CN118146787A - 一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件 - Google Patents

一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件 Download PDF

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CN118146787A CN202211559392.6A CN202211559392A CN118146787A CN 118146787 A CN118146787 A CN 118146787A CN 202211559392 A CN202211559392 A CN 202211559392A CN 118146787 A CN118146787 A CN 118146787A
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孙恩涛
高文正
李之洋
刘叔尧
王志鹏
马腾
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Abstract

本发明提供一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件，所述有机电致发光材料包括第一化合物和第二化合物的组合；所述第一化合物具有如式I所示结构，所述第二化合物具有如式II所示结构。通过具有特定结构的两类化合物的设计和协同复配，使所述有机电致发光材料具有优良的光电性能和载流子传输性能，实现了载流子的平衡传输，其用于有机电致发光器件，能够有效调控实现空穴与电子的注入/传输平衡，调控发光层中电子和空穴复合中心的位置发生在发光层的中心位置，避免载流子在界面处大量堆积，并提高激子利用率，从而显著提高了器件的发光效率和稳定性，延长器件的工作寿命，获得更高性能的有机电致发光器件。

Description

一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件
技术领域
本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光(OLED)器件作为新型的显示技术，具有轻薄、宽视角、主动发光、发光颜色连续可调、成本低、响应速度快、能耗小、驱动电压低、工作温度范围宽、生产工艺简单、发光效率高、可柔性显示等优点，得到了产业界和科学界的极大关注。
OLED器件通常具有包含正负极和有机功能薄膜的叠层结构，其核心为含有多种有机功能材料的薄膜结构，常见的有机功能材料包括：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料、电子阻挡材料、发光主体材料、发光客体(染料)等。通电时，电子和空穴被分别注入、传输到发光区域并在此复合，从而产生激子并发光。
随着OLED技术在照明和显示领域的不断推进，近年来，业界人士对提升器件效率及稳定性进行了不断的尝试与探索，具体方法包括对器件结构的创新以及对有机材料的改进，其中寻求新材料提升器件性能的方式居多。研究人员开发了大量新颖的材料应用于有机电致发光器件中，虽然其对器件性能有一定的改善，但是依然存在载流子在界面处大量堆积的难题，同时也存在器件效率较低的问题。
本领域亟待开发具有更高性能的有机电致发光器件，以满足其在照明和显示中的应用需求。因此，业界迫切期望光电性能更加完善的电致发光材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件，通过特定结构的两种化合物的设计和协同，使所述有机电致发光材料具有优异的光电性能，能够有效改善器件的效率和寿命。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种有机电致发光材料，所述有机电致发光材料包括第一化合物和第二化合物的组合；所述第一化合物具有如式I所示结构，所述第二化合物具有如式II所示结构。
其中，L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的C3-C30亚杂芳基中的任意一种；当所述L1为单键时，代表Ar1与N原子通过单键直接相连；L2和L3同理，不再一一赘述；当所述L4为单键时，代表三嗪环与芴环通过单键直接相连。
Ar1、Ar2、Ar4、Ar5各自独立地选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
Ar3为
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种。
所述R1和R2、R3和R4中的一组通过化学键连接成环A，所述环A为-*代表基团的连接位点。
R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种。
所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12中，除形成环A的基团之外，其他基团中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成环。
需要说明的是，所述Ar1中，R1和R2为一组，R3和R4为一组，两组中的任意一组通过化学键连接成环A，剩余的2个以及R5-R12中，任意相邻的两个基团中的至少一组(例如1组、2组、3组等)通过化学键连接成环；除了前述限定的必须成环的至少4个基团之外，R1-R12中其他相邻的两个基团之间不连接或化学键连接成环。
环A中，X、Y各自独立地选自单键、NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种，且所述X和Y不同时为单键。当X和Y均不为单键时，所述环A中包含苯环与六元环稠合而成的环结构；当X和Y中的一个为单键时，所述环A中包含苯环与五元环稠合而成的环结构。
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R21和R22之间不连接或通过化学键连接成环。
