的持续传递。再者,针对高温长时蒸镀过程中预分解产生降解杂质的问题,引入大位阻基团发挥空间位阻保护作用,能够有效遮蔽分子中硼-氮等极性反应活性位点与其他分子近距离接触,阻止其在蒸发源高温下发生分子间反应,从源头上抑制激子淬灭中心和电荷陷阱的产生,保障器件在高亮度驱动下维持高效激子利用率,最终显著延长车载oled的高温工作寿命。
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