基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料及其应用，属于有机光电材料领域。解决了现有技术中量子点发光二极管器件电子传输材料选择少，器件稳定性差的问题。本发明专利技术的有机小分子电子传输材料的化学结构中含有萘二酰亚胺单元，其优点为：1)最低未占据分子轨道能级低，利于QLED器件中电子的注入和传输，最高占据分子轨道能级低，可以阻挡QLED器件中的空穴的注入，以上两个方面都有利于提高QLED器件的电致发光效率；2)吸收光谱主要不位于可见光区，对于QLED器件中发光层发射的光没有吸收；3)具有刚性的构型，可以抑制材料的结晶，利于在QLED中的加工，利于提高QLED器件的稳定性。器件的稳定性。器件的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料及其应用


[0001]本专利技术属于有机光电材料领域，具体涉及一种基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料及其应用。

技术介绍

[0002]量子点发光二极管(quantum dots light
‑
emitting diodes,QLEDs)是一项彩色显示技术，不仅可以印刷加工，实现低成本和大面积，而且具有色纯度高，颜色饱和度好的突出优势，在高清彩色显示中具有光明的应用前景。QLED的基本器件结构为透明电极/空穴传输层/量子点发光层/电子传输层/金属电极。经过多年的研究，QLED的红光、绿光、蓝光三基色发光器件都能实现很高的发光效率，可以满足商业化应用的需求，但是其器件稳定性较差。QLED一般采用的空穴传输层为有机高分子材料，电子传输层为溶液加工的无机氧化物氧化锌，氧化锌中含有大量的缺陷，是器件稳定性差的主要原因。而且，氧化锌电子传输层的电子迁移率远远高于空穴传输层的电子迁移率，导致器件中载流子不平衡，这也是QLED器件稳定性差的原因之一。彭笑刚等人通过在氧化锌电子传输层下面再引入一层高分子材料，降低电子传输性质，改善了QLED器件的载流子平衡，实现了QLED器件的电致发光效率的大幅度提升。还有文献中报道了采用有机小分子作为电子传输层的QLED器件，但是这些有机小分子电子传输材料的LUMO能级较高，不利于器件中电子的注入和传输，导致器件的效率和稳定性不够好。因此，QLED领域的一个关键问题是，发展具有低LUMO能级的有机小分子电子传输材料，替代目前的氧化锌电子传输层，实现器件效率和稳定性的改善。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种具有低电子能级的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料及其应用，本专利技术的有机小分子电子传输材料的化学结构中含有萘二酰亚胺单元。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0005]本专利技术提供一种基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，其化学结构式如下所示：
[0006][0007]其中，z为1～2，X和Y为以下结构中的一种：
[0008][0009]R为以下结构中的一种：
[0010][0011]R1为以下结构中的一种：
[0012][0013]上述结构式中：m为0～10的整数，n为0～10的整数，x为1～20的整数，y为1～20的整数，p为1～10的整数，q为1～4的整数。
[0014]在上述技术方案中，优选的是，所述R为以下结构中的一种：
[0015][0016]在上述技术方案中，进一步优选的是，所述基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料选自以下结构中的任意一种：
[0017][0018][0019][0020]本专利技术还提供一种基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料在量子点发光二极管器件中的应用。
[0021]在上述技术方案中，优选的是所述量子点发光二极管器件的结构为：ITO/PEDOT:PSS/空穴传输层/量子点发光层/电子传输层/阴极，所述电子传输层材料为基于萘二酰亚胺单元的有机小分子。
[0022]在上述技术方案中，优选的是所述ITO是铟锡氧化物半导体透明导电膜。
[0023]在上述技术方案中，优选的是所述PEDOT:PSS的产品型号为CLEVIOS
TM PVPAL4083。
[0024]在上述技术方案中，优选的是所述空穴传输层材料为PVK，PTAA，PolyTPD，TFB，TCTA，NPB，CBP中的一种。
[0025]在上述技术方案中，优选的是所述量子点发光层材料为ZnS，CdS，CdSe，InP，ZnSe，CdTe，PbS，PbSe中的一种。
[0026]在上述技术方案中，优选的是所述阴极为Al。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]1)本专利技术的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，最低未占据分子轨道(LUMO)能级低，利于QLED器件中电子的注入和传输，最高占据分子轨道(HOMO)能级低(参见图12
‑
13)，可以阻挡QLED器件中的空穴的注入，以上两个方面都有利于提高QLED器件的电致发光效率。
[0029]2)本专利技术的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，吸收光谱主要不位于可见光区，对于QLED器件中发光层发射的光没有吸收，吸收谱图见图10，DNDI吸收峰位于387nm左右，吸收边带425nm，膜态(加工浓度30mg/mL)在400nm之后的吸光度小于2
×
10
‑5M
‑1cm
‑1，SNDI吸收峰位于390nm左右，吸收边带410nm，吸收谱图见图11，膜态(加工浓度40mg/
mL)在400nm之后的吸光度小于2
×
10
‑5M
‑1cm
‑1。而QLED使用的量子点QDs电致荧光光谱均在410nm之后，本专利技术的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料几乎对QLED发光层无影响。
[0030]3)本专利技术的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，具有刚性的三维构型，可以抑制材料的结晶，利于得到无定形的薄膜，利于在QLED中的加工，利于提高QLED器件的稳定性。
[0031]4)实验结果表明，相对于经典的氧化锌电子传输层，基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，应用于量子点发光二极管器件，明显改善了器件的效率和稳定性，证明了本专利技术提供的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料在量子点发光二极管器件中的应用前景。
附图说明
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0033]图1为本专利技术的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料的量子点发光二极管器件的结构示意图。
[0034]图2为实施例1制备的溴代萘二酰亚胺(2
‑
b
‑
C8)核磁谱图。
[0035]图3为实施例1制备的DNDI(4
‑
b
‑
C8)核磁谱图。
[0036]图4为实施例2制备的溴代萘二酰亚胺(2
‑
d
‑
C5)核磁谱图。
[0037]图5为实施例2制备的DNDI(4
‑
d
‑
C5)核磁谱图。
[0038]图6为实施例14制备的SNDI(2
‑
Et
‑
Ph)核磁谱图。
[0039]图7为实施例16制备的SNDI(2
‑
chPh)核磁谱图。
[0040]图8为实施例19制备的二溴代萘四甲酸酐(2
‑
Br
‑
NDA)核磁谱图。
[0041]图9为实施例19制备的SNDI(2
‑
Br
‑
EtPr)核磁谱图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，其特征在于，其化学结构式如下所示：其中，z为1～2，X和Y为以下结构中的一种：R为以下结构中的一种：R1为以下结构中的一种：
上述结构式中：m为0～10的整数，n为0～10的整数，x为1～20的整数，y为1～20的整数，p为1～10的整数，q为1～4的整数。2.根据权利要求1所述的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，其特征在于，所述R为以下结构中的一种：3.根据权利要求1所述的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料，其特征在于，其选自以下结构中的任意一种：
4.一种权利要求1
‑
3制备的基于萘二酰亚胺单元的有机小分子电子传输材料在量子点发光二极管器件中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述量子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，高鱼越，王利祥，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：