CN111116946B - 一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法 - Google Patents

一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法，空穴传输材料包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与第一主链重复单元连接的第一交联基团；第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与第二主链重复单元连接的第二交联基团，第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；交联聚合物是由第一前体聚合物的第一交联基团与第二前体聚合物的第二交联基团交联形成的。本申请提供了一种空穴传输性能优异的空穴传输材料，且有效地解决了显示面板的不同功能层之间互溶的问题。

Description

一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法
技术领域
本申请涉及显示面板技术领域，尤其涉及一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法。
背景技术
喷墨打印型(Injet Printing，IJP)OLED(Organic Light-Emitting DiodeDisplay，有机发光二极管显示面板)技术因为具有大面积加工成本低、无需精细金属掩模板和材料利用率高等优势，被认为是未来OLED的发展方向，能够显著降低OLED的生产成本。
OLED显示面板里的OLED发光器件通常为多层器件结构，包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)等，其中，空穴传输层可以平衡载流子的传输，这对提高器件效率，增加器件寿命有很大帮助。然而，溶液法制备多层器件时会存在上下功能层互溶的问题。一般解决方法之一是采用正交溶剂制备多层器件，但由于OLED各层器件材料结构通常比较接近，同时需要满足适合墨水打印的沸点、粘度、表面张力等各项参数，该方法实施比较困难；方法二是采用交联技术，通过交联形成的薄膜具有抗溶剂性，使得可以通过溶液法制备多层OLED器件结构。但是，目前用于溶液加工型的空穴传输层材料较少且其HOMO能级较浅，不利于IJP OLED器件开发，限制了喷墨打印技术制备OLED的发展。
因此，设计和开发具有优异的空穴传输性能的空穴传输材料，以满足溶液法制备OLED的需求，显得尤为重要。
发明内容
本申请实施例提供一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法，提供了一种空穴传输性能优异的空穴传输材料，且有效地解决了显示面板的不同功能层之间互溶的问题。
本申请实施例提供了一种空穴传输材料，包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；所述第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与所述第一主链重复单元连接的第一交联基团；所述第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；所述第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与所述第二主链重复单元连接的第二交联基团，所述第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；
所述交联聚合物是由所述第一前体聚合物的所述第一交联基团与所述第二前体聚合物的所述第二交联基团交联形成的。
可选的，所述第一主链重复单元包括1,3-二咔唑-9-基苯基团；所述第二主链重复单元包括N,N,N’,N’-四苯基对二氨基联苯基团。
可选的，所述第一交联基团和所述第二交联基团均包括苯乙烯基团或环氧烷烃基团。
可选的，所述第一前体聚合物还包括连接所述第一主链重复单元和所述第一交联基团的第一桥接基团，所述第一桥接基团包括烷烃基团。
可选的，所述第二前体聚合物还包括连接所述第二主链重复单元和所述第二交联基团的第二桥接基团，所述第二桥接基团包括烷烃基团。
本申请实施例还提供了一种显示面板，包括阳极以及依次设置在所述阳极上的空穴注入层和空穴传输层；其中，所述空穴传输层的材料包括上述的空穴传输材料。
本申请实施例还提供了一种显示面板的制作方法，包括以下步骤：
在阳极上形成空穴注入层；