R23、R24各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烷基硅基、取代或未取代的C6-C60芳基氨基、取代或未取代的C3-C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6-C60芳基、取代或未取代的C3-C60杂芳基中的任意一种。
n1表示取代基R23的数目，选自0-4的整数，例如可以为0、1、2、3或4；当n1≥2时，多个(至少2个)R23为相同或不同的基团。
n2表示取代基R24的数目，选自0-3的整数，例如可以为0、1、2或3；当n2≥2时，多个(至少2个)R24为相同或不同的基团。
式I和式II中，所述取代的取代基各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、醛基、酯基、C1-C20直链或支链烷基、C1-C20烷氧基、C3-C20环烷基、C2-C20杂环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的至少一种。
本发明中，所述“取代或未取代”的基团，可以取代有一个取代基，也可以取代有多个取代基，当取代基为多个(至少2个)时，可以为相同或不同的取代基；下文涉及到相同的表达方式时，均具有同样的含义，且取代基的选择范围均如上所示，不再一一赘述。
本发明提供的有机电致发光材料中包括式I所示结构的第一化合物和式II所示结构的第二化合物的组合；所述第一化合物具有良好的空穴注入和传输性能，能够发挥调节发光层内部的空穴的注入与传输的功效，从而实现调控发光层中的载流子复合区域，并具有较高的空间堆积结构；所述第二化合物中包括通过L连接的三嗪环和芴环，具有较高的分子平面展开特性以及良好的电子传输性能，并且基于其D-A结构而具有双极性的特点，在实现快速传递电子的同时，还兼顾部分的空穴传输，表现出较好的空穴和电子传输性能；同时，所述第二化合物具有较低的三线态能级T1，与染料(又称“掺杂材料”、“染料”)的能极差缩小，使得在能量传递过程中损失更少，提高了激子的利用率，相比更高能级的电子型主体材料具有更高的效率。本发明通过具有特定结构的两类化合物的设计和协同复配，使所述有机电致发光材料具有优良的光电性能和载流子传输性能，实现了载流子的平衡传输，其用于有机电致发光器件，能够有效调控实现空穴与电子的注入/传输平衡，调控发光层中电子和空穴复合中心的位置发生在发光层的中心位置，避免载流子在界面处大量堆积，并提高激子利用率，从而显著提高了器件的发光效率和寿命。
本发明中，对于化学元素的表述，若无特别说明，则包含化学性质相同的同位素的概念，例如，氢(H)则包括1H(氕)、2H(氘，D)、3H(氚，T)等；碳(C)则包括12C、13C等。
本发明中，如无特殊说明，杂芳基的杂原子选自N、O、S、P、B、Si或Se中的原子或原子团，优选N、O、S。
本发明中，“—”划过的环结构的表达方式，表示连接位点于该环结构上任意能够成键的位置。
在本发明中，Ca-Cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a-b，除非特殊说明，一般而言该碳原子数不包括取代基的碳原子数。
在本发明中，“各自独立地”表示其主语具有多个时，彼此之间可以相同也可以不同。
本发明中，所述C6-C60芳基，优选C6-C30芳基，均可以为C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26或C28等的芳基，进一步优选C6-C20芳基，包括单环芳基或稠环芳基。所述单环芳基意指基团中含有至少1个苯基，当含有至少2个苯基时，苯基之间通过单键相连，示例性地包括但不限于：苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基等；所述稠环芳基意指基团中含有至少2个芳环，且芳环之间共用两个相邻的碳原子互相稠合的基团，示例性地包括但不限于：萘基、蒽基、苯并蒽基、菲基、苯并菲基、茚基、芴基及其衍生基团(9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、螺二芴基、苯并芴基等)、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基、茈基、并四苯基、并五苯基、苯并芘基、苯基萘基、萘基苯基、三聚苯基、二氢菲基、二氢芘基、四氢芘基、顺式或反式茚并芴基、三聚茚基、异三聚茚基、螺三聚茚基、螺异三聚茚基等；前述列举的基团包括其所有可行的连接方式，所述C6-C60芳基、优选C6-C30芳基还可以是上述基团以单键连接和/或稠合所组合而成的基团。
本发明中，所述C3-C60杂芳基，优选C3-C30杂芳基，均可以为C3、C4、C5、C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26或C28等的杂芳基，包括单环杂芳基或稠环杂芳基。所述单环杂芳基意指分子中含有至少一个杂芳基，当分子中含有一个杂芳基和其他基团(如芳基、杂芳基、烷基等)时，杂芳基和其他基团之间通过单键进行连接，示例性地包括但不限于：呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、噁唑基、噻唑基、咪唑基、吡唑基等。所述稠环杂芳基意指分子中至少含有一个芳杂环和一个芳香性环(芳杂环或芳环)，且二者之间共用两个相邻的原子互相稠合的基团，示例性地包括但不限于：苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、异苯并噻吩基、吲哚基、异吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基及其衍生基团(N-苯基咔唑基、N-萘基咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、氮杂咔唑基等)、吖啶基、菲啶基、吩嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并喹啉基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、吲唑基、苯并咪唑基、萘并咪唑基、菲并咪唑基、吡啶并咪唑基、吡嗪并咪唑基、喹喔啉并咪唑基、嗯唑基、苯并嗯唑基、萘并嗯唑基、蒽并嗯唑基、菲并嗯唑基、苯并噻唑基、苯并哒嗪基、苯并嘧啶基、二氮杂蒽基、二氮杂芘基、四氮杂茈基、萘啶基、苯并咔啉基、菲咯啉基、苯并***基、嘌呤基、蝶啶基、吲嗪基、苯并噻二唑基等；前述列举的基团包括其所有可行的连接方式，所述C3-C60芳基、优选C3-C30芳基还可以是上述基团以单键连接和/或稠合所组合而成的基团。
