[发明专利]有机电致发光材料及其合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光材料领域，特别涉及一类多芳基取代吡啶衍生物及其合成方法，以及用该类多芳基取代吡啶衍生物材料制备有机电致发光器件方面的用途。

背景技术

随着多媒体技术的发展和信息社会的来临，对平板显示器性能的要求越来越高。近年新出现的三种显示技术：等离子显示器、场发射显示器和有机电致发光显示器(OLED)，均在一定程度上弥补了阴极射线管(CRT)和液晶显示器(LCD)的不足。其中，OLED具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、颜色丰富等一系列的优点，与液晶显示器相比，OLED不需要背光源，视角大，功耗低，其响应速度达液晶显示器的1000倍，其制造成本却低于同等分辨率的液晶显示器，因此，有机电致发光二极管(OLEDs)由于其在新一代显示器和照明技术中的潜在应用而引起广泛注意，其应用前景十分广阔。有机电致发光器件是自发的发光器件，OLED发光的机理是在外加电场作用下，电子和空穴分别从正负两极注入后在有机材料中迁移、复合并衰减而产生发光。OLED的典型结构包括阴极层、阳极层，和位于这两层之间的有机薄膜层，有机薄膜层中可包括电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、空穴传输层、空穴注入层和发光层中的一种或几种功能层。自从Eastman Kodak Company的C.W.Tang(C.W.Tang和S.A.Vans lyke，Applied Physics Letters，Volume 51，P913，1987)报导了低电压驱动的层叠型有机电致发光器件以来，人们对利用有机材料作为组成材料的有机电致发光器件已经进行了很多研究(U.S.Pat.Nos.5,141,671；4,539,507；6,020,078；5,935,720；5,972,247；5,593,788；4,885,211；5,059,862；5,104,740；5,069,975；5,126,214；5,389,444；6,165,383；6,245,449；6,861,162B2；6,833,202B2；Chen，Shi and Tang，Macromol.Symp.，1997，125，1；Segura，Acta.Polym.，1998，49，319；Mitschke and Bauerle，J.Mater.Chem.2000，10，1471)。然而，尽管有机电致发光的研究进展非常迅速，但是仍然有很多问题急需解决，如：外量子效率(EQE)的提高，色纯度更高的新材料的设计与合成、高效电子传输/空穴阻挡新材料的设计与合成等。对于有机电致发光器件来说，器件的发光量子效率是各种因素的综合反映，也是衡量器件品质的一个重要指标。一般来说，造成器件EQE低的一个主要原因，是由发光材料的电荷注入与传输不平衡引起的。同时，这种不平衡也严重地影响器件的稳定性，使器件达不到实用化的要求。如果不能达到平衡，则电流将作无效的(不发光)流动。例如，如果我们不能使载流子的复合局域于器件内某些希望的区域(通常是发光层)，而使之发生于容易猝灭的电极和工作物质的界面处，则器件发光的量子效率将大大降低。要克服这一困难必须使两个电极及工作物质界面层处的势垒有一种合理的安排。势垒的产生是因正(或负)电极的功函数与工作物质的离子化电位(或电子亲和能)间存在差异而引起的，为了要保证载流子的注入能在较低的驱动电压下进行，一般说来要求这些势垒不能太高。为此，必须对势垒的高低作一定的预测。但遗憾的是有关这些工作物质的离子化电位(IP)或电子亲和能(EA)在文献中报道甚少，而通过理论计算得到的数值一般比较分散，这就难以选择合适的电子传输/空穴阻挡新材料使之与电极材料相匹配。

作为有机发光材料，已知的有配合物如三(8-羟基喹啉)铝、香豆素衍生物、四苯基丁二烯衍生物、二苯乙烯基亚芳基衍生物和噁二唑衍生物。据报道，利用这些有机发光材料能够得到可见光区中蓝光到红光的光，并且人们期望开发具有彩色图像的器件(例如，日本专利申请8(1996)-239655，7(1995—138561和3(1991)-200289)。

对于有机电致发光器件的实际应用来说，要求长时间的操作稳定性、在高温环境如汽车环境下的操作稳定性以及储存稳定性。与这些要求相关，一个大的问题是器件的均匀发光受上述环境下器件的组成及器件材料组分结晶的负面影响。当一个器件被长时间驱动时，器件的组成材料被暴露于大的热变化下，该热变化是由于器件本身生成的热以及环境变化产生的热引起的温度上升导致的。已知有机化合物会由于暴露于这些热变化而结晶。由于结晶引起短路和缺陷的形成，发光表面的均匀性受到不利的影响，有时停止发光。因此，人们研究了抑制结晶的技术。