P型掺杂剂及有机发光二极管
阅读：517发布：2020-05-08
专利汇可以提供P型掺杂剂及有机发光二极管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种P型 掺杂剂 ，为在外围连接不同数量的氟 原子 和氰基的平面芳香化合物，具有调节最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能级及有效的增加 发光层 的 发光效率 的作用，合成路线亦具有提高的材料合成效率。再者，本发明公开一种 有机发光 二极管 ，其包括一 阳极 ；一 阴极 ；以及位于所述阳极与所述阴极之间的一发光結構，其中所述发光結構的空穴注入层的材料为包括前述的P型掺杂剂的空穴注入材料。，下面是P型掺杂剂及有机发光二极管专利的具体信息内容。
1.一种P型掺杂剂，其特征在于，所述P型掺杂剂为在外围连接不同数量的氟原子和氰基的平面芳香化合物，具有结构式如下:
2.根据权利要求1所述的P型掺杂剂，其特征在于，所述P型掺杂剂的结构式为：
3.根据权利要求2所述的P型掺杂剂，其特征在于，所述P型掺杂剂的结构式为：
是通过下述合成路线合成出：
4.根据权利要求2所述的P型掺杂剂，其特征在于，所述P型掺杂剂的结构式为：
,是通过下述合成路线合成出：
5.根据权利要求2所述的P型掺杂剂，其特征在于，所述P型掺杂剂的结构式为：
,是通过下述合成路线合成出：
6.一种有机发光二极管，其特征在于，所述有机发光二极管中的空穴注入层的材料为包括权利要求1～5任一项所述的P型掺杂剂的空穴注入材料。
7.根据权利要求6所述的有机发光二极管，其特征在于，所述有机发光二极管还包括一阳极、一阴极、以及位于所述阳极与所述阴极之间的一发光結構，其中所述发光結構包括如权利要求6所述的空穴注入层。
8.根据权利要求7所述的有机发光二极管，其特征在于，所述发光結構包括依序形成的所述空穴注入层、一空穴传输层、一电子阻挡层、一发光层、一空穴阻挡层、一电子传输层及一电子注入层。
P型掺杂剂及有机发光二极管
技术领域
背景技术
[0002] 有机发光二极管(organic light-emitting diodes,OLEDs)在固态照明及平板显示等领域具有广阔的应用前景，而发光客体材料是影响有机发光二极管的发光效率的主要因素。在早期，有机发光二极管使用的发光客体材料为荧光材料，其在有机发光二极管中的单重态和三重态的激子比例为1:3，因此在理论上有机发光二极管的内量子效率(internal quantum efficiency,IQE)只能达到25％，使荧光电致发光器件的应用受到限制。再者，重金属配合物磷光发光材料由于重原子的自旋轨道耦合作用，而能够同时利用单重态和三重态激子，进而达到100％的内量子效率。然而，通常重金属配合物磷光发光材料所使用的重金属都是铱(Ir)或铂(Pt)等贵重金属，并且重金属配合物磷光发光材料在蓝光材料方面尚有待改良。
[0003] 对于目前使用的顶发射有机发光二极管中，P型掺杂剂(P-dopant)能够显着降低电压，在有机发光二极管结构中必不可缺。然而，目前市面上商品化的P型掺杂剂屈指可数。因此，高性能P型掺杂剂的开发迫在眉睫。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种P型掺杂剂，其为在外围连接不同数量的氟原子和氰基的平面芳香化合物，具有结构式如下:
[0005]
[0006]
[0007] 在本发明的一实施例中，所述P型掺杂剂的结构式为：
[0008]
[0009] 在本发明的一实施例中，所述P型掺杂剂的结构式为：
[0010]
[0011] ，是通过下述合成路线合成出：
[0012]
[0013] 在本发明的另一实施例中，所述P型掺杂剂的结构式为：
[0014]
[0015] ，是通过下述合成路线合成出：
[0016]
[0017] 在本发明的又一实施例中，所述P型掺杂剂的结构式为：
[0018]
[0019] ，是通过下述合成路线合成出：
[0020]
[0021] 本发明另一实施例提供一种有机发光二极管，所述有机发光二极管中的空穴注入层的材料为包含前述P型掺杂剂的空穴注入材料。
[0023] 相较于先前技术，本发明通过在平面的芳香化合物外围连接不同数量的氟原子和氰基，提供了新颖P型掺杂剂的多个实施例,其具有调节最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能级及有效的增加发光层的发光效率的作用，合成路线亦具有提高的材料合成效率，进而有利于实现长寿命，高效率有机发光二极管的制备。附图说明
[0024] 图1是本发明实施例的有机发光二极管的示意图。
具体实施方式
[0025] 因应高性能P型掺杂剂的迫切需求，本发明通过在平面芳香化合物外围连接不同数量的氟原子和氰基，提供了新颖P型掺杂剂的多个实施例,以用于空穴注入材料,其合成路线具有提高的材料合成效率，亦具有调节最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能级的作用及有效的增加发光层的发光效率的作用，进而有利于实现具有长寿命，高效率有机发光二极管的制备。为了达到上述效果，本发明提供的P型掺杂剂为在外围连接不同数量的氟原子和氰基的平面芳香化合物，具有结构式如下:
[0026]
