CN108299283A - 一种tadf材料及其应用 - Google Patents
一种tadf材料及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108299283A CN108299283A CN201810123867.4A CN201810123867A CN108299283A CN 108299283 A CN108299283 A CN 108299283A CN 201810123867 A CN201810123867 A CN 201810123867A CN 108299283 A CN108299283 A CN 108299283A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tadf materials
- layer
- tadf
- organic
- independently
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 7
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 4
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- -1 D-atom Chemical group 0.000 claims description 9
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 3
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 claims description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 16
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 11
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 11
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 11
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 11
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- KZPYGQFFRCFCPP-UHFFFAOYSA-N 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene Chemical compound [Fe+2].C1=CC=C[C-]1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=C[C-]1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 KZPYGQFFRCFCPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- BRUOAURMAFDGLP-UHFFFAOYSA-N 9,10-dibromoanthracene Chemical class C1=CC=C2C(Br)=C(C=CC=C3)C3=C(Br)C2=C1 BRUOAURMAFDGLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 10
- 229910002666 PdCl2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 7
- 0 B*1c(CCCCCCC[C@@]2IC2)c(*=CCC(*)*)*(*)c2c1CCC(C)(*C)CCC2 Chemical compound B*1c(CCCCCCC[C@@]2IC2)c(*=CCC(*)*)*(*)c2c1CCC(C)(*C)CCC2 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N phenylboronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=CC=C1 HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- ZOKIJILZFXPFTO-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-[4-[1-[4-(4-methyl-n-(4-methylphenyl)anilino)phenyl]cyclohexyl]phenyl]-n-(4-methylphenyl)aniline Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C1(CCCCC1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC(C)=CC=1)C=1C=CC(C)=CC=1)C1=CC=C(C)C=C1 ZOKIJILZFXPFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical class C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- WUICPPBYLKNKNS-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,3-tricarbonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC(C#N)=C1C#N WUICPPBYLKNKNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 3
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004057 DFT-B3LYP calculation Methods 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 2
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- ZQWJZVCRQDBHBQ-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-9h-carbazole Chemical group C12=CC=CC=C2NC2=C1C=CC=C2CCCC ZQWJZVCRQDBHBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- GEQBRULPNIVQPP-UHFFFAOYSA-N 2-[3,5-bis(1-phenylbenzimidazol-2-yl)phenyl]-1-phenylbenzimidazole Chemical compound C1=CC=CC=C1N1C2=CC=CC=C2N=C1C1=CC(C=2N(C3=CC=CC=C3N=2)C=2C=CC=CC=2)=CC(C=2N(C3=CC=CC=C3N=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 GEQBRULPNIVQPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCMKGEAHIZDRFL-UHFFFAOYSA-N 3,6-diphenyl-9h-carbazole Chemical class