本研究介绍了一种新型有机发光材料及其在电致发光器件中的应用。该材料具有特定化学结构,能显著提升器件性能,如延长使用寿命。
背景技术
有机电子器件包括但是不限于下列种类:有机发光二极管(OLEDs),有机场效应晶体管(O-FETs),有机发光晶体管(OLETs),有机光伏器件(OPVs),染料-敏化太阳能电池(DSSCs),有机光学检测器,有机光感受器,有机场效应器件(OFQDs),发光电化学电池(LECs),有机激光二极管和有机电浆发光器件。
1987年,伊斯曼柯达的Tang和Van Slyke报道了一种双层有机电致发光器件,其包括芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(Applied PhysicsLetters,1987,51(12):913-915)。一旦加偏压于器件,绿光从器件中发射出来。这个发明为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。最先进的OLEDs可以包括多层,例如电荷注入和传输层,电荷和激子阻挡层,以及阴极和阳极之间的一个或多个发光层。由于OLEDs是一种自发光固态器件,它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔韧性,可以使它们非常适合于特殊应用,例如在柔性基底制作上。
OLED可以根据其发光机制分为三种不同类型。Tang和van Slyke发明的OLED是荧光OLED。它只使用单重态发光。在器件中产生的三重态通过非辐射衰减通道浪费了。因此,荧光OLED的内部量子效率(IQE)仅为25%。这个限制阻碍了OLED的商业化。1997年,Forrest和Thompson报告了磷光OLED,其使用来自含配合物的重金属的三重态发光作为发光体。因此,能够收获单重态和三重态,实现100%的IQE。由于它的高效率,磷光OLED的发现和发展直接为有源矩阵OLED(AMOLED)的商业化作出了贡献。最近,Adachi通过有机化合物的热激活延迟荧光(TADF)实现了高效率。这些发光体具有小的单重态-三重态间隙,使得激子从三重态返回到单重态的成为可能。在TADF器件中,三重态激子能够通过反向系统间穿越产生单重态激子,导致高IQE。
OLEDs也可以根据所用材料的形式分类为小分子和聚合物OLED。小分子是指不是聚合物的任何有机或有机金属材料。只要具有精确的结构,小分子的分子量可以很大。具有明确结构的树枝状聚合物被认为是小分子。聚合物OLED包括共轭聚合物和具有侧基发光基团的非共轭聚合物。如果在制造过程中发生后聚合,小分子OLED能够变成聚合物OLED。
已有各种OLED制造方法。小分子OLED通常通过真空热蒸发来制造。聚合物OLED通过溶液法制造,例如旋涂,喷墨印刷和喷嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶剂中,小分子OLED也可以通过溶液法制造。
OLED的发光颜色可以通过发光材料结构设计来实现。OLED可以包括一个发光层或多个发光层以实现期望的光谱。绿色,黄色和红色OLED,磷光材料已成功实现商业化。蓝色磷光器件仍然具有蓝色不饱和,器件寿命短和工作电压高等问题。商业全彩OLED显示器通常采用混合策略,使用蓝色荧光和磷光黄色,或红色和绿色。目前,磷光OLED的效率在高亮度情况下快速降低仍然是一个问题。此外,期望具有更饱和的发光光谱,更高的效率和更长的器件寿命。
WO2020138944A1公开了具有如下结构通式的有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件:其中,X为O、S或NR21,N-Het为包含至少一个N原子的单环或者多环的杂芳基。该申请在具体结构中公开了以下化合物:该申请仅关注了具有苯并二苯并呋喃(噻吩或咔唑)骨架结构的化合物,并未公开具有二苯并呋喃(噻吩或咔唑)骨架结构的该类化合物,及该类化合物对器件性能的影响。
CN111527083A公开了具有如下结构通式的有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件:其中,X1和X2独立地为O或S。该申请在具体结构中公开了以下化合物:该申请仅关注了两个二苯并呋喃(噻吩)通过L与氮杂苯基连接的骨架结构,该申请并未公开和研究只有一个二苯并呋喃(噻吩)与三嗪相连接的化合物,及该类化合物对器件性能的影响。
US20200176685A1公开了一种有机光电器件,其发光层包含一种具有如下结构通式的有机化合物:其中,Z1-Z6各自独立为N或CR;该通式结构进一步可以为该申请在具体结构中公开了以下化合物:该申请并未研究和关注到在二苯并呋喃的1位有芳基取代基的同时,在其7位连接具有两个芳基取代的三嗪的化合物及其结构对器件性能的影响。
CN110294703A公开了一种由化学式1和化学式2的组合表示的化合物以及包含所述化合物的有机发光器件:其中,X1和X2独立地为O或S。该申请在具体结构中公开了以下化合物:该申请仅关注了具有二苯并呋喃(噻吩)稠环骨架类化合物,并未研究和关注到具有未稠合二苯并呋喃(噻吩)骨架的该类化合物及其对器件性能的影响。
实现思路