所述C6-C30(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26或C28等)亚芳基的具体例，可以举出上述芳基的例子中去掉一个氢原子而得到的二价基团；所述C3-C30(例如C3、C4、C5、C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26或C28等)亚杂芳基的具体例，可以举出上述杂芳基的例子中去掉一个氢原子而得到的二价基团。
所述C6-C60芳基氨基、优选C6-C30(例如C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28等)芳基氨基，即-NH2上的至少一个H被上述列举的芳基取代后形成的一价基团，示例性地包括但不限于：苯基氨基、联苯基氨基、萘基氨基等。所述C3-C60杂芳基氨基、优选C3-C30(例如C3、C4、C5、C6、C9、C10、C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28、C30、C32、C35、C38、C40、C42、C45、C48、C50、C52、C55、C58等)杂芳基氨基，即-NH2上的至少一个H被上述列举的杂芳基取代后形成的一价基团。
本发明中，所述C1-C20直链或支链烷基，可以为C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18等的直链或支链烷基，进一步优选C1-C10直链或支链烷基；示例性地包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正辛基、正庚基、正壬基或正癸基等。
所述C1-C20(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17或C18等)烷氧基的具体例，可以举出上述直链或支链烷基的例子与O连接而得到的一价基团。
所述C1-C20(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17或C18等)烷基硅基的具体例，即-SiH3上的至少一个H被上述列举的直链或支链烷基取代后形成的一价基团，示例性地包括但不限于：三甲基硅基、三乙基硅基、三丙基硅基等。
本发明中，所述C3-C20环烷基均可以为C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18等的环烷基；示例性地包括但不限于：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基等。
所述C2-C30(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C20、C22、C24、C26或C28等)杂环烷基的具体例，可以举出上述环烷基的例子中的至少一个环C原子被杂原子(例如O、S、N或P等)替代而得到的一价基团，示例性地包括但不限于：环氧基、四氢吡咯基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、吗啉基、哌啶基等。
本发明中，所述C2-C10烯基均可以为C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的烯烃基，其中包含至少一个C＝C，示例性地包括但不限于：乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、丁二烯基、戊二烯基等。
本发明中，所述卤素包括氟、氯、溴或碘；下文涉及相同描述时，均具有相同的含义。
优选地，式I中，所述L1、L2、L3各自独立地选自单键、取代或未取代的C6-C20(例如C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)亚芳基、取代或未取代的C6-C20(例如C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)亚杂芳基中的任意一种。
优选地，式I中，所述L1、L2、L3各自独立地选自单键、
中的任意一种；其中，U1为O或S，-*代表基团的连接位点。
优选地，所述L1、L2各自独立地为单键或
优选地，所述L3为单键、
优选地，式I中，所述Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点。
Z1选自O、S、NR31或CR32R32中的任意一种。
R31、R32、R33各自独立地选自氢、C1-C20直链或支链烷基、C3-C20环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R32和R33之间不连接或通过化学键连接成环。
优选地，所述Z1为O或S。
优选地，所述R31、R32、R33各自独立地选自C1-C6(例如C2、C3、C4、C5等)直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种。
优选地，所述Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
优选地，环A中所述X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种，所述Y为单键，即环A为
优选地，式I中，所述Ar3选自如下基团a-基团d中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点。
X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种。
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种。
所述Ar3中，相邻的RM与RM+1中的至少一组通过化学键连接成环，M代表基团的下标数字，为1-11的整数。
