[发明专利]一类有机电子传输和/或空穴阻挡材料及其合成方法和用途

说明书

相关申请

本申请是申请号为200710176008.3，申请日为2007年10月17日，名称 为“有机电子传输和/或空穴阻挡材料及其合成方法和用途”的中国发明专利 申请的分案申请。

技术领域

本发明属于有机电致发光器件中的有机电子传输/空穴阻挡材料领域，特 别涉及用于有机电子传输和/或空穴阻挡材料的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 入层和有机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；6,861,162 B2；6,833,202 B2；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。由于很多有机材料能有效地传输空穴，所以为了提高器件的发 光效率，在很多情况下，往往在阴极一侧额外加一层电子传输/空穴阻挡层， 以阻挡空穴传输，将载流子复合限制在发光层区域。2，9-二甲基-4，7-二 苯基-1，10-邻二氮杂菲(BCP)和1，3，5-三(N-苯基-2-苯并咪唑) 苯(TPBI)是广泛应用于电致发光器件中的电子传输/空穴阻挡材料，但其在 器件中稳定性有待进一步提高。另外的空穴阻挡材料是双(2-甲基-8-羟基喹 啉)(4一苯酚基)铝((II1)(BAIq)。其器件的寿命和稳定性都能得到显著改善， 但是缺点是含有BAlq器件的发光效率比含有BCP(T.Watanabe et al.，Proc. SPIE 2001，4105，175)器件的发光效率显著的低(约40％)。因此，尽管BAlq 能够实现良好的寿命，但总的说来不是令人满意的空穴阻挡材料，其原因是 所制备的器件效率太低。