C1=CC=CC=C1C1=CC=C(NC=2C3=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C3=C1 PCMKGEAHIZDRFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZACZIFCDGQRNZ-UHFFFAOYSA-N 3-tert-butyl-9-phenylcarbazole Chemical class C12=CC=CC=C2C2=CC(C(C)(C)C)=CC=C2N1C1=CC=CC=C1 IZACZIFCDGQRNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 4-carbazol-9-yl-n,n-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHYIMOTVICWDTI-UHFFFAOYSA-N C1=CC=CC=2SC3=CC=CC=C3C(C12)=O.C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12.C1(=CC=CC=C1)N(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1 Chemical compound C1=CC=CC=2SC3=CC=CC=C3C(C12)=O.C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12.C1(=CC=CC=C1)N(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1 MHYIMOTVICWDTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNPIAMMWQDOQNW-UHFFFAOYSA-N C1C=Cc2cc(cccc3)c3c(-c3ccccc3)c2C1 Chemical compound C1C=Cc2cc(cccc3)c3c(-c3ccccc3)c2C1 GNPIAMMWQDOQNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNACKJNPFWWEKI-UHFFFAOYSA-N Cc(cc1)cc2c1[nH]c1c2cc(C)cc1 Chemical compound Cc(cc1)cc2c1[nH]c1c2cc(C)cc1 HNACKJNPFWWEKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000837344 Homo sapiens T-cell leukemia translocation-altered gene protein Proteins 0.000 description 1
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 1
- 102100028692 T-cell leukemia translocation-altered gene protein Human genes 0.000 description 1
- 101100115701 Theileria annulata TACP gene Proteins 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- SGLGUTWNGVJXPP-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarbonitrile Chemical compound N#CC1=CC(C#N)=CC(C#N)=C1 SGLGUTWNGVJXPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N deuterated chloroform Substances [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N glycolonitrile Natural products N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- OSCBARYHPZZEIS-UHFFFAOYSA-N phenoxyboronic acid Chemical class OB(O)OC1=CC=CC=C1 OSCBARYHPZZEIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007540 photo-reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
- C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
- C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
- C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
- C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/20—Organic diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/16—Electron transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1007—Non-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1011—Condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本发明涉及有机电致发光器件技术领域，公开了一种TADF材料及在器件中的应用。该种材料具有通式(Ⅰ)所示的结构：X1、X2各自独立地为C原子或Si原子；Z1、Z2各自独立地为未取代或取代的五元芳香环、六元芳香环或稠环，且R1、R2各自独立地为烷基、氨基、亚胺基、氘代物或苯环；A为吸电子官能团，B为供电子官能团。该材料同时具有TADF功能和光萃取功能，并是一种空穴传输与电子传输能力平衡的客体材料，以其作为OLED器件的发光层，可使分子发光过程中光子方向垂直于ITO基板，促使更多光子从ITO基板方向射出，有效避免OLED器件性能降低，且有利于改善发光层内激子平衡，降低器件效率的滚降。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件技术领域，特别涉及一种TADF材料及应用。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)作为新一代的平板显示技术应运而生并逐渐进入了人们的视野。最初的OLED结构非常简单，就是阳极/发光层(包含一种发光材料)EML/阴极，这种简单结构的器件性能较差，所需的启亮电压高，且发光效率低。此后，多种器件结构被相继提出，例如现在的OLED的基本器件结构为：阳极/空穴注入层HIL/空穴传输层HTL/EML发光层(主客体掺杂体系)/ETL电子传输层/电子注入层EIL/阴极。在这样的多层器件结构中，各个功能层负责单一的功能，从而使OLED的性能有了很大的提升。
在上述OLED器件的多层结构中，发光层中激子浓度猝灭是降低OLED器件性能表现的一个重要因素。在OLED器件中EML层的每一个发光材料的分子都可以视为是一个振动偶极子。当光线出光方向与偶极距方向垂直时，光线能够更多的逃逸散发出去；当光线的出光方向与偶极距方向平行时，光线的出光强度就会明显降低。对于OLED来说，一个发光振子的偶极距方向对PWM(实际波导模型)中的出光强度影响非常大。因此，提高OLED出光效率的最直接方法就是让一个OLED发光分子的跃迁偶极距与其出光方向平行，也就是说，在实际的OLED器件中，要求OLED发光分子的跃迁偶极距TDM平行于ITO基板的方向。
