基于酚嗪衍生物的单分子白光有机电致发光器件的制作方法

本发明涉及有机电致发光材料领域，具体涉及一种基于酚嗪衍生物的单分子白光有机电致发光器件，属于有机电致发光器件显示技术领域。

背景技术：

有机电致发光器件(OLEDs)为在两个金属电极之间通过旋涂或者真空蒸镀沉积一层有机材料制备而成的器件，一个经典的三层有机电致发光器件包含空穴传输层、发光层和电子传输层。由阳极产生的空穴经空穴传输层跟由阴极产生的电子经电子传输层结合在发光层形成激子，而后发光。有机电致发光器件可以根据需要通过改变发光层的材料来调节发射各种需要的光。

有机电致发光器件作为一种新型的显示技术，具有自发光、宽视角、低能耗、效率高、薄、色彩丰富、响应速度快、适用温度范围广、低驱动电压、可制作柔性可弯曲与透明的显示面板以及环境友好等独特优点，可以应用在平板显示器和新一代照明上，也可以作为LCD的背光源。

自从20世纪80年代底发明以来，有机电致发光器件已经在产业上有所应用，比如作为相机和手机等屏幕，但是目前的OLED器件由于效率低，使用寿命短等因素制约其更广泛的应用，特别是大屏幕显示器。而制约其中的一个重要因素就是有机电致发光器件中的有机电致发光材料的性能。另外由于OLED器件在施加电压运行的时候，会产生焦耳热，使得有机材料容易发生结晶，影响了器件的寿命和效率，因此，也需要开发稳定高效的有机电致发光材料。

白光有机电致发光器件可以作为LCD的背光源，也可以直接做照明，同时也可以用在OLED电视上，具有很广泛地用途。但是，一般地，白光是由红蓝绿三原色组成，在有机电致发光器件中，白光器件是通过红蓝绿三种发光材料通过串联的方式制备而成的器件，并且，红蓝绿每种发光都需要用到主客体材料，这样就造成了器件制作工艺复杂，成本高，所制备的器件的寿命也会存在很大的问题。从而不利于白光电致发光器件的发展和大规模应用。因此，简化器件结构和寻找单分子发射白光的材料具有重要意义。

在OLED材料中，由于大多有机电致发光材料传输空穴的速度要比传输电子的速度快，容易造成发光层的电子和空穴数量不平衡，这样器件的效率就比较低。三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)自发明以来，已经被广泛地研究，但是作为电子传输材料它的电子迁移率还是很低，并且自身会降解的内在特性，在以之为电子传输层的器件中，会出现电压下降的情况，同时，由于较低的电子迁移率，使得大量的空穴进入到Alq₃层中，过量的空穴以非发光的形式辐射能量，并且在作为电子传输材料时，由于它发绿光的特性，在应用上受到了限制。因此，发展稳定并且具有较大电子迁移率的电子传输材料，对有机电致发光器件的广泛使用具有重大的价值。

酚嗪衍生物广泛应用在有机电致发光材料中，中国公开号为CN103980211A、CN103985818A、CN103980254A、CN103872262A和CN102491950A的发明专利都描述了酚嗪衍生物的合成以及在有机电致发光上面的应用，但是这些应用都只是作为空穴传输和空穴注入材料。而本发明则是在这些发明提供的酚嗪衍生物的基础上制备了白光器件。

技术实现要素：

本发明提供了一种白光有机电致发光器件，该器件包括阳极、阴极和有机层，有机层至少包含发光层，其中所述发光层含有如下结构式I的化合物：

其中，R₁-R₄分别独立地选自氢、卤素、氰基、硝基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8取代或者未取代的烯烷基、C2-C8取代或者未取代的炔烷基、C1-C4烷基取代或未取代的苯基；

Ar₁、Ar₂分别独立地选自C1-C4烷基或者C6-C30芳基取代的苯基、C1-C4烷基或者C6-C30芳基取代的萘基、苯基、萘基、N-芳基(C6-C30)或者C1-C4的烷基取代的咔唑基、蒽基、菲基、芘基、苝基、荧蒽基、(9,9-二烷基)芴基、(9,9-二取代或者未取代的芳基)芴基、9,9-螺芴基、三芳香(C6-C60)胺基、取代或者未取代的二苯并噻吩基、取代或者未取代的二苯并呋喃基、吡啶基、吲哚基、异吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、吖啶基、咪唑基、芳并咪唑基、酚噻嗪基、三嗪基、异三嗪基。

优选地，R₁-R₄分别独立地选自氢、甲基、苯基；Ar₁为苯基；

进一步优选地，本发明的白光器件的发光层包含下列结构式1-62的化合物：

进一步，本发明所述有机电致发光白光器件的有机层还包含空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层中的至少一层。

本发明的有机电致发光器件，进一步优选的方式为，该有机电致发光器件包含阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中发光层中含有至少一种的结构式I的化合物；进一步优选地，发光层中含有至少一种结构式1-37的化合物。