具体地，所述Ar3为基团a或基团c时，所述R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12中任意相邻的两个基团中的至少一组(例如1组、2组等)通过化学键连接成环。所述Ar3为基团b或基团d时，所述R1、R2、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12中任意相邻的两个基团中的至少一组(例如1组、2组等)通过化学键连接成环。优选地，所述Ar3中，相邻的RM与RM+1中的至少一组通过化学键连接成苯环，M为1-11的整数。
优选地，所述R5、R6、R7、R8中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成环。
优选地，所述R5、R6、R7、R8中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成苯环。
优选地，所述Ar3选自如下基团中的任意一种：
优选地，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C6(例如C2、C3、C4、C5等)直链或支链烷基、取代或未取代的C6-C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)芳基、取代或未取代的C3-C20(例如C3、C4、C5、C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)杂芳基中的任意一种。
优选地，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基、萘基苯基中的任意一种。
优选地，前述基团中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12中任意相邻的两个基团不连接或通过化学键连接成环。
优选地，式I中，所述Ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点。
X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种。
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种。
优选地，所述RAR选自取代或未取代的C6-C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)芳基、取代或未取代的C3-C20(例如C3、C4、C5、C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)杂芳基中的任意一种，进一步优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种。
优选地，所述R13、R14各自独立地选自C1-C6(例如C2、C3、C4、C5等)直链或支链烷基、苯基中的任意一种，进一步优选甲基或苯基。
优选地，所述第一化合物具有如下P1-P127所示结构中的任意一种：
/>
/>
/>
/>
/>
/>
优选地，式II中，所述L4选自单键、取代或未取代的C6-C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)亚芳基、取代或未取代的C3-C20(例如C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)亚杂芳基中的任意一种。
优选地，所述L4选自单键、/>中的任意一种；-*代表基团的连接位点。
优选地，所述L4选自单键、 中的任意一种。
优选地，式II中，所述Ar4、Ar5各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点。
Z2选自O、S、NR41或CR42R43中的任意一种。
R41、R42、R43各自独立地选自C1-C20直链或支链烷基、C3-C20环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R42和R43不连接或通过化学键连接成环。
优选地，所述Z2为O或S。
优选地，所述R41、R42、R43各自独立地选自C1-C6(例如C2、C3、C4、C5等)直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种。
优选地，所述R41选自苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种。
优选地，所述R42、R43各自独立地为苯基或甲基。
优选地，式II中，所述Ar4、Ar5各自独立地选自如下基团中的任意一种：
优选地，式II中，所述R21、R22各自独立地选自C1-C6(例如C2、C3、C4、C5等)直链或支链烷基、C2-C10(例如C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9等)烯基、C6-C20(例如C6、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18等)芳基或C3-C20(例如C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基中的任意一种，进一步优选甲基或苯基。
优选地，所述R21和R22之间不连接或通过化学键连接成螺芴环。
优选地，式II中，所述n1和n2为0。
优选地，所述第二化合物具有如下N1-N183所示结构中的任意一种：
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
优选地，所述第一化合物与第二化合物的质量比为(0.1-2):1，例如可以为0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1等，进一步优选(0.5-1.5):1。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的有机电致发光材料的应用，所述有机电致发光材料应用于有机电子器件。