在所述空穴注入层上形成空穴传输层；所述空穴传输层的材料包括第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；所述第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与所述第一主链重复单元连接的第一交联基团；所述第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；所述第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与所述第二主链重复单元连接的第二交联基团，所述第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物通过所述第一交联基团与所述第二交联基团交联形成所述交联聚合物。
可选的，所述在所述空穴注入层上形成空穴传输层，包括以下步骤：
将所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物溶解到溶剂中，并向所述溶剂中加入表面张力调节剂和粘度调节剂，以形成空穴传输墨水；
在所述空穴注入层上打印所述空穴传输墨水；
去除所述空穴传输墨水中的溶剂，并通过热处理使所述第一前体聚合物中的所述第一交联基团和所述第二前体聚合物中的所述第二交联基团发生交联反应形成所述空穴传输层。
可选的，所述空穴传输墨水中，所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物的摩尔比为1:1，且所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物的总的质量分数范围为0.1％～10％。
可选的，所述溶剂包括芳香烃类、醚类和醇类中的一种或多种。
本申请的有益效果为：本申请提供的空穴传输材料为第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物，第一前体聚合物为咔唑类聚合物，具有较深的HOMO能级，第二前体聚合物为三芳胺类聚合物，具有较高的空穴迁移率，这两种聚合物可以通过交联形成均匀稳定的抗溶剂交联聚合物薄膜(空穴传输层)，这种成膜方式不但可以有效的解决不同功能层间的互溶问题，还不会破坏第一前体聚合物和第二前体聚合物各自的电子特性，因此，本申请的空穴传输材料具有较高的空穴迁移率和较深的HOMO能级，可显著提升器件性能，并且解决了显示面板的不同功能层间的互溶问题。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种显示面板的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1所示，本申请实施例提供了一种显示面板1，具体为OLED显示面板，显示面板1包括衬底基板11、以及依次设置在衬底基板11上的阳极12、空穴注入层13、空穴传输层14、有机发光层15、电子传输层16、电子注入层17和阴极18；其中，空穴传输层14的材料为空穴传输材料，空穴传输材料包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与第一主链重复单元连接的第一交联基团；第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与第二主链重复单元连接的第二交联基团，第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；交联聚合物是由第一前体聚合物的第一交联基团与第二前体聚合物的第二交联基团交联形成的。
具体的，第一交联基团和第二交联基团均包括苯乙烯基团或环氧烷烃基团，当然，第一交联基团和第二交联基团还可以是其他交联基团；第一交联基团和第二交联基团可以相同，也可以不相同，此处不做限制。
具体的，第一前体聚合物还包括连接第一主链重复单元和第一交联基团的第一桥接基团，第二前体聚合物还包括连接第二主链重复单元和第二交联基团的第二桥接基团；第一桥接基团和第二桥接基团均包括碳原子数为4至12的烷烃基团，可以是直链烷烃基团，也可以是带支链的烷烃基团；第一桥接基团和第二桥接基团可以相同，也可以不相同，此处不做限制。
具体的，第一前体聚合物、第二前体聚合物和交联聚合物(空穴传输材料)的分子结构式分别如下式一、式二和式三所示：
Figure BDA0002349178920000051
Figure BDA0002349178920000061
式一、式二和式三中，Ar1为第一主链重复单元，Ar2为第二主链重复单元，Ar1和Ar2决定了聚合物的载流子(包括空穴和电子)迁移能力和能带分布；R1为第一桥接基团，R3为第二桥接基团，R1和R3有利于增加聚合物的溶解性和成膜性；R2为第一交联基团，R4为第二交联基团，R2和R4在热处理下发生交联反应；n为大于1的整数；波浪线表示为R2和R4的交联部分。
需要说明的是，上述式一、式二和式三仅示意出一种结构类型的第一前体聚合物、第二前体聚合物和交联聚合物，但第一前体聚合物、第二前体聚合物和交联聚合物的结构不限于此，每个第一主链重复单元Ar1和第二主链重复单元Ar2上分别还可以连接两个或两个以上的交联基团。
