[发明专利]一种具有载流子传输能力的OLED材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的具有载流子传输能力的OLED材料，属于有机电致发光显示技术领域。

背景技术

有机电致发光（简称EL），是一种由电能激发有机材料而发光的现象。早在1963年，美国纽约大学的M.Pope等人首先发现了有机化合物单晶蒽的电致发光现象。1987年，美国的柯达公司的邓青云博士（C.W.Tang）利用有机电致发光的原理，用8-羟基喹啉铝（Alq₃）为发光层，真空蒸镀制成了低驱动电压（约10V）、高效率（1.5lm/W）、高亮度（1000cd/m²）的多层式结构有机发光器件（Organic Light-Emitting Diode，简称OLED），激起了各国学者的极大兴趣，自此揭开了OLED显示技术的历史新篇章。

OLED与传统显示器相比，具有超轻薄、全固化、自发光、不需背光源、亮度高、视角宽、响应速度快，驱动电压低、功耗小、色彩鲜艳、对比度高、工艺过程简单、温度特性好、可实现柔软显示等优点，可广泛应用于平板显示器和面光源，被认为是继液晶显示器LCD和等离子显示器之后的下一代平面显示器新兴应用技术，因而得到了广泛地研究、开发和使用。

OLED的基本结构，是在一金属阴极和一透明阳极之间夹一层有机材料层，其中阴极一般由低功函数的金属或其合金组成，阳极一般为玻璃基板上透明导电的铟锡氧化物（ITO）薄膜，有机材料层按照各种材料不同的光电特性又分为发射层和导电层等。当在OLED的两电极间施加一定的电压后，电流从阴极流向阳极，并经过有机材料层，阴极向有机分子发射层输出电子，阳极吸收从有机分子导电层传来的电子，即阳极向导电层输出空穴，在发射层和导电层的交界处，电子与空穴结合，这一过程发生时，电子以光子的形式释放能量，使OLED发光。OLED发光的颜色取决于发光层的材料，因此，OLED制造厂家可以通过改变发光层的材料而得到所需之颜色。

OLED器件有多种形式，大致可以分为单层器件结构、双层器件结构、三层器件结构和多层器件结构四种，目前以三层结构的OLED最为常见。三层器件结构的有机层由空穴传输层、发光层和电子传输层三层构成，有效地提高了电致发光器件的效率，有利于有机材料的选择和器件结构性能的优化。多层结构器件，是在两侧电极处加入空穴注入层或电子注入层，使得空穴和电子得以更有效的从电极注入有机层，可以更有效的降低驱动电压，提高发光效率。

三层结构的OLED器件的发光过程分为下列三个阶段：

（1）空穴和电子在外加偏压下克服界面能垒，分别由阳极和阴极注入空穴传输层的HOMO能级和电子传输层的LUMO能级；

（2）在外部电场的驱动下，电荷通过空穴传输层和电子传输层迁移到发光层的界面，由于存在界面的能级差，所以电荷在界面间不断累积；

（3）电子和空穴在具有发光特性的有机分子内复合，形成处于激发态的激子，激子在电场作用下将能量传递给有机发光材料，激发发光分子使其跃迁至激发态，激发态辐射跃迁回基态的同时释放光能。

现有的有机发光器件大都因为驱动电压偏高，发光亮度和功率效率较低，而且器件的性能衰减得相当快。为了增强电子和空穴的注入和传输能力，通常在金属阴极和电子传输层之间增加一电子注入层、或者在阳极和空穴传输层之间增加一空穴注入层，电子注入层和空穴注入层的HOMO值应介于其周围两侧的层体HOMO值之间；此设置同时能够阻隔氧气进入OLED组件，避免有机层被破坏而产生暗点。包含电子注入层和空穴注入层的OLED结构如图1所示。

经过二十几年的发展，OLED器件已经全面实现了红、蓝、绿色发光，应用领域也从小分子扩展到了高分子以及金属络合物等领域。最近几年有机电发光显示技术己趋于成熟，一些产品已进入市场，但在产业化过程中，仍有许多问题亟待解决，特别是用于制作器件的各种有机材料，其载流子注入、传输性能，材料电发光性能、使用寿命、色纯度、各种材料之间及与各电极之间的匹配等，尚有许多问题还未解决。近年来，为了有效的解决各层之间载流子的传输，具有电子传输性的有机材料或具有传输电子与空穴的双极性基团的有机材料成为了新的研究热点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够应用于有机电致发光二极管的、具有载流子传输能力的OLED材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种具有载流子传输能力的OLED材料，其结构如式Ⅰ所示，

其中，