优选地，所述有机电子器件包括有机电致发光器件、光学传感器、太阳能电池、照明元件、有机薄膜晶体管、有机场效应晶体管、有机薄膜太阳能电池、信息标签、电子人工皮肤片材、片材型扫描器或电子纸。
优选地，所述有机电致发光材料应用于有机电致发光器件。
优选地，所述有机电致发光材料在有机电致发光器件中作为发光层材料。
优选地，所述有机电致发光材料在有机电致发光器件中作为发光层主体材料。
第三方面，本发明提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和第二电极之间的有机层，所述有机层中包括如第一方面所述的有机电致发光材料。
优选地，所述有机层包括发光层，所述发光层中包括如第一方面所述的有机电致发光材料。
优选地，所述有机电致发光材料作为发光层的主体材料。
作为本发明的优选技术方案，所述有机电致发光材料作为发光层的主体材料，其为双主体材料体系，所述第一化合物(第一主体材料)具有优良的空穴迁移率和空穴传输/注入能力，所述第二化合物(第二主体材料)具有D-A结构和双极性特点，在具有优异的电子传输性能的同时，还具有一定的空穴传输性能；而且，其具有较低的三线态能级，缩小了与掺杂材料(染料/客体)的能级差，减少主客体能量传递中的能量损失，提高激子利用率。两类化合物协同复配作为双主体材料用于有机电致发光器件，能够提高发光层中的载流子复合几率，促进载流子的传输平衡，有效调控发光层中电子和空穴的复合中心位置发生在发光层的中心位置，远离电子阻挡层，也远离空穴阻挡层，避免载流子在界面处大量堆积，提高激子利用率，从而显著提高器件的发光效率，延长使用寿命。
优选地，所述发光层中还包括掺杂材料。
优选地，所述掺杂材料为磷光掺杂材料。
优选地，以所述有机电致发光材料的质量为100％计，所述掺杂材料的质量为1-10％，例如可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等。
优选地，所述发光层的厚度为10-60nm，例如可以为12nm、15nm、18nm、20nm、22nm、25nm、28nm、30nm、32nm、35nm、38nm、40nm、42nm、45nm、48nm、50nm、52nm、55nm或58nm等，进一步优选20-50nm。
优选地，所述有机层还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层或电子阻挡层中的任意一种或至少两种的组合。
在一个优选技术方案中，第一电极下方或第二电极上方可以使用基板。基板均为具有机械强度、热稳定性、防水性、透明度优异的玻璃或聚合物材料。此外，作为显示器用的基板上也可以带有薄膜晶体管(TFT)。
第一电极可以通过在基板上溅射或者沉积用作第一电极的材料的方式来形成。当第一电极作为阳极时，可以采用铟锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物透明导电材料和它们的任意组合。第一电极作为阴极时，可以采用镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镱(Yb)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等金属或合金以及它们之间的任意组合。
有机层可以通过真空热蒸镀、旋转涂敷、打印等方法形成于电极之上。用作有机层的化合物可以为有机小分子、有机大分子或聚合物，以及它们的组合。
在一个优选技术方案中，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和阴极之间的有机层；所述有机层包括发光层，设置于所述发光层与阳极之间的空穴传输区，设置于所述发光层与阴极之间的电子传输区；所述发光层中包含本发明提供的有机电致发光材料。
空穴传输区位于阳极和发光层之间。空穴传输区可以为单层结构的空穴传输层(HTL)，包括只含有一种化合物的单层空穴传输层和含有多种化合物的单层空穴传输层。空穴传输区也可以为包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)中的至少一层的多层结构；其中HIL位于阳极和HTL之间，EBL位于HTL与发光层之间。
空穴传输区的材料可以选自、但不限于酞菁衍生物如CuPc、导电聚合物或含导电掺杂剂的聚合物如聚苯撑乙烯、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)、聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(Pani/PSS)、芳香胺衍生物；其中，芳香胺衍生物包括如下面HT-1至HT-52所示的化合物；或者其任意组合。
/>
/>
空穴注入层位于阳极和空穴传输层之间。空穴注入层可以是单一化合物材料，也可以是多种化合物的组合。例如，空穴注入层可以采用上述HT-1至HT-52的一种或多种化合物，或者采用下述HI-1至HI-3中的一种或多种化合物；也可以采用HT-1至HT-52的一种或多种化合物掺杂下述HI-1至HI-3中的一种或多种化合物。
发光层包括主体材料(Host，本发明提供的有机电致发光材料)，同时包括可以发射不同波长光谱的发光染料(即掺杂材料，dopant)，还可以同时发光层可以是发射红、绿、蓝等单一颜色的单色发光层。多种不同颜色的单色发光层可以按照像素图形进行平面排列，也可以堆叠在一起而形成彩色发光层。当不同颜色的发光层堆叠在一起时，它们可以彼此隔开，也可以彼此相连。发光层也可以是能同时发射红、绿、蓝等不同颜色的单一彩色发光层。
根据不同的技术，发光层材料可以采用磷光电致发光材料。在一个OLED器件中，可以采用单一的发光技术，也可以采用多种不同的发光技术的组合。这些按技术分类的不同发光材料可以发射同种颜色的光，也可以发射不同种颜色的光。
在本发明的优选技术方案中，发光层的材料为磷光主体材料，所述磷光主体材料为本发明提供的有机电致发光材料，包括第一化合物(式I所示结构)和第二化合物(式II所示结构)的组合。
在本发明的一方面，发光层采用磷光电致发光的技术。其发光层的磷光掺杂材料可以选自、但不限于以下所罗列的GPD-1至GPD-47的一种或多种的组合。
/>
其中D为氘。
在本发明的一方面，发光层采用磷光电致发光的技术。其发光层磷光掺杂材料可以选自、但不限于以下所罗列的RPD-1至RPD-28的一种或多种的组合。