在一实施例中，第一主链重复单元Ar1包括1,3-二咔唑-9-基苯基团；第二主链重复单元Ar2包括N,N,N’,N’-四苯基对二氨基联苯基团。其中，第一前体聚合物的分子结构式和第二前体聚合物的分子结构式分别如下式四和式五所示：
Figure BDA0002349178920000062
Figure BDA0002349178920000071
本实施例中，空穴传输层14的空穴传输材料为第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物，第一前体聚合物为咔唑类聚合物，具有较深的HOMO能级，第二前体聚合物为三芳胺类聚合物，具有较高的空穴迁移率，这两种聚合物可以通过交联形成均匀稳定的抗溶剂交联聚合物薄膜(空穴传输层14)，这种成膜方式不但可以有效的解决不同功能层间的互溶问题，还不会破坏第一前体聚合物和第二前体聚合物各自的电子特性，因此，本申请实施例提供的空穴传输材料具有较高的空穴迁移率和较深的HOMO能级，可显著提升器件性能，并且解决了显示面板1的不同功能层间的互溶问题。
如图2所述，本申请实施例还提供了一种显示面板2，与上述实施例不同的在于，显示面板2为QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)显示面板，显示面板2具体包括衬底基板21、阳极22、空穴注入层23、空穴传输层24、量子点(QD)发光层25、电子传输层26、电子注入层27和阴极28；其中，空穴传输层24采用上述实施例中的空穴传输材料制得。
本实施例中，空穴传输层24的空穴传输材料为第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物，第一前体聚合物为咔唑类聚合物，具有较深的HOMO能级，第二前体聚合物为三芳胺类聚合物，具有较高的空穴迁移率，这两种聚合物可以通过交联形成均匀稳定的抗溶剂交联聚合物薄膜(空穴传输层24)，这种成膜方式不但可以有效的解决不同功能层间的互溶问题，还不会破坏第一前体聚合物和第二前体聚合物各自的电子特性，因此，本申请实施例提供的空穴传输材料具有较高的空穴迁移率和较深的HOMO能级，降低了从空穴传输层24到量子点发光层25的空穴注入势垒，可显著提升器件性能，并且解决了显示面板2的不同功能层间的互溶问题。
如图3所述，本申请实施例还提供了一种显示面板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S301：在阳极上形成空穴注入层；
步骤S302：在空穴注入层上形成空穴传输层；空穴传输层的材料包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与第一主链重复单元连接的第一交联基团；第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与第二主链重复单元连接的第二交联基团，第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；第一前体聚合物和第二前体聚合物通过第一交联基团与第二交联基团交联形成交联聚合物。
具体的，步骤S302包括以下步骤：
将摩尔比为1:1的第一前体聚合物和第二前体聚合物溶解到溶剂中，并向溶剂中加入表面张力调节剂和粘度调节剂，以形成空穴传输墨水；其中，第一前体聚合物和第二前体聚合物的总的质量分数范围为0.1％～10％；
采用喷墨打印技术在空穴注入层上打印空穴传输墨水；
打印后去除空穴传输墨水中的溶剂，并通过热处理(100℃～300℃)使第一前体聚合物中的第一交联基团和第二前体聚合物中的第二交联基团发生交联反应形成空穴传输层。
具体的，溶剂包括芳香烃类、醚类和醇类中的一种或多种；表面张力调节剂和粘度调节剂包括芳香烃类、醚类、醇类溶剂中的一种或多种。
在一实施例中，空穴传输墨水中的第一前体聚合物和第二前体聚合物的总的质量分数范围为0.2％～3％。
在一实施例中，使第一前体聚合物中的第一交联基团和第二前体聚合物中的第二交联基团发生交联反应的热处理温度范围为150℃～250℃。
具体的，显示面板的制作方法还包括以下步骤：
在形成的空穴传输层上依次形成有机发光层(或者量子点发光层)、电子传输层、电子注入层和阴极。
具体的，若显示面板为OLED显示面板，如图1所示，阳极12形成在衬底基板11上，空穴注入层13、空穴传输层14、有机发光层15、电子传输层16、电子注入层17和阴极18依次形成在阳极12上；若显示面板为QLED显示面板，如图2所示，阳极22形成在衬底基板21上，空穴注入层23、空穴传输层24、量子点(QD)发光层25、电子传输层26、电子注入层27和阴极28形成在阳极22上。
