一种有机半导体主体材料及其有机发光二极管应用制造技术

本发明专利技术涉及一种有机半导体主体材料及其有机发光二极管应用。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，含有一种有机半导体主体材料，其通式为：其特征是在一发达的吲哚喹喔啉的N原子上相连接一含氮原子芳杂融合环，有利于改善电荷平衡注入与发光稳定性，获得高稳定、高效率及长寿命的发光性能。

Organic semiconductor main body material and organic light emitting diode application thereof

The invention relates to an organic semiconductor main body material and an organic light emitting diode application thereof. An organic light emitting diode, wherein the organic light emitting diode consists of a cathode, an anode and a cathode and an anode between the organic semiconductor layer, wherein the organic semiconductor layer comprises an organic light emitting layer containing an organic semiconductor material body, the formula is: the utility model is characterized in that a quinoxaline indole the developed N atom is connected to a nitrogen atom containing aromatic heterocyclic ring fusion, is conducive to the improvement of the charge balance of injection and luminescence, high stability and high efficiency of emitting a light and long life.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
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共同发现了导电率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：FirPic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：Ir(piq-hex)3，发黄光的化合物如：Ir(tptpy)2(acac)，具有PL=560nm（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Hostmaterial）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。K.Y.Hwang(US2014/0225088)披露了由吲哚喹喔啉、苯基和N-苯基咔唑所构成的本体材料。C.Adachi(WO2012/114745)披露了采用吡啶与三亚苯连接的双极性主体材料。A.Dyatkin(US2012/0256169)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有机化合物半导体，由吸电性吲哚喹喔啉N原子上连接一含氮芳杂稠合环，如吡啶吲哚或咔唑，有利于改善电荷平衡注入与发光稳定性，获得高稳定、高效率及长寿命的发光性能。具体应用于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：其中所述的化合物中Y为C或N；Ar1为H，D，F，一碳原子小于18的芳环，碳原子小于18的芳杂环，一碳原子小于18的稠合芳杂环；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。出于分子设计目的，有意识地选用亲电性芳杂环（acceptor）吡啶吲哚和空穴传输性芳杂环（donor）咔唑、辅以芳环或芳杂环结合成分子，使得所述的化合物具有D-A双极性结构。在不同的结构组合中，如（I）所述的有机半导体化合物原理上有许许多多的不同组合，当Y为N时，其中结构包含如下：表1：。在不同的结构组合中，如（I）所述的有机半导体化合物原理上有许许多多的不同组合，当Y为C时，其中结构包含如下：表2：。在所述的有机发光二极管中发光层主体材料中的Ar2－3还可连接有至少1个交联基团的单元。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专利技术的主体化合物，达到增加溶解性，以便有利于使用溶液成膜、再经过加热或紫外光照耀下化学交联成不溶不熔薄膜，实现连续多层制成低成本、大面积OLED器件。在一种情况下，所述的有机发光二极管中发光层主体材料含有2个可交联基团三氟乙烯基，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）：在本专利范畴内，所述的有机发光二极管中发光层主体材料含有可交联基团丙烯酸酯基，具有如下结构式（IV）：在本专利技术范畴下，所述的有机发光二极管中发光层主体材料还含有可本文档来自技高网...

【技术保护点】
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Y 为C 或N；其特征在于所述的化合物中Ar1为H，D，F，一碳原子小于18的芳环，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。

【技术特征摘要】
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：（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Y为C或N；其特征在于所述的化合物中Ar1为H，D，F，一碳原子小于18的芳环，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。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中的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。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具有如下结构式：或或或。4.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓常，龚小林，
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