/>
在本发明的一方面，发光层采用磷光电致发光的技术。其发光层磷光掺杂材料可以选自、但不限于以下所罗列的YPD-1至YPD-11的一种或多种的组合。
/>
有机层还可以包括发光层与阴极之间的电子传输区。电子传输区可以为单层结构的电子传输层(ETL)，包括只含有一种化合物的单层电子传输层和含有多种化合物的单层电子传输层。电子传输区也可以为包括电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)中的至少一层的多层结构；其中HBL位于发光层与ETL之间，EIL位于阴极与ETL之间。
本发明的一方面，电子传输层材料可以选自、但不限于以下所罗列的ET-1至ET-74的一种或多种的组合。
/>
/>
/>
本发明的一方面，空穴阻挡层(HBL)位于电子传输层与发光层之间。空穴阻挡层可以采用、但不限于上述ET-1至ET-74的一种或多种化合物。
器件中还可以包括位于电子传输层与阴极之间的电子注入层，电子注入层材料包括但不限于以下罗列的一种或多种的组合：LiQ、LiF、NaCl、CsF、Li2O、Cs2CO3、BaO、Na、Li、Ca、Mg、Yb。
第四方面，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括如第三方面所述的有机电致发光器件。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的有机电致发光材料中，通过具有特定结构的两类化合物的设计和协同复配，使所述有机电致发光材料具有优良的光电性能和载流子传输性能，实现了载流子的平衡传输，其用于有机电致发光器件，能够有效调控实现空穴与电子的注入/传输平衡，调控发光层中电子和空穴复合中心的位置发生在发光层的中心位置，避免载流子在界面处大量堆积，并减少发光层主客体能量传递过程中的能量损失，提高激子利用率，从而显著提高了器件的发光效率和稳定性，延长器件的工作寿命，获得更高性能的有机电致发光器件。
附图说明
图1为本发明的一个具体实施方式中提供的有机电致发光器件的结构示意图；
其中，1-基板，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-电子阻挡层，6-发光层，7-空穴阻挡层，8-电子传输层，9-电子注入层，10-阴极，11-外接电源。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明中，所述第一化合物和第二化合物可通过现有技术中公开的方法合成得到；示例性地，所述第一化合物的合成可参考现有技术CN112300053A和KR1020170125555A中公开的内容。所述第二化合物的合成可参考现有技术CN113892196A和CN113924665A等；不再一一赘述。
实施例1-1
一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件；所述有机电致发光材料包括第一化合物P8和第二化合物N6的组合，所述第一化合物P8和第二化合物N6的质量比为1:1。
包含所述有机电致发光材料的有机电致发光器件的结构示意图如图1所示，包括依次层叠设置的基板1(玻璃基板)，阳极2(ITO)，空穴注入层3，空穴传输层4，电子阻挡层5，发光层6，空穴阻挡层7，电子传输层8，电子注入层9，阴极10(Al)；阳极2与阴极10之间施加外接电源11。
所述有机电致发光器件的制备方法如下：
(1)将涂布了ITO透明导电层的玻璃基板在商用清洗剂中超声处理，在去离子水中冲洗，在丙酮/乙醇的混合溶剂中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全除去水分，用紫外光和臭氧清洗，并用低能阳离子束轰击表面；
(2)将上述带有阳极的玻璃基板置于真空腔内，抽真空至＜1×10-5Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀化合物HT-4:HI-3(97/3，w/w)混合物作为空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚度为10nm；
(3)在空穴注入层上真空蒸镀化合物HT-4作为空穴传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为60nm；
(4)在空穴传输层上真空蒸镀化合物HT-52作为电子阻挡层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为60nm；
(5)在电子阻挡层上真空蒸镀器件的发光层，发光层包括主体材料(所述有机电致发光材料，P8:N6＝1:1)和掺杂材料(染料，RPD-18)的三元混合物，掺杂材料在发光层中的质量百分含量为3％；蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为40nm；
(6)在发光层上真空蒸镀化合物ET-74作为空穴阻挡层，其蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为5nm；
(7)在空穴阻挡层上真空蒸镀化合物ET-61:ET-57(50/50，w/w)混合物作为电子传输层，其蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为25nm；
(8)在电子传输层上真空蒸镀厚度为1nm的LiF作为电子注入层，蒸镀速率为0.1nm/s；
(9)在电子注入层上真空蒸镀厚度为150nm的金属铝作为阴极，蒸镀速率为1nm/s；由此，得到实施例1-1的有机电致发光器件。
实施例1-2至13-3，对比例1至4
一种有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件，其与实施例1-1的区别仅在于，将所述有机电致发光材料(发光层的主体材料)替换为表1和表2中的化合物，器件的其他结构、材料及制备方法均与实施例1-1相同；表1和表2中的“第一化合物:第二化合物”表示二者的质量比，“--”表示未添加该化合物/比例不存在。
对比例中的主体材料如下所示：
性能测试：