[0027] 在本发明的一实施例中，所述P型掺杂剂的结构式为：
[0028]
[0029]
[0030] 以下结合实施例和附图来对本发明作进一步的详细说明，其目的在于帮助更好的理解本发明的内容，但本发明的保护围不仅限于这些实施例。
[0031] 实施例1：制备结构式如下的P型掺杂剂
[0032]
[0033] ,合成路线如下所示：
[0034]
[0035] 化合物1的合成
[0036] 首先，向100mL二口瓶中加入原料1(2.82g，5mmol)，氰化亚铜(2.3g，25mmol)，和碘化钾(4.98g，30mmol)。然后，将二口瓶放到手套箱中抽通三次。接着，在氩气氛围下，打入100mL事先除水除氧的N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)，在140℃反应12小时。冷却至室温后，向二口瓶中加入原料2：三氯化铁的盐酸溶液(5mol/L,100mL)，室温搅拌2小时，获得反应液。随后，导入反应液至200mL冰水中，用二氯甲烷对反应液萃取三次后，合并每次萃取取得的有机相，合并有机相，旋成硅胶，并用柱层析法(二氯甲烷:正己烷，v:v，3:1)进行分离纯化，最终获得化合物1(橙红色粉末)1.1g，产率63％。MS(EI)m/z:351.97。
[0037] 实施例2：制备结构式如下的P型掺杂剂
[0038]
[0039] ，合成路线如下所示：
[0040]
[0041] 化合物2的合成
[0042] 首先，向100mL二口瓶中加入原料2(2.82g，5mmol)，氰化亚铜(2.3g，25mmol)，和碘化钾(4.98g，30mmol)。然后，将二口瓶放到手套箱中抽通三次。接着，在氩气氛围下，打入100mL事先除水除氧的N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)，在140℃反应12小时。冷却至室温后，向二口瓶中加入三氯化铁的盐酸溶液(5mol/L,100mL)，室温搅拌2小时，获得反应液。随后，导入反应液至200mL冰水中，用二氯甲烷对反应液萃取三次后，合并有机相，旋成硅胶，并用柱层析法(二氯甲烷:正己烷，v:v，3:1)进行分离纯化，最终获得化合物2(橙红色粉末)1.2g，产率63％。MS(EI)m/z:381.89。
[0043] 实施例3：制备结构式如下的P型掺杂剂
[0044]
[0045] ，合成路线如下所示：
[0046]
[0047] 化合物3的合成
[0048] 首先，向100mL二口瓶中加入原料3(1.40g，5mmol)，氰化亚铜(2.3g，25mmol)，和碘化钾(4.98g，30mmol)。然后，将二口瓶放到手套箱中，抽通三次。接着，在氩气氛围下，打入100mL事先除水除氧的N,N’-二甲基甲酰胺，在140℃反应12小时。冷却至室温后，向二口瓶中加入原料2：三氯化铁的盐酸溶液(5mol/L,100mL)，室温搅拌2小时，获得反应液。随后，导入反应液至200mL冰水中，用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，旋成硅胶，并用柱层析(二氯甲烷:正己烷，v:v，3:1)进行分离纯化，最终获得化合物3(橙红色粉末)0.8g，产率42％。MS(EI)m/z:378.18。
[0049] 化合物1-3的物理特性：
[0050] 目标化合物1-3的最高占据分子轨域(highest occupied molecular orbital，HOMO)的能级和最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)的能级，如下表1所示：
[0051]
[0052]
[0053] 表1
[0055] HOMO＝-([Eonset]ox+4.8)eV，
[0056] Eg＝LUMO-HOMO，
[0057] 其中[Eonset]ox是指参照于在测试下二茂铁的氧化还原起始电位值。
[0058] 实施例4-6：有机发光二极管的制备：
[0059] 参考图1，本发明有机发光二极管包括一导电玻璃阳极层S、一半透明阴极层8及一光耦合输出层9，及形成在导电玻璃阳极层S及半透明阴极层8之间的一发光結構。具体而言，发光結構包括依序形成在导电玻璃阳极层S上的一空穴注入层1、一空穴传输层2、一电子阻挡层3、一发光层4、一空穴阻挡层5、一电子传输层6及一电子注入层7。具体而言，导电玻璃阳极层S是藉由将玻璃基板镀上可导电的氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)/銀(Ag)/氧化铟锡(ITO)的全反射衬底层来形成的。空穴注入层1是4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(4,4',4”-tris(carbazol-9-yl)triphenylamine，TCTA)和本发明的P型掺杂剂所组成。空穴传输层2是TCTA所组成。电子阻挡层3是由4-[1-[4-[二(4-甲基苯基)氨基]苯基]环己基]-N-(3-甲基苯基)-N-(4-甲基苯基)苯胺,TAPC所组成。发光层4是由二[2-((氧代)二苯基膦基)苯基]醚(bis[2-[(oxo)diphenylphosphino]phenyl]ether，DPEPO)和9,10-二(2-萘基)蒽(ADN)所组成。