传统的TADF OLED器件中，含有一个主体材料和一个客体TADF材料，但由于TADF光子的散射方向是随机方向，只有垂直于ITO基板方向的光线有机会逃逸出器件外部，其它方向的光子经过多次反射猝灭在器件内部的波导模式。为了提高OLED器件的发光效率，传统做法就是将在OLED器件外部贴附一层光线萃取膜，这种做法不仅增加生产成本，而且没有实质性接近OLED外部发光效率低下的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TADF材料及其在有机发光二极管器件中的应用，该种TADF 材料作为有机发光二极管中的发光材料，同时具有TADF功能和光萃取功能。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种TADF材料，具有通式(Ⅰ)所示的结构：
其中，
X1、X2各自独立地为C原子或Si原子；
Z1、Z2各自独立地为未取代或取代的五元芳香环、六元芳香环或稠环，且R1、R2各自独立地为烷基、氨基、亚胺基、氘代物或苯环；
A为吸电子官能团，B为供电子官能团。
A具有选自如下之一所示的通式结构：
其中，
B具有通式(Ⅲ)或通式(Ⅳ)所示的结构：
其中，B1、B2、B3各自独立地为氢原子、氘原子、烷基、氘代物、芳香环或稠环；
Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8各自独立地为芳香环或稠环。
更进一步优选地，本发明的实施方式所提供的TADF材料，具有选自如下之一的结构：
本发明的实施方式还提供上述TADF材料在器件中的应用。
具体地，本发明的实施方式提供一种器件，其包含上述TADF材料。
优选地，所述器件为有机发光二极管、有机薄膜晶体管(OFT)、有机光伏电池(OPV)或量子点有机二极管(QLED)，在所述器件中，上述TADF材料为器件中的发光材料、空穴传输材料或电子传输材料。
进一步优选地，在本发明的实施方式还提供一种有机发光二极管器件中，包含：第一电极、在第一电极上形成的空穴传输层、在空穴传输层上形成的发光层、在发光层上形成的电子传输层，以及覆盖在电子传输层上的第二电极，且所述发光层、空穴传输层或电子传输层包含所述TADF材料。
相对于现有技术而言，本发明的实施方式所提供的TADF材料具有如下突出的技术效果：传统的TADF OLED器件中，含有一个主体材料和一个客体TADF材料，但由于TADF光子的散射方向是随机方向，只有垂直于ITO基板方向的光线有机会逃逸出器件外部，其它方向的光子经过多次反射猝灭在器件内部，影响器件效率。为了提高OLED器件的发光效率，传统做法就是将在OLED器件外部贴附一层光线萃取膜，这种做法不仅增加生产成本，而且没有实质性解决OLED外部发光效率低下的问题。而以本发明所提供的TADF材料作为OLED 器件的发光材料，利用蒽结构的平面性，将分子跃迁偶极距控制在平行于基板方向，使得分子发光过程中的光子方向垂直于ITO基板，从而会有更多的光子从ITO基板方法射出，因此能有效避免OLED器件性能降低。此外，本发明所提供的新型TADF材料为三苯胺-蒽-噻吨酮衍生物结构，其空穴传输和电子传输极为平衡，因而也有利于改善发光层内激子平衡，降低器件效率的滚降。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。
化合物
本发明的一些具体实施例涉及一种TADF材料，其具有通式(Ⅰ)所示的结构：
其中，X1、X2各自独立地为C原子或Si原子；Z1、Z2各自独立地为未取代或取代的五元芳香环、六元芳香环或稠环，且R1、R2各自独立地为烷基、氨基、亚胺基、氘代物或苯环； A为吸电子官能团，B为供电子官能团。
在本发明的一些具体实施例中，A具有选自如下之一所示的通式结构：
其中，
B具有通式(Ⅲ)或通式(Ⅳ)所示的结构：
其中，B1、B2、B3各自独立地为氢原子、氘原子、烷基、氘代物、芳香环或稠环；
Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8各自独立地为芳香环或稠环。
M1具有选自如下之一的结构：
在本发明的一些具体实施例中，本发明所提供的TADF材料，具有选自如下之一的结构：
通用合成路线
以下提供在本发明公开化合物的制备方法。但是本公开内容不意图限于本文中所叙述的方法的任一种。所属领域的技术人员可容易地修改所叙述的方法或者利用不同的方法来制备所公开的化合物的一种或多种。下列方面仅是示例性的，且不意图限制本公开内容的范围。温度、催化剂、浓度、反应物组成、以及其它工艺条件可改变，并且对于期望的配合物，本公开内容所属领域的技术人员可以容易的选择合适的反应物和条件。
在VarianLiquid State NMR仪器上于CDCl3或DMS0-d6溶液中以400MHz记录1H图谱，以100MHz记录13C NMR图谱，化学位移参照残留的氘代(protiated)溶剂。如果CDCl3用作溶剂，则采用四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标记录1H NMR图谱；采用DMSO-d6(δ＝77.00ppm)作为内标记录13C NMR图谱。如果将H2O(δ＝3.33ppm)用作溶剂，则采用残留的H2O(δ＝3.33ppm)作为内标记录1H NMR图谱；采用DMSO-d6(δ＝39.52ppm)作为内标记录13C NMR 图谱。使用下列缩写(或其组合)来解释1H NMR的多重性：s＝单重，d＝双重，t＝三重，q＝四重，P＝五重，m＝多重，br＝宽。
本发明中所披露化合物的通用性合成路线如下所示：
合成示例：
(1)材料编号L1
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(9H-咔唑-9-)苯硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯)-苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf) 0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率71％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1HNMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
7.0ppm(2H,t),7.08ppm(2H,t),7.3-7.32ppm(6H,p),7.40ppm(2H,d),7.54-7.55ppm(6H,d),7.5ppm(2H,d ),8.10ppm(2H,s),7.67pp(4H,p)。
(2)材料编号L2
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-)苯硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯) -苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂 PdCl2(dppf)0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率65％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
7.22ppm(2H,m),7.3-7.32ppm(12H,m),7.46-7.54ppm(12H,q),7.67ppm(4H,p),7.77ppm(2H,s),8.10pp m(2H,s)。
(3)材料编号L3