在同样亮度为3000cd/m2下，使用数字源表及亮度计测定有机电致发光器件的电流密度，亮度与电流密度的比值即为电流效率；保持恒定电流下，记录器件从起始亮度为10000cd/m2衰减至9700cd/m2时所用的时间，得到LT97寿命的测试值。
以对比例1的电流效率、LT97寿命的测试值记为1，其他实施例及对比例的电流效率、LT97寿命均为各自的测试值与对比例1的测试值的比值；测试结果如表1和表2所示。
表1
/>
表2
/>
结合表1和表2的性能数据可知，本发明中，由式I所示结构的第一化合物和由式II所示结构的第二化合物复配并相互协同，共同组成的所述有机电致发光材料作为双发光主体材料用于有机电致发光器件，可以有效提高器件发光效率和提高器件的使用寿命，使器件在效率和寿命上都相较于对比例1-4使用单化合物作为主体的器件有了显著提升，赋予器件更优良的综合性能。
本发明所述有机电致发光材料中，配合上述两种化合物作为双主体材料实现器件性能的显著提升，其原因推测为：由式I所示的第一化合物单独使用时空穴的注入与传输较强，使得载流子的传输不平衡，发光复合中心靠近空穴阻挡层(HBL)，造成单独使用时器件的寿命差，效率低；引入本发明中式II所示的第二化合物后，由于该类化合物本身的D-A结构具有优异的电子传输性能和一定的的空穴传输性能，通过与第二化合物的协同复配，实现了载流子的平衡传输，发光层复合中心远离HBL层，寿命大幅提升的同时，效率也有一定的提升。同理，单独使用式II所示的第二化合物时，空穴的注入与传输能力不匹配，使得激子形成效率和复合效率较低，发光复合中心靠近电子阻挡层(EBL)，也会造成器件的寿命短，效率低。同时，结合表2中通过对掺杂比例的调整也可以看出，由于本发明中式II所示结构的所述第二化合物具有双极性的特点，在少量掺杂第一化合物主体的情况下，性能依然优于对比例中的其他化合物。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的有机电致发光材料及包含其的有机电致发光器件，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (17)

1.一种有机电致发光材料，其特征在于，所述有机电致发光材料包括第一化合物和第二化合物的组合；
所述第一化合物具有如式I所示结构，所述第二化合物具有如式II所示结构；
其中，L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的C3-C30亚杂芳基中的任意一种；
Ar1、Ar2、Ar4、Ar5各自独立地选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
Ar3为
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种；
所述R1和R2、R3和R4中的一组通过化学键连接成环A，所述环A为
-*代表基团的连接位点；
R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种；
所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12中，除形成环A的基团之外，其他基团中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成环；
X、Y各自独立地选自单键、NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种，且所述X和Y不同时为单键；
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R21和R22之间不连接或通过化学键连接成环；
R23、R24各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烷基硅基、取代或未取代的C6-C60芳基氨基、取代或未取代的C3-C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6-C60芳基、取代或未取代的C3-C60杂芳基中的任意一种；
n1选自0-4的整数，n2选自0-3的整数；
式I和式II中，所述取代的取代基各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、醛基、酯基、C1-C20直链或支链烷基、C1-C20烷氧基、C3-C20环烷基、C2-C20杂环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式I中所述L1、L2、L3各自独立地选自单键、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C6-C20亚杂芳基中的任意一种；
优选地，式I中所述L1、L2、L3各自独立地选自单键、 中的任意一种；其中，U1为O或S，-*代表基团的连接位点；
优选地，所述L1、L2各自独立地为单键或
优选地，所述L3为单键、
3.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式I中所述Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，——*代表基团的连接位点；
Z1选自O、S、NR31或CR32R32中的任意一种；
R31、R32、R33各自独立地选自氢、C1-C20直链或支链烷基、C3-C20环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R32和R33之间不连接或通过化学键连接成环；
优选地，所述Z1为O或S；
优选地，所述R31、R32、R33各自独立地选自C1-C6直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种；
优选地，所述Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
4.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，环A中所述X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种，所述Y为单键；
