一种稳定的有机发光二极管制造技术

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。有机半导体层发光层中使用一有机半导体化合物作为主体材料，其通式为： （Ⅰ）其特征是在兼具高效和热稳定性的三亚苯连接一芳杂融合环，有利于改善电荷注入的平衡性与热稳定性，获得高稳定、高效率及长寿命的发光OLED。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机半导体材料及其在有机光电器件的应用，具体涉及有机半导体作为发光二极管应用，可提高发光效率，延长器件工作寿命。
技术介绍
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 共同发现了导电车可达铜水平的掺杂聚乙炔。随后，1987 年 KodaK公司的C. Tang 等专利技术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 专利技术了聚合物发光二极管P-OLED，以及1998 年 S. Forrest 与M. Thomson专利技术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 发光材料。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电压后，从阳极注入电子，阴极注入空穴，分别经过电子传输层与空穴转输层，同时进入发射层的本体材料中，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）依（Ⅲ）配合络合物，简称为Ir(PPY)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）依（Ⅲ）配合络合物，具有优异的高效发射性能（Adv. Mater.19，739（2007））其结构式为：。 发光层一般是由少量的发光材料（0.2-20%）掺入一具有更高能级的半导体主体材料（或曰本体材料）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，本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，开发新型本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，理想的本体材料应具备平衡的空穴与电子注入和传输能力。为达到此目的，有不少改进的本主体材料见报。V. Adamocich (US2006/0280965) 披露了咔唑与三亚苯连接的主体材料。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。
技术实现思路
本专利技术提供一种高性能兼具高热稳定性的有机半导体，有三亚苯与各类芳杂环组成，其结构通式为： （I）其特征是所述的化合物中Ar1-2为苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻唑基，取代苯并噻唑基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃；其特征是所述化合物中Ar3-4为H, D, F，苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基，取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原子的呋喃基，取代呋喃基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；含有硫原子的噻吩基，取代噻吩基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基。在不违背本专利技术范畴情况下，典型的带供电性ED1或 ED2基团通常是可含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成，优选基团为：其中R，R1-2为碳原子数小于12的烷基，苯基，芳杂环取代；Ar，Ar1-2为碳原子数小于12的烷基，苯基，芳杂环取代。在一种情况下，当通式（I） 中的Ar1=Ar2=苯环时，所述的有机半导体化合物具有如下通式：（II）其中R1，R2 为：H, D，苯基，联苯基，萘基，吡啶基，芳杂环，碳原子数小于7 的烷基，烷氧基；F, Cl，-NO2，或 –CN ；Ar1，Ar2为苯基，萘基，吡啶基，取代吡啶基，噻吩基，取代噻吩基，咔唑基，取代咔唑基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基，芳杂环，取代芳杂环，苯并咪唑基，取代苯并咪唑基；其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原子的呋喃基，取代呋喃基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；含有硫原子的噻吩基，取代噻吩基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基。 在另一种情况下，通式（I） 中的Ar1=Ar2=吡啶，吡啶环可为2，3或4位键接。当吡啶为2位键接时所述的有机半导体化合物具有如下通式：（Ⅲ）其特征是所述化合物中的R1，R2 为取代基：H， D，苯基，联苯基，萘基，吡啶基，芳杂环，碳原子数小于7 的烷基，烷氧基；F，-NO2，或 –CN ；其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机半导体化合物，具有如下通式：（I）其特征是所述的化合物中Ar1‑2为苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻唑基，取代苯并噻唑基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃；其特征是所述化合物中Ar3‑4为H, D, F，苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基，取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原子的呋喃基，取代呋喃基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；含有硫原子的噻吩基，取代噻吩基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基。

【技术特征摘要】
1.一种有机半导体化合物，具有如下通式：
  （I）
其特征是所述的化合物中Ar1-2为苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻唑基，取代苯并噻唑基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃；
其特征是所述化合物中Ar3-4为H, D, F，苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，菲基，取代菲基，吡啶基，取代吡啶基，喹啉基，取代喹啉基，噻唑基，取代噻唑基，噁唑基，取代噁唑基，吡嗪基，取代吡嗪基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；
其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原子的呋喃基，取代呋喃基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；含有硫原子的噻吩基，取代噻吩基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基。
2.根据权利要求1 所述的有机半导体化合物，其特征是所述的ED1与ED2为：
其中R，R1-2为碳原子数小于12的烷基，苯基，芳杂环取代；Ar，Ar1-2为碳原子数小于12的烷基，苯基，芳杂环取代。
3. 根据权利要求1 所述的有机半导体化合物，其特征是所述的有机半导体化合物具有如下通式：
 （II）
其特征是所述的化合物中R1，R2 为：H, D，苯基，联苯基，萘基，吡啶基，芳杂环，碳原子数小于7 的烷基，烷氧基；F, Cl，-NO2，或 –CN ；Ar1，Ar2为苯基，萘基，吡啶基，取代吡啶基，噻吩基，取代噻吩基，咔唑基，取代咔唑基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基，芳杂环，取代芳杂环，苯并咪唑基，取代苯并咪唑基；
其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原子的呋喃基，取代呋喃基，苯并呋喃基，取代苯并呋喃基；含有硫原子的噻吩基，取代噻吩基，苯并噻吩基，取代苯并噻吩基。
4.根据权利要求1 所述的有机半导体化合物，其特征是所述的化合物具有如下优选结构：
（Ⅲ）
其特征是所述化合物中的R1，R2 为取代基：H， D，苯基，联苯基，萘基，吡啶基，芳杂环，碳原子数小于7 的烷基，烷氧基；F，-NO2，或–CN ；
其特征是所述化合物中ED1与ED2为H, D, 相同或不同的供电基团，由含N,O,S的芳环、融合芳环杂环组成；优选基团为含有N原子的咔唑基，取代咔唑基；含有O原...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓常，殷正凯，吴江，
申请(专利权)人：江西冠能光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36