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(3,6-甲基-9H-咔唑-9-)苯硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯)- 苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂 PdCl2(dppf)0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率51％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
2.35ppm(6H,s),6.88ppm
(2H,d),7.28-7.35ppm(10H,p),7.5ppm(2H,d),7.54ppm(4H,s),7.67ppm(4H,p),8.10ppm(2H,s)。
(4)材料编号L4
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(3,6-叔丁基-9H-咔唑-9-)苯硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯) -苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂 PdCl2(dppf)0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率53％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
1.34ppm(18H,s),7.11ppm(2H,d),7.3-7.32ppm(8H,p),7.5ppm(4H,d),7.54ppm(2H,s),7.58ppm(2Hs),7. 67ppm(4H,p),8.10ppm(2H,s)。
(5)材料编号L5
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，9-苯基-9H-咔唑基-3-硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯)-苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf) 0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率56％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
8.10ppm(2H,s),7.77ppm(1H,s),7.67PPM(4H,p),7.54-7.55ppm(5H,d),7.46ppm(1H,d),7.4ppm(1H,d),7 .3-7.32ppm(10H,m),7.08(1H,t),7.0ppm(1H,t)。
(6)材料编号L6
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，6,9-二苯基-9H-咔唑基-3-硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯)-苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf) 0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率53％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
7.22-7.32ppm(15H,m),7.46-7.48ppm(4H,t),7.54ppm(4H,s),7.67ppm(4H,p)7.77ppm(2H,s),8.10ppm( 2H,s)。
(7)材料编号L7
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，6-叔丁基-9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸/4-(1,3,5-三氰基苯)- 苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂 PdCl2(dppf)0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率65％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
1.34ppm(9H,s),7.11ppm(1H,d),7.3-7.32ppm(12H,m),7.46ppm(1H,d),7.54-7.58ppm(5H,d),7.67ppm( 4H,m),7.77ppm(1H,s),8.10ppm(2H,s)。
(8)材料编号L8
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(9H-咔唑-9-)-苯硼酸/4-(4-氰基苯)-苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf) 0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率71％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
7.66-7.67ppm(6H,q),7.54-7.57ppm(8H,t),7.5ppm(2H,d),7.4ppm(2H,d),7.3-7.32ppm(6H,m),7.0-7.08 ppm(4H,m)。
(9)材料编号L9
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(9H-咔唑-9-)-苯硼酸/2,4,6-三氰基苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf)0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率71％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
7.0-7.08ppm(4H,m),7.3-7.32ppm(6H,q),7.4ppm(2H,d),7.5ppm(2H,d),7.55ppm(2H,d),7.67ppm(4H,p ),8.10ppm(2H,s)。
(10)材料编号L10
在三口瓶中放入9,10-二溴代蒽，4-(3,6-二苯基-9H-咔唑基-9)-苯硼酸/2,4,6-三氰基苯硼酸，溶剂50ml，安装上机械搅拌棒，通入氮气10min,在氮气的保护下加入催化剂PdCl2(dppf) 0.25mol％-3mol％,2M碱溶液0.018mol,加热回流，反应4小时。反应后抽滤，甲苯洗，乙醇洗。二甲苯重结晶后得到纯度99％以上的粉末L1，产品收率53％。
采用CDCL3用作溶剂，四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标纪录1H NMR图谱。
1H NMR(400MHZ,DMSO-d6)：
8.10ppm(2H,s),7.77ppm(2H,s),7.67ppm(4H,p),7.46-7.5ppm(8H,t),7.3-7.32ppm(12H,p),7.22ppm(2H ,t)。
光物理信息：
在研究荧光小分子化合物的电子结构时，电子间相互影响是非常重要的，密度泛函理论(DFT)已经被广泛用于研究π共轭体系，且采用DFT方法研究本公开的化合物的结果要比其他的方法更为准确。对所研究的化合物分子的基态、阳离子态和阴粒子态下的几何结构的优化，采用DFT//B3LYP/6-31G(d)的方法，这些化合物的激发态的游湖几何结构采用DFT//B3LYP/6-31G(d)的方法获得的。在基态和激发态几何结构的基础上，采用含时密度泛函理论(TDDFT)方法计算了这些化合物的吸收和发射光谱。通过上述的计算方法，可以获得所研究化合物的各种性质，包括电离能IP，电子亲和势EA，重组能λ，最高占据轨道HOMO，最低占据轨道LUMO，能隙Eg.