所制备的器件进一步优先为：

其中有机层为发光层；

或者有机层为发光层和电子传输层；

或者有机层为发光层、电子传输层和电子注入层；

或者有机层为空穴传输层和发光层；

或者有机层为空穴注入层、空穴传输层和发光层；

或者有机层为空穴传输层、发光层和电子传输层；

或者有机层为空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层；

或者有机层为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层；

或者有机层为空穴注入层、空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层和电子注入层；

或者有机层为空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和空穴阻挡层；

或者有机层为空穴传输层、发光层、电子注入层和空穴阻挡层。

本发明的有机电致发光器件有机层的总厚度为1-1000nm，优选50-500nm。

本发明的有机电致发光器件在使用本发明具有结构式I的化合物时，可以搭配使用其他材料，如在空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阻挡层中等，而获得蓝光、绿光、黄光、红光或者白光。

本发明有机电致发光器件的空穴传输层和空穴注入层，所需材料具有很好的空穴传输性能，能够有效地把空穴从阳极传输到发光层上。可以包括其它小分子和高分子有机化合物，包括但不限于咔唑类化合物、三芳香胺化合物、联苯二胺化合物、芴类化合物、酞菁类化合物、六氰基六杂三苯(hexanitrilehexaazatriphenylene)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌(F4-TCNQ)、聚乙烯基咔唑、聚噻吩、聚乙烯或聚苯磺酸。

本发明有机电致发光器件的有机电子传输材料要求具有很好的电子传输性能，能够有效地把电子从阴极传输到发光层中，具有很大的电子迁移率。可以选择如下化合物，但是不限于此：氧杂恶唑、噻唑类化合物、三氮唑类化合物、三氮嗪类化合物、三氮杂苯类化合物、喔啉类化合物、二氮蒽类化合物、含硅杂环类化合物、喹啉类化合物、菲啰啉类化合物、金属螯合物(如Alq₃)、氟取代苯类化合物、苯并咪唑类化合物。

本发明有机电致发光器件的电子注入层，可以有效地把电子从阴极注入到有机层中，主要选自碱金属或者碱金属的化合物，或选自碱土金属或者碱土金属的化合物或者碱金属络合物，可以选择如下化合物，但是不限于此：碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物或者卤化物、碱土金属的氧化物或者卤化物、稀土金属的氧化物或者卤化物、碱金属或者碱土金属的有机络合物；优选为锂、氟化锂、氧化锂、氮化锂、8-羟基喹啉锂、铯、碳酸铯、8-羟基喹啉铯、钙、氟化钙、氧化钙、镁、氟化镁、碳酸镁、氧化镁，这些化合物可以单独使用也可以混合物使用，也可以跟其他有机电致发光材料配合使用。

本发明的有机电致发光器件中有机层的每一层，可以通过真空蒸镀法、分子束蒸镀法、溶于溶剂的浸涂法、旋涂法、棒涂法或者喷墨打印等方式制备。对于金属电机可以使用蒸镀法或者溅射法进行制备。

本发明的白光器件可以用于照明、显示、虚拟显示等领域。

器件实验表明，本发明如结构式I所述的酚嗪衍生物，可以制备高效的白光器件。

附图说明

图1为本发明的一种有机电致发光器件结构示意图；

其中，110代表为玻璃基板，120代表为阳极，130代表为空穴传输层，140代表为发光层，150代表为电子传输层，160代表为电子注入层，170代表为阴极。

图2为实施例1-4的电压-电流效率图。

具体实施方式

为了更详细叙述本发明，特举以下例子，但是不限于此。

实施例1

有机电致发光器件的制备

使用本发明的化合物1制备OLED

首先，将透明导电ITO玻璃基板110(上面带有阳极120)(中国南玻集团股份有限公司)依次经：去离子水、乙醇、丙酮和去离子水洗净，再用氧等离子处理30秒。

然后，蒸镀NPB，形成60nm厚的空穴传输层130。

然后，在空穴传输层上蒸镀20nm厚的化合物1作为发光层140。

然后，在发光层上蒸镀40nm厚的TPBi作为电子传输层150。

最后，蒸镀1nm LiF为电子注入层160和100nm Al作为器件阴极170。

所制备的器件用Photo Research PR650光谱仪测得在9.5V电压下的CIE值为：(0.25,0.33)，为白光，电流效率为0.25cd/A。

实施例2

器件的制作方法跟实施例1一样，除了用化合物6代替化合物1外。

所制备的器件用Photo Research PR650光谱仪测得在8.0V电压下的CIE值为：(0.30,0.42)，为白光，电流效率为1.1cd/A。

实施例3

器件的制作方法跟实施例1一样，除了用化合物16代替化合物1外。

所制备的器件用Photo Research PR650光谱仪测得在9.0V电压下的CIE值为：(0.28,0.35)，为白光，器件最大电流效率为4.0cd/A。

实施例4

器件的制作方法跟实施例1一样，除了用化合物37代替化合物1外。

所制备的器件用Photo Research PR650光谱仪测得在9.5V电压下的CIE值为：(0.31,0.42)，为白光，电流效率为0.8cd/A，最大电流效率为2.42cd/A。

本发明的有机电致发光器件的发射白光，具有低驱动电压、高的效率和很好的光纯度。

器件中所述结构式如下：

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。