本实施例中，将第一前体聚合物和第二前体聚合物与溶剂、表面张力调节剂和粘度调节剂按比例配置成用于喷墨打印的空穴传输墨水，通过喷墨打印上述空穴传输墨水以及去溶剂处理和热处理形成交联型的空穴传输层，且由于第一前体聚合物和第二前体聚合物通过交联形成均匀稳定的抗溶剂交联聚合物薄膜(空穴传输层)，这种成膜方式可以有效的解决喷墨打印制备各功能层时不同功能层间的互溶问题；另外，由于第一前体聚合物为咔唑类聚合物，具有较深的HOMO能级，第二前体聚合物为三芳胺类聚合物，具有较高的空穴迁移率，第一前体聚合物和第二前体聚合物交联反应不会破坏第一前体聚合物和第二前体聚合物各自的电子特性，因此，本申请的空穴传输材料具有较高的空穴迁移率和较深的HOMO能级，可显著提升器件性能。
当然，需要说明的是，本申请实施例提供的空穴传输材料不限于应用在OLED显示面板和QLED显示面板中，还可以应用到其他包括空穴传输层结构的显示面板中，此处不做限制。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种空穴传输材料、显示面板及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种空穴传输材料，其特征在于，包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；所述第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与所述第一主链重复单元连接的第一交联基团；所述第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；所述第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与所述第二主链重复单元连接的第二交联基团，所述第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；
所述交联聚合物是由所述第一前体聚合物的所述第一交联基团与所述第二前体聚合物的所述第二交联基团交联形成的；
其中，所述第一交联基团和所述第二交联基团均包括苯乙烯基团或环氧烷烃基团。
2.如权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述第一主链重复单元包括1,3-二咔唑-9-基苯基团；所述第二主链重复单元包括N,N,N’,N’-四苯基对二氨基联苯基团。
3.如权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述第一前体聚合物还包括连接所述第一主链重复单元和所述第一交联基团的第一桥接基团，所述第一桥接基团包括烷烃基团。
4.如权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述第二前体聚合物还包括连接所述第二主链重复单元和所述第二交联基团的第二桥接基团，所述第二桥接基团包括烷烃基团。
5.一种显示面板，其特征在于，包括阳极以及依次设置在所述阳极上的空穴注入层和空穴传输层；其中，所述空穴传输层的材料包括如权利要求1至4任意一项所述的空穴传输材料。
6.一种显示面板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在阳极上形成空穴注入层；以及
在所述空穴注入层上形成空穴传输层；所述空穴传输层的材料包括由第一前体聚合物和第二前体聚合物交联形成的交联聚合物；所述第一前体聚合物包括第一主链重复单元以及至少一个与所述第一主链重复单元连接的第一交联基团；所述第一主链重复单元包括咔唑基团或咔唑的衍生物基团；所述第二前体聚合物包括第二主链重复单元以及至少一个与所述第二主链重复单元连接的第二交联基团，所述第二主链重复单元包括三芳胺基团或三苯胺的衍生物基团；所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物通过所述第一交联基团与所述第二交联基团交联形成所述交联聚合物；所述第一交联基团和所述第二交联基团均包括苯乙烯基团或环氧烷烃基团。
7.如权利要求6所述的显示面板的制作方法，其特征在于，所述在所述空穴注入层上形成空穴传输层，包括以下步骤：
将所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物溶解到溶剂中，并向所述溶剂中加入表面张力调节剂和粘度调节剂，以形成空穴传输墨水；
在所述空穴注入层上打印所述空穴传输墨水；
去除所述空穴传输墨水中的溶剂，并通过热处理使所述第一前体聚合物中的所述第一交联基团和所述第二前体聚合物中的所述第二交联基团发生交联反应形成所述空穴传输层。
8.如权利要求7所述的显示面板的制作方法，其特征在于，所述空穴传输墨水中，所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物的摩尔比为1:1，且所述第一前体聚合物和所述第二前体聚合物的总的质量分数范围为0.1%~10%。
9.如权利要求7所述的显示面板的制作方法，其特征在于，所述溶剂包括芳香烃类、醚类和醇类中的一种或多种。
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