对有机发光器件来说，空穴和电子能有效平衡地注入和传输是非常重要的。分子的电离能和电子亲和势分别是用来评估空穴和电子的注入能力的。下表列出了计算得到的所研究化合物的垂直和绝热电离能，垂直和绝热电子亲和势，空穴抽取能及电子抽取能。垂直电离能 IP(v)是指在中性分子几何构型下阳离子和分子的能量差；绝热电离能IP(A)是指在中性和阳离子几何构型下的能量差；空穴抽取能HEP是指阳离子几何构型下分子和阳离子的能量差；垂直电子亲和势EA(v)是指在中性和阴离子几何构型下的能量差；电子抽取能EEP是指在阴离子几何构型下分子和阴离子的能量差。一般对于，小分子有机材料，电离能越小，空穴的注入就越容易；而电子亲和势越大，电子的注入就越容易。
一般地，从微观角度看，有机薄膜中电荷的传输机理可以描述为自传输的过程。其中，一个电子或空穴从一个带电子分子转移到相邻的中性分子上。根据Marcus理论，电荷的迁移率可以表示为：
其中，T代表温度；V代表指前因子，是两种粒子之间的耦合矩阵元；λ是重组能；Kb是波尔兹曼常数。显然，λ和V是决定Ket值的重要因素。一般地，在非晶态下电荷的转移范围是有限的，V值的变化很小的。所以，迁移率的快慢主要由指数上的λ来决定。λ越小，传输速率越快。为了研究方便，可以忽略外部环境的影响，主要讨论的是内重组能。
根据计算推导，内重组能最终可以表示为：
λhole＝IP(v)-HEP
λelectron＝EEP-EA(v)
以如上方法计算本发明具体实施方式中制备的化合物L1-L11HOMO能级、LUMO能级， HOMO和LUMO的电子云分布，以及S1能级和PL光谱主峰：
根据上述计算结果，本公开的技术方案的优点，在于可以根据OLED器件的实际需求，可以通过调整分子结构中的菲取代基的种类进而调节整个分子的HOMO/LUMO/S1而获得较好的空穴/电子注入能力/能级匹配。例如，L1的HOMO＝5.33eV,LUMO＝2.56eV,PL＝511nm，不利于电子注入，且发光光色偏蓝绿色，通过在L1中咔唑官能团上进行苯基取代后形成L2分子后，使得L2的LUMO下拉到LUMO＝2.75eV，PL＝520nm这样不仅不影响HOMO的能级(有利于阻挡空穴跳跃)，而且使得L2的LUMO方便电子注入(能级与电子传输层更佳匹配)，同时，PL＝520nm有利于获得更佳纯的绿光材料。
本公开技术的第二个优点，在于可以通过调整分子结构中氰基的数量及其位置进而调整理想的分子的HOMO/LUMO/S1能级。例如，通过将L1上的1,3,5-三氰基苯调整为L8分子的 4-氰基苯的分子设计后，HOMO几乎保持不变，而LUMO由L1的2.56eV提高到L8的1.9eV,PL 由L1的511NM蓝移到464nm,这样有利于保持有机材料的空穴阻挡能力的同时，适当调整LUMO能及和PL光色。
本公开技术的第三个优点，在于可以非常简单的分子设计从而使得本公开的材料达到空穴/电子传输平衡的双极性特性。以下将针对所公开化合物中的L1和L5进行详细说明本技术方案带来的技术优点。
从计算的空穴重组能和电子重组能来判断，对于L1分子：[电子重组能λe-空穴重组能λh]＝0.05eV,因此，L1分子是一个空穴传输能力稍微强于电子传输能力的双极性有机材料。这样的分子好处，在于有利于平衡OLED器件的空穴/电子载流子的传输平衡，从而提高OLED 发光效率和寿命。
对于L5分子：[电子重组能λe-空穴重组能λh]0.14eV，因此，L5是一个电子传输能力大于空穴传输的有机光电材料。L1和L5的载流子传输能力的差异，主要归结为与蒽直接相连的不同咔唑基的位置造成的，后者的连接位置更有利于π电子体系的共轭，这从L5中的PL＝540nm红移的光谱可以看出。
有机发光二极管器件
本发明的具体实施方式还提供一种器件，该器件包含上述实施例中的TADF材料，所述器件为有机发光二极管、OFT、OPV或QLED。
在本发明所提供的一些具体实施例中，本发明的TADF材料为有机发光二极管器件中的发光材料、空穴传输材料或电子传输材料。
在本发明的一些具体实施例中，所提供的有机发光二极管器件包含：第一电极、在第一电极上形成的空穴传输层、在空穴传输层上形成的发光层、在发光层上形成的电子传输层，以及覆盖在电子传输层上的第二电极，且发光层、空穴传输层或电子传输层包含本发明中的 TADF材料。
器件制备示例：
取ITO基板，30mm*30mm尺寸的底发射玻璃，有四个发光区域，发光面积AA区为2mm*2mm，ITO薄膜的透光率为90％@550nm，表面粗糙度Ra<1nm，ITO膜厚为1300A，方电阻为10欧姆每平方。
对ITO基板的进行清洗：首先放置在盛有丙酮溶液的容器中，将该容器放置于在超声波清洗机进行超声清洗，清洗时间为30分钟，主要是将附着在ITO表面的有机物进行溶解和去除；然后将清洗完毕的ITO基板取出放置在热板上进行高温120℃烘烤半个小时，主要是移除ITO基板表面的有机溶剂和水汽；然后将烘烤完毕的ITO基板迅速转移到UV-ZONE设备中进行O3等离子体处理，将ITO表面难以除尽的有机物或异物进一步使用等离子处理15分钟，处理完毕的ITO迅速转移到OLED蒸镀设备成膜室中。