优选地，式I中所述Ar3选自如下基团a-基团d中的任意一种：
其中，——*代表基团的连接位点；
X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种；
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C10烯基、取代或未取代的C3-C30杂芳基、取代或未取代的C6-C30芳基中的任意一种；
所述Ar3中，相邻的RM与RM+1中的至少一组通过化学键连接成环，M为1-11的整数；
优选地，所述Ar3中，相邻的RM与RM+1中的至少一组通过化学键连接成苯环，M为1-11的整数；
优选地，所述R5、R6、R7、R8中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成环；
优选地，所述R5、R6、R7、R8中任意相邻的两个基团中的至少一组通过化学键连接成苯环。
5.根据权利要求1或4所述的有机电致发光材料，其特征在于，式I中所述Ar3选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点；
X选自NRAR、O、S或CR13R14中的任意一种；
RAR选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1-C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C3-C30杂芳基中的任意一种；
优选地，所述RAR选自取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C3-C20杂芳基中的任意一种，进一步优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种；
优选地，所述R13、R14各自独立地选自C1-C6直链或支链烷基、苯基中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，所述第一化合物具有如下P1-P127所示结构中的任意一种：
/>
/>
7.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式II中所述L4选自单键、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C3-C20亚杂芳基中的任意一种；
优选地，所述L4选自单键、/>中的任意一种；-*代表基团的连接位点。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式II中所述Ar4、Ar5各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：
其中，-*代表基团的连接位点；
Z2选自O、S、NR41或CR42R43中的任意一种；
R41、R42、R43各自独立地选自C1-C20直链或支链烷基、C3-C20环烷基、C6-C30芳基或C3-C30杂芳基中的任意一种；所述R42和R43不连接或通过化学键连接成环；
优选地，所述Z2为O或S；
优选地，所述R41、R42、R43各自独立地选自C1-C6直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苯基萘基或萘基苯基中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式II中所述R21、R22各自独立地选自C1-C6直链或支链烷基、C2-C10烯基、C6-C20芳基或C3-C20杂芳基中的任意一种，优选甲基或苯基；
优选地，所述R21和R22之间不连接或通过化学键连接成螺芴环。
10.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，式II中所述n1和n2为0。
11.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，所述第二化合物具有如下N1-N183所示结构中的任意一种：
/>
/>
/>
/>
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12.根据权利要求1所述的有机电致发光材料，其特征在于，所述第一化合物与第二化合物的质量比为(0.1-2):1，优选(0.5-1.5):1。
13.一种如权利要求1-12任一项所述的有机电致发光材料的应用，其特征在于，所述有机电致发光材料应用于有机电子器件；
优选地，所述有机电致发光材料应用于有机电致发光器件；
优选地，所述有机电致发光材料在有机电致发光器件中作为发光层材料；
优选地，所述有机电致发光材料在有机电致发光器件中作为发光层主体材料。
14.一种有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和第二电极之间的有机层，所述有机层中包括如权利要求1-12任一项所述的有机电致发光材料。
15.根据权利要求14所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机层包括发光层，所述发光层中包括如权利要求1-12任一项所述的有机电致发光材料；
优选地，所述有机电致发光材料作为发光层的主体材料；
优选地，所述发光层中还包括掺杂材料；
优选地，所述掺杂材料为磷光掺杂材料；
优选地，以所述有机电致发光材料的质量为100％计，所述掺杂材料的质量为1-10％。
16.根据权利要求15所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度为10-60nm，优选20-50nm；
优选地，所述有机层还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层或电子阻挡层中的任意一种或至少两种的组合。
17.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求14-16任一项所述的有机电致发光器件。
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