一种窄带紫光材料及其在有机发光二极管中的应用

专利2025-06-07  28


本发明涉及有机发光材料,具体而言,涉及一种窄带紫光材料及有机电致发光二极管。


背景技术:

1、随着全球步入了信息化时代,液晶显示技术已经无法满足人们对显示的更高要求。为了实现更佳的体验效果,新型可穿戴智能设备、便携式电子设备、高端医疗显示设备等都需要更高端的显示技术。因此,开发超轻超薄、色彩饱和度高、能耗低的新型显示技术迫在眉睫。有机发光二极管(organic light emitting diode,oled)几乎能够满足新型显示的所有要求。与无机发光二极管(led)的点发光性质相比,oled的面发光特性,使其更易于实现大面积发光或大面积平板显示。在制作无影灯和柔性显示设备时,oled具有无可比拟的优势。因此,仅仅经过了三十多年的发展,oled在基础研究和实际应用上均取得了突破性进展。目前,市场上几乎所有智能手机的高端型号都使用了oled显示屏。虽然在显示和照明领域具有明显的优势,oled仍然受到制作成本高、材料的发光效率和器件稳定性不够理想的困扰。要想取得突破,需要从发光材料这一根源上入手。

2、有机发光二极管(oleds)作为一种成功的发光器件,可以通过工程发光材料实现高效的电致发光(el)器件。它们可以覆盖所有可见的颜色,红色、绿色和蓝色的oled正在被用于商业产品中。甚至近红外oled也已被研究和正在积极开发。采用化学修饰的方法制备具有窄发射峰宽的多共振材料提供了更加便捷、高效的途径。多共振材料是具有相反电负性的原子或基团嵌入多环芳烃中,由于相反的多共振效应,导致前线分子轨道(fmo)被同种原子或基团互相补偿的一种有机分子。这类材料具有窄谱带发光、热稳定性强、电荷传输性能好、效率高的优点。目前已经提出的多共振材料多为基于b-n(o)多共振小分子和基于羰基-n多共振小分子两种。存在或者合成难度高、产率低,或者荧光光谱较宽、效率欠佳等问题。


技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是针对多共振材料的合成难度高、产率低、荧光光谱较宽以及效率欠佳的至少一个方面。

2、为解决上述问题,本发明提供一种窄带紫光材料,所述窄带紫光材料的化学结构通式如下式所示:

3、

4、其中,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-10的烷基、氰基、含有至少一个取代基或未取代的碳原子数为5-25的芳基或含有至少一个取代基或未取代的碳原子数为5-25的杂芳基中的一种;

5、所述取代基选自碳原子数为1-10的烷基中的至少一种。

6、一些具体的窄带紫光材料,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-10的烷基、氰基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的苯基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的杂芳基中的一种。

7、所述取代基选自碳原子数为1-10的烷基中的至少一种。

8、所述杂芳基上的杂原子选自o、n、s中的至少一种。

9、一些具体的窄带紫光材料,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-6的烷基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的芳基或者含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的杂芳基。

10、所述取代基选自碳原子数为1-6的烷基中的至少一种。

11、所述杂芳基上的杂原子为n。一些具体的窄带紫光材料,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-5的烷基、含有至少一个取代基或者不含取代基的苯基、含有至少一个取代基或者不含取代基的吡啶基、含有至少一个取代基或者不含取代基的咔唑基。

12、所述取代基选自碳原子数为1-5的烷基中的至少一种。

13、一些具体的窄带紫光材料,r1-r6各自独立的为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、含有至少一个取代基或者不含取代基的苯基、含有至少一个取代基或者不含取代基的吡啶基、含有至少一个取代基或者不含取代基的咔唑基。

14、所述取代基各自独立的为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基中的至少一种。

15、一些具体的窄带紫光材料,r1-r6各自独立的为氢、叔丁基或者含有至少一个取代基或者不含取代基的咔唑基。

16、所述取代基为叔丁基。

17、进一步地,所述窄带紫光材料选自以下结构:

18、

19、进一步地,所述窄带紫光材料在甲苯溶液中的稳态荧光光谱范围为380~800nm,半峰宽小于或等于40nm。

20、本发明还提供一种有机电致发光二极管,所述二极管的发光层包括至少一种上述所述的窄带紫光材料。

21、一些具体的技术方案,所述有机电致发光二极管包括依次层叠设置的阳极层、空穴注入层、至少一层空穴传输层、发光层、至少一层电子传输层、电子注入层和阴极层,所述发光层包括上述所述的窄带紫光材料。

22、进一步地,所述发光层中,窄带紫光材料的质量百分比为0.1%~20%。

23、进一步地,所述发光层中,窄带紫光材料的质量百分比为0.1%~10%。

24、进一步地,所述发光层中,窄带紫光材料的质量百分比为1%~10%。

25、进一步地,所述发光层的厚度为10nm~200nm。

26、进一步地,所述发光层的厚度为10nm~100nm。

27、进一步地,所述发光层的厚度为10nm~50nm。

28、本发明的有机小分子发光材料具有如下的特点:

29、1、分子体系新颖,有很高的拓展空间并且光谱的半峰宽较窄。

30、2、本发明的窄带紫光材料易于合成,且原料价廉易得,同时具有刚性的骨架结构及平面结构,减少了辐射跃迀过程中的振动弛豫,赋予分子良好的热稳定性和发光薄膜良好的电荷传输性能,有利于提升器件效率和稳定性。

31、3、本发明的有机小分子发光材料的母体是基于咔唑基的c-n多共振结构,相比于热激活延迟荧光(tadf)材料的d-a或d-π-a结构,能够很好地分离最高占据分子轨道(homo)和最低未占据分子轨道(lumo),极大地减少了激发态构型转变。整个分子因此表现出窄谱带发光。同时相比于基于b-n多共振结构必须靠极其危险的烷基锂试剂、低产率的引入b原子,本发明仅需通过芳香亲核取代和分子内heck偶联或脱氢偶联来构建多共振骨架,更加安全、便捷、经济。

32、本发明所述的有机电致发光二极管相对于现有技术的优势与所述窄带紫光材料相较于现有技术的优势相同,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种窄带紫光材料,其特征在于,所述窄带紫光材料的化学结构为:

2.根据权利要求1所述的窄带紫光材料,其特征在于,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-10的烷基、氰基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的芳基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的杂芳基;

3.根据权利要求2所述的窄带紫光材料,其特征在于,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-6的烷基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15芳基、含有至少一个取代基或者不含取代基的c5-c15的杂芳基;

4.根据权利要求3所述的窄带紫光材料,其特征在于,r1-r6各自独立的为氢、碳原子数为1-5的烷基、含有至少一个取代基或者不含取代基的苯基、含有至少一个取代基或者不含取代基的吡啶基、含有至少一个取代基或者不含取代基的咔唑基;

5.根据权利要求4所述的窄带紫光材料,其特征在于,r1-r6为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、含有至少一个取代基或者不含取代基的咔唑基;

6.根据权利要求1所述的窄带紫光材料,其特征在于,所述材料选自如下结构:

7.根据权利要求1-6任意一项所述的窄带紫光材料,其特征在于,所述窄带紫光材料在甲苯溶液中的稳态荧光光谱的波长范围为380-800nm,半峰宽小于或等于40nm。

8.一种有机电致发光二极管,其特征在于,所述二极管的发光层包括权利要求1-6任意一项所述的材料中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述二极管包括依次层叠设置的阳极层、空穴注入层、至少一层空穴传输层、发光层、至少一层电子传输层、电子注入层和阴极层。

10.根据权利要求9所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述发光层中窄带紫光材料的质量百分比为0.1%~20%。

11.根据权利要求1-6任意一项所述的窄带紫光材料在电致发光中的应用。


技术总结
本发明属于发光与显示技术领域,具体公开了一类窄谱带紫光材料及其在有机发光二极管中的应用,所述窄带紫光材料的化学结构通式如式(I)所示。本发明的窄带紫光材料合成难度低、产率高、荧光光谱窄且效率佳。制备的OLED在404nm处实现了紫色发射,半峰宽仅有14nm。

技术研发人员:陈鹏忠,赵文艳,陈子健,彭孝军
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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