OLED蒸镀前准备：首先对OLED蒸镀设备进行洁净处理，使用IPA进行擦拭成膜室的腔体内壁，保证整个成膜腔体没有异物或粉尘。然后，将装有OLED有机材料的坩埚和装有金属铝粒的坩埚依次放置在有机蒸发源和无机蒸发源位置上。关闭腔体，进行初抽真空和抽高真空步骤，使得OLED蒸镀设备内部蒸镀度达到10E-7Torr.
OLED蒸镀成膜：打开OLED有机蒸发源，对OLED有机材料进行100℃预热，预热时间为15分钟，保证进一步移除OLED有机材料中的水汽。然后对需要蒸镀的有机材料进行快速升温加热处理，并打开蒸发源上方的挡板，直到该材料的蒸发源有有机材料跑出，同时晶振片检测器检测到蒸发速率时，然后进行缓慢升温，升温幅度为1-5℃，直到蒸发速率稳定在1A/秒时，打开掩膜板板正下方的挡板，进行OLED成膜，当电脑端观测到ITO基板上的有机膜达到预设膜厚时，关闭掩膜板挡板和蒸发源正上方挡板，关闭该有机材料的蒸发源加热器。其它有机材料和阴极金属材料的蒸镀工艺如上所述。
OLED封装流程：20mm*20mm的封装盖的清洁处理方式如ITO基板前处理方式。在清洁完毕的封装盖外延四周进行UV胶材涂覆或点胶，然后，将点完UV胶材的封装盖转移到真空贴合设备中，与成膜OLED有机膜的ITO基板进行真空贴合，然后，转移到UV固化腔体中，使用365nm波段的紫外光进行光固化。光固化的ITO器件，还需要进行80℃半小时的后热处理，使得UV胶材完全固化。
器件示例：
以下提供ITO/HIL/HTL/光取向发光层/ETL/EIL/阴极的多层有机发光二极管器件示例。该示例不应看作是对本发明的限定，为了方便技术人员理解本发明的技术优势和器件原理，本发明中的示例均是以最简单的器件结构来说明。
器件结构：
ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/mCP：L,4wt％,30nm/TPBi(30nm)/LiF(1nm)/Al。
其中，采用MoO3作为空穴注入层，采用TAPC作为空穴传输层，采用mCP作为主体材料，L作为客体材料，采用TPBI作为电子传输层兼空穴阻挡层材料，LiF作为电子注入层材料，Al作为阴极。
部分有机材料的化学结构式如下：
由于TACP的三线态能级T1＝2.87eV,TPBi的三线态能级T1＝2.74eV,CBP,的三线态能级分别为2.56eV均高于L1/L2/L3的三线态能级，且L1/L2/L3的单线态能级又低于上述材料的单线态能级。因此，空穴传输层和电子传输层可以将发光层的激子限制在发光层内。
为了对比本发明所提供的器件的技术优势，设计对比器件结构ITO/HIL/HTL/CBP：4CZTPN-Ph/ETL/EIL/阴极(编号R1)。对比器件R1是一个传统的TADF器件结构，含有单一主客体掺杂体系。
表1.本发明器件1和参考器件R1的部分性能对比
| 器件编号 | 最大外部量子效率EQE | 效率滚降* |
| 1(L2) | 6.2％ | 10.1％ |
| 2(L7) | 7.1％ | 9.8％ |
| 3(L9) | 6.1％ | 14.2％ |
*效率滚降，这里定义为0.1mA/cm2时的效率到100mA/cm2时的性能变化率。
由表1可知，本公开技术的OLED器件性能滚降都比较小，且最大EQE>5％。
以下举例说明本公开的技术的材料作为主体材料和客体材料的实施例。
以L2和L8作为示例说明：
ITO/MoO3(10nm)/TAPC(30nm)/TCTA(10nm)/L8:L2,4wt％,30nm/TPBi(30nm)/LiF(1nm)/Al，器件编号4
表2.器件4的部分性能对比
| 器件编号 | 最大外部量子效率EQE | 效率滚降* |
| 4 | 7.3％ | 11.1％ |
| 1(L2) | 6.2％ | 10.1％ |
*效率滚降，这里定义为0.1mA/cm2时的效率到100mA/cm2时的性能变化率。
由表2可知，器件4的发光效率要高于器件1的发光效率，这是器件4中的主体材料L8 是一个双极性的主体材料，而器件1中的CBP是一个传空穴的主体材料。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种TADF材料，其特征在于，具有通式(Ⅰ)所示的结构：
其中，
X1、X2各自独立地为C原子或Si原子；
Z1、Z2各自独立地为未取代或取代的五元芳香环、六元芳香环或稠环，且R1、R2各自独立地为烷基、氨基、亚胺基、氘代物或苯环；
A具有选自如下之一所示的通式结构：
其中，
B具有通式(Ⅲ)或通式(Ⅳ)所示的结构：
其中，
B1、B2、B3各自独立地为氢原子、氘原子、烷基、氘代物、芳香环或稠环；
Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8各自独立地为芳香环或稠环。
2.根据权利要求1所述的TADF材料，其特征在于，M1具有选自如下之一的结构：
3.根据权利要求1所述的TADF材料，其特征在于，具有选自如下之一的结构：