空穴阻挡层5是由3,3'-[5'-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1':3',1”-三联苯]-3,3”-二基]二吡啶,TMPyPb所组成。电子传输层6是由1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene，Tm3PyPB)和八羟基喹啉锂(LiQ)所组成。电子注入层7是由氟化锂(LiF)所组成。半透明阴极层8由镁和银所组成。光耦合输出层9是由4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)所组成。空穴注入层1、空穴传输层2、电子阻挡层3、发光层4、空穴阻挡层5、电子传输层6、及电子注入层7组成了本发明有机发光二极管的发光结构。有机发光二极管可按本发明技术领域已知的方法完成，例如参考文献「Adv.Mater.2003,15,277」所公开的方法。具体方法为：在高真空条件下，在ITO导电玻璃上，依次蒸镀形成含本发明P型掺杂剂材料(化合物1-3)的前述材料而完成。在此，使用本发明化合物1-3来制备实施例4-6的有机发光二极管I-III。有机发光二极管I-III的结构从导电玻璃阳极层S至光耦合输出层9的结构依次如下所示：
[0060] 有机发光二极管I：ITO/Ag/ITO(15nm/140nm/15nm)/化合物1：TCTA(3％的化合物1掺杂，10nm)/TCTA(135nm)/TAPC(5nm)/DPEPO：ADN(2％的AND掺杂，20nm)/TMPyPb(5nm)/Tm3PyPB：LIQ(15：15nm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(0.9:9nm)/TCTA(85nm)。
[0061] 有机发光二极管II：ITO/Ag/ITO(15nm/140nm/15nm)/化合物2：TCTA(3％的化合物1掺杂，10nm)/TCTA(135nm)/TAPC(5nm)/DPEPO：ADN(2％的AND掺杂，20nm)/TMPyPb(5nm)/Tm3PyPB：LIQ(15：15nm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(0.9:9nm)/TCTA(85nm)。
[0062] 有机发光二极管III：ITO/Ag/ITO(15nm/140nm/15nm)/化合物3：TCTA(3％的化合物1掺杂，10nm)/TCTA(135nm)/TAPC(5nm)/DPEPO：AND(2％的ADN掺杂，20nm)/TMPyPb(5nm)/Tm3PyPB：LIQ(15：15nm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(0.9:9nm)/TCTA(85nm)。
[0063] 实施例4-6的有机发光二极管I-III的性能数据如下表2所示。有机发光二极管的电流、亮度及电压是由带有校正过的硅光电二极管的Keithley源测量系统(Keithley 2400 Sourcemeter、Keithley 2000 Currentmeter)所测量的，有机发光二极管的电致发光光谱是由法国JY公司SPEX CCD3000光谱仪所测量的，所有测量均在室温大气中完成。
[0064]
[0065] 表2
[0066] 本发明所提供的P型掺杂剂，通过在平面的芳香化合物外围连接不同数量的氟原子和氰基，具有调节最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能级及有效的增加发光层的发光效率的作用。再者，本发明实施例所提供的P型掺杂剂其合成路线具有提高的材料合成效率。最后，使用本发明实施例的P型掺杂剂作为发光结构的有机发光二极管具有高发光效率，进而有利于实现具有长寿命，高效率有机发光二极管的制备，可应用于各种显示设备和电子装置中。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 用于电子器件的材料 | 2020-05-08 | 264 |
| 红光发光器件和照明系统 | 2020-05-11 | 879 |
| 作为用于有机电子制剂的溶剂的含芳族基团的酯 | 2020-05-12 | 554 |
| 包含具有不同基质化合物的电子传输层的有机发光二极管 | 2020-05-11 | 910 |
| 一种发光二极管外延片及其制备方法 | 2020-05-11 | 53 |
| 一种发光二极管外延片及其生长方法 | 2020-05-12 | 98 |
| 用于有机光电装置的组合物、有机光电装置及显示装置 | 2020-05-08 | 303 |
| 有机功能材料的制剂 | 2020-05-12 | 76 |
| 有机电致发光材料和装置 | 2020-05-12 | 553 |
| 有机化合物、具有所述化合物的OLED和有机发光装置 | 2020-05-08 | 402 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
发光掺杂剂热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