[发明专利]一种含联稠杂环化合物的有机光电器件及其应用

说明书

本发明提供了一种含联稠杂环化合物的有机光电器件及其应用，该有机光电器件包含有机电致发光器件(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)、有机太阳能电池等。尤其是有机电致发光器件(OLED)中的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层或者发光层中含有联稠杂环化合物。由于联稠杂环化合物具有与阳极能级匹配性好、玻璃化转变温度高，具有相当好的热、光稳定性，且三线态能级以符合激子束缚要求，使得有机电致发光器件(OLED)具有效率高，操作电压低，使用寿命长的优点，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机光电技术领域，尤其涉及一种含联稠杂环化合物的有机光电器件及其应用。

背景技术

人类进入21世纪的信息化社会以来，显示器件作为人机交互必不可少的界面，扮演着至关重要的角色。信息显示装置已从最简单的开关灯泡指示灯发展到阴极射线管(CRT)显示器，直到今天的液晶(LCD)、等离子(PDP)、场发射(FED)显示器。然而，随着人类观赏需求和视觉享受的提高，现有显示技术无法满足人们对显示设备越来越高的要求，寻求更新型、更高效的发光材料，制备性能更高、成本更低的显示器件更成为人们的追求目标。

有机光电器件中，尤其是有机电致发光器件(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)、有机太阳能电池(OPV)引起了众多科学家和产业界的研究。其中，OLED或二极管作为新一代的平板显示技术逐渐进入人们的视野，其广泛的应用前景和近年来技术上的突飞猛进使得OLED成为平板信息显示领域和科学研究产品开发最热门的研究之一。

有机电致发光材料的研究始于20世纪60年代，直到1987年Tang等首次制作有机电致发光器件，有机发光器件已经取得了极大的进展。近25年来，有机发光二极管(OLED)因其具有自发光、宽视角、工作电压低、反应时间快、可弯曲等优点，已成为国际上平板显示领域的一个研究热点，其商品化产品已经崭露头角，在平面显示和照明领域开始了部分应用。但是，同时获得高效率和长寿命的问题一直是OLED研究的热点。

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功能层，有机功能层可包括电子传输层、空穴传输层和发光层中的一种或几种功能层。

在OLED的制备和优化中，发光材料的选择至关重要，其性质是决定器件性能的重要因素之一。常见的主体材料可以分为空穴型主体材料、电子传输型主体材料、双极性主体材料以及惰性主体材料。联稠环化合物由于其高效的热稳定性，基团可修饰性强，性能可以通过取代基进行调整等优势，同时通常具有较好的电荷传输能力。在有机光电器件中，稠杂化化合物应用广泛。吲哚衍生物如咔唑类化合物具有较高的三线态能级，优良的空穴传输能力，是目前有机光电器件中应用最为广泛的一类材料。当吲哚或咔唑类化合物作为有机光电器件中空穴传输层材料时，一般要求材料的HOMO能级较高，以利于空穴从阳极注入或者将空穴传输至阳极中。在OLED器件中，空穴材料即要有较高的HOMO能级，又需要材料具有一定的三线态能级。前期的OLED器件中空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层分别由不同的化合物担当，这使得OLED器件的结构变得复杂，同时制备这样的OLED器件所需要的配套设备也变得复杂，必须要多个制备仓，同时由于多层分别制作，对器件的良品率影响较大。如果有一种材料可以同时作为空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层使用，将大大简化OLED器件的结构和它的制作过程，降低制作成本。为了解决以上技术难题，本发明通过氧、硫杂环如苯并呋喃、苯并噻吩引入获得的联稠杂环化合物，它们的平面结构提升了材料的HOMO能级，增加电荷传输效率，提高材料的热力学稳定性。同时通过特殊的全间位取代的连接，可使其三线态能级符合激子束缚的要求，同时由于位阻的作用，使相应的化合物不容易结晶。本发明的一种含联稠杂环化合物的有机光电器件，尤其是OLED器件将联稠杂环化合物应用于空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层中，可以明显简化器件结构，增加发光效率。

发明内容