4.权利要求1至3中任一项所述的TADF材料在器件中的应用。
5.一种器件，其特征在于，包含权利要求1至3中任一项所述的TADF材料。
6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于，所述器件为有机发光二极管、有机薄膜晶体管、有机光伏电池或量子点有机二极管。
7.根据权利要求6所述的器件，其特征在于，所述TADF材料为所述器件中的发光材料、空穴传输材料或电子传输材料。
8.一种有机发光二极管器件，其特征在于，包含：第一电极、在所述第一电极上形成的空穴传输层、在所述空穴传输层上形成的发光层、在所述发光层上形成的电子传输层，以及覆盖在所述电子传输层上的第二电极，且所述发光层、空穴传输层或电子传输层包含所述TADF材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810123867.4A CN108299283A (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种tadf材料及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810123867.4A CN108299283A (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种tadf材料及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108299283A true CN108299283A (zh) | 2018-07-20 |
Family
ID=62864808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810123867.4A Withdrawn CN108299283A (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种tadf材料及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108299283A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109369652A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种蓝光热活化延迟荧光材料及其应用 |
| CN111303009A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 华中科技大学 | 一种具有高效率、低滚降的蒽基深蓝光有机电致发光材料 |
| WO2022039365A1 (ko) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | 주식회사 엘지화학 | 유기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 |
| CN114561212A (zh) * | 2020-11-27 | 2022-05-31 | 三星显示有限公司 | 含有量子点的材料、其制备方法、组合物以及发光器件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100530741C (zh) * | 2003-02-19 | 2009-08-19 | 乐金显示有限公司 | 有机电致发光器件及其制造方法 |
| TW200936567A (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-01 | Toyo Ink Mfg Co | Compound having carbazolyl group and use thereof |
| KR20100119077A (ko) * | 2009-04-30 | 2010-11-09 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 |
| KR20160123508A (ko) * | 2015-04-16 | 2016-10-26 | 에스에프씨 주식회사 | 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
-
2018
- 2018-02-07 CN CN201810123867.4A patent/CN108299283A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100530741C (zh) * | 2003-02-19 | 2009-08-19 | 乐金显示有限公司 | 有机电致发光器件及其制造方法 |
| TW200936567A (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-01 | Toyo Ink Mfg Co | Compound having carbazolyl group and use thereof |
| KR20100119077A (ko) * | 2009-04-30 | 2010-11-09 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자 |
| KR20160123508A (ko) * | 2015-04-16 | 2016-10-26 | 에스에프씨 주식회사 | 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109369652A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种蓝光热活化延迟荧光材料及其应用 |
| CN111303009A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 华中科技大学 | 一种具有高效率、低滚降的蒽基深蓝光有机电致发光材料 |
| CN111303009B (zh) * | 2018-12-12 | 2022-02-15 | 华中科技大学 | 一种具有高效率、低滚降的蒽基深蓝光有机电致发光材料 |
| WO2022039365A1 (ko) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | 주식회사 엘지화학 | 유기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 |
| CN114561212A (zh) * | 2020-11-27 | 2022-05-31 | 三星显示有限公司 | 含有量子点的材料、其制备方法、组合物以及发光器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107266484A (zh) | 有机电致发光材料及其发光器件 | |
| CN107417715A (zh) | 一种有机电致发光材料及其发光器件 | |
| CN108409721A (zh) | 一种有机发光材料及有机发光二极管器件 | |
| CN107501311A (zh) | 有机电致发光材料及其发光器件 | |
| CN108409762A (zh) | 一种通过能量共振形成的有机发光材料及其应用 | |
| CN105408310B (zh) | 咔唑衍生物、使用了其的有机电致发光元件用材料、以及使用了其的有机电致发光元件和电子设备 | |
| TW201105777A (en) | Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same | |
| CN108299283A (zh) | 一种tadf材料及其应用 | |
| CN108586441A (zh) | 一种化合物、一种有机发光显示装置 | |
| CN108409761A (zh) | 一种有机发光材料及其应用 | |
| WO2020124771A1 (zh) | 热活化延迟荧光化合物及其制备方法与有机电致发光二极管器件 | |
| CN108948041A (zh) | 一种基于5,10-二氢吩嗪的化合物及其应用 | |
| CN107325084A (zh) | 一种螺芴‑氧杂蒽化合物及其发光器件 | |
| WO2020211125A1 (zh) | 热活化延迟荧光材料及其制备方法与有机电致发光二极管器件 | |
| CN108191767A (zh) | Tadf材料及在有机发光二极管器件中的应用 | |
| CN108929327A (zh) | 一种含有咪唑单元的化合物及其在器件中的应用 | |
| CN108165263A (zh) | 一种有机发光材料及其应用 | |
| CN106946750A (zh) | 一种螺芴化合物及其发光器件 | |
| CN108947926A (zh) | 一种基于芘-噁二唑衍生物的双极性化合物及其应用 | |
| CN108822049A (zh) | 一种基于芘-三氮唑衍生物的双极性化合物及其应用 | |
| TW202130782A (zh) | 苯并喹唑啉化合物及有機電激發光元件 | |
| CN108948027A (zh) | 一种含有庚嗪环-吩噁嗪单元的化合物及其应用 | |
| CN108409607A (zh) | 一种有机光电材料及在有机电致发光器件中的应用 | |
| CN113185516B (zh) | 一种电子受体材料的制备及其应用 | |
| CN111499557B (zh) | 一种有机主体材料及电致发光器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180720 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |