一種有機化合物及OLED顯示裝置的製作方法

2023-11-11 10:05:57

本發明涉及一種金屬配合物，尤其涉及一種用作有機電致發光材料的有機化合物，以及包括該有機化合物的oled顯示裝置。
背景技術：
：tft-lcd作為一種顯示屏，是一種非自發光之顯示器，必須透過背光源投射光線，依序穿透tft-lcd面板中之偏光板、玻璃基板、液晶層、彩色濾光片、玻璃基板、偏光板等相關零組件，最後進入人之眼睛成像，達到顯示之功能。在實際應用中，tft-lcd顯示屏具有反應速率慢、耗電、視角窄等缺點，不足以成為完美的顯示屏。有機電致發光是指由有機光電功能材料製備成的薄膜器件在電場的激發作用下發光的現象，被產業界和學術界譽為最有潛力的下一代平板顯示技術，具有低功耗、寬視角、響應快、更輕更薄以及可柔性顯示等優點。有機電致發光器件又稱為有機發光二極體(oled)，由透明陽極ito、金屬陰極和有機薄膜層構成。在直流電壓驅動下，陰極注入的電子和陽極注入的空穴向有機發光層運動，最終在發光層中相遇並複合發光。與無機半導體二極體相比，有機半導體二極體由於其結構的無序性、材料的多樣性而使得載流子的物理過程顯得更為複雜，用於電子傳輸層和空穴阻隔層的有機材料至關重要。有機電致發光材料作為有機電致發光器件的核心組成部分，對器件的使用性能具有很大的影響。其中，高量子效率的螢光特性、良好的半導體特性、高質量的成膜特性、良好的化學穩定性和熱穩定性、良好的加工性能等是其主要的性能要素。根據分子結構特性以發光波長範圍來分類，包括小分子有機化合物、有機配合物發光材料以及有機聚合物材料。其中，cn104650040a公開了一種吩嗪類衍生物的有機電致發光化合物，其結構式為：其中，所述有機電致發光化合物用於至少發光層、空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層或電子傳輸層中的一層或幾層中，具有電致發光效率良好和色純度優異以及壽命長的優點；cn104744369a公開了一種有機電致發光材料，其含有結構式為的衍生物；其中，所述衍生物由於引進了2個苯環，形成了類螺環化合物的物質，增加了分子結構的平面共軛性，提高了該類有機電致發光材料的溶解性，使其更容易製備，同時，該類有機電致發光材料由於不同取代基的引入，能改變電子的躍遷，使其發光峰位可以調節，用於藍光器件的製備中，可有滿足工業化生產的需要。目前，隨著有機電致發光器件的應用範圍不斷擴大，本領域技術人員對於有機電致發光材料的研究也在不斷深入，儘管如此，發光材料在實際應用過程中仍然存在諸多不足，因此，設計與合成一種新型有機電致發光材料以克服目前實際應用過程中出現的不足，是oled研究工作中的重點。技術實現要素：基於上述
背景技術：
，本發明提供了一種用作有機電致發光材料的有機化合物，主要應用於oled器件的發光層中，優選地，應用於紅光客體材料中，得到的器件具有壽命長、驅動電壓低、化學穩定性和熱穩定性好等有益效果。本發明的技術方案包括一種用作有機電致發光材料的有機化合物，其特徵在於，其結構如通式(i)所示：其中，a和b相互獨立地選自五元或六元環烷烴或芳烴，或者含有一個或多個雜原子的五元或六元雜環烷烴或雜芳烴；y為nr』、s或o，其中，r』為氫、氘、滷素、鏈烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的雜環烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的雜芳基；r1為氫、氘、滷素、鏈烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的雜環烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的雜芳基；m為原子量大於40的金屬；x為輔助配體；m為金屬m的總配位數，n為小於m並且至少為1的整數。在本發明的一個實施例中，所述m為ir。在另一個實施例中，x的結構為進一步地，在一個實施例中，n為1。在本發明的一個實施例中，a和b相互獨立為雜環烷烴或雜芳烴中的雜原子數不超過2個，且雜原子種類也不超過兩個，優選地，所述雜原子選自n、o或s。在本發明的一個實施例中，a和b為單、二、三、四或五取代，取代基為氫或鏈烷基。在一個實施例中，y為nr』，r』選自氫或鏈烷基，優選為甲基、乙基。r1選自氫或鏈烷基，優選為甲基、乙基。在本發明的一個優選實施例中，所述有機化合物的結構如下：在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於有機電致發光材料。在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於oled發光層材料。在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於oled紅光客體材料。本發明的技術方案還提供了一種oled顯示裝置，包括所述的有機化合物。本發明提供的有機化合物，主要應用於oled器件的發光層中，優選地應用於紅光客體材料中，對於研究紅光材料的進展與應用，具有重要的應用價值，採用本發明的有機化合物製備的oled器件驅動電壓低、電流密度較高，且功率效率和亮度也有較大的提高，解決了現有顯示屏反應速率慢、耗電、視角窄等缺點，具有壽命長、驅動電壓低、化學穩定性和熱穩定性好等有益效果。具體實施方式本發明提供了一種用作有機電致發光材料的有機化合物，其特徵在於，其結構如通式(i)所示：其中，a和b相互獨立地選自五元或六元環烷烴或芳烴，或者含有一個或多個雜原子的五元或六元雜環烷烴或雜芳烴；y為nr』、s或o，其中，r』為氫、氘、滷素、鏈烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的雜環烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的雜芳基；r1為氫、氘、滷素、鏈烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的雜環烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的雜芳基；m為原子量大於40的金屬；x為輔助配體；m為金屬m的總配位數，n為小於m並且至少為1的整數。在本發明的一個實施例中，所述m為ir。在另一個實施例中，x的結構為進一步地，在一個實施例中，n為1。在本發明的一個實施例中，a和b相互獨立為雜環烷烴或雜芳烴中的雜原子數不超過2個，且雜原子種類也不超過兩個，優選地，所述雜原子選自n、o或s。在本發明的一個實施例中，a和b為單、二、三、四或五取代，取代基為氫或鏈烷基。在一個實施例中，y為nr』，r』選自氫或鏈烷基，優選為甲基、乙基。r1選自氫或鏈烷基，優選為甲基、乙基。在本發明的一個優選實施例中，所述有機化合物的結構如下：在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於有機電致發光材料。在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於oled發光層材料。在本發明的一個實施例中，所述有機化合物用於oled紅光客體材料。本發明的技術方案還提供了一種oled顯示裝置，包括所述的有機化合物。根據本發明的上述技術方案，現通過以下具體的實施例以及應用實施例，對本發明的內容作進一步地解釋和說明。實施例1一種有機化合物，具有通式(1)所示的結構，可以用作有機電致發光材料，尤其適用於紅光客體材料：其合成方法為：(1)配體l1的製備將所用玻璃儀器在高溫烘箱中烘5-6h，然後迅速轉移到真空下冷卻至室溫後取出。稱取化合物a1(1.76mmol)，加入18mlthf。將反應體系溫度用乾冰-丙酮冷浴控制在-78℃。一分鐘後，用注射器加入1.32ml正丁基鋰的正己烷溶液(1.6m)，在-78℃下反應1h。在氬氣保護下，用注射器將2.11mmol二苯基氯化磷迅速打入到反應瓶中。待反應0.5h後，撤去低溫裝置，室溫下反應12h。待反應結束後，用50ml蒸餾水水解反應混合物，再用二氯甲烷萃取，之後用無水硫酸鎂乾燥並濃縮，過柱提純得到配體l1。(2)(l1)2ir(μ-cl)2ir(l1)2的製備稱取ircl3·3h2o(1mmol)和c1(2.5mmol)加入到三口燒瓶中，在雙排管上抽真空-充氮氣-抽真空，循環三次，最後用氮氣保護反應體系。將2-乙氧基乙醇和水的混合物(3:1,v/v)用注射器注入到反應體系中，攪拌，並將反應體系升溫至110℃，反應時間為24小時左右，反應過程中有沉澱生成。將反應體系冷卻至室溫，然後將沉澱過濾，並用水、乙醇洗，得到紅色固體產物，即銥二氯橋化合物(l1)2ir(μ-cl)2ir(l1)2。(3)配合物1的製備稱取銥二氯橋化合物(0.2mmol)和na2co3(1.4mmol)並加入到三口燒瓶中，在雙排管上抽真空-充氮氣-抽真空，循環三次，最後用氮氣保護反應體系。用注射器向反應體系中分別注入配體l1(0.5mmol)和2-乙氧基乙醇，攪拌，並將反應體系升溫至回流。反應進行12小時後，將反應混合物降至室溫，過濾得到紅色沉澱物，用柱層析方法過柱提純，得到紅色固體配合物1。所得銥配合物的結構通過雷射解吸離子化時間-飛行質譜儀(maldi-tof-mass)和核磁共振氫譜(1hnmr)進行分析。分子量表徵ms994.181h-nmr：(400mhz,cdcl3)，δ(ppm)：9.92(s,1h),8.52(d,2h),8.42(s,1h),8.25(s,1h),8.12(d,2h),7.88(d,1h),7.78(d,1h),7.66(m,1h),7.48-7.54(m,7h),7.41(d,1h),7.23-7.28(m,16h),6.98-7.04(m,4h).實施例2一種有機化合物，具有通式(2)所示的結構，可以用作有機電致發光材料，尤其適用於紅光客體材料：其合成方法為：(1)配體l1的製備與實施例1相同(1)(l1)2ir(μ-cl)2ir(l1)2的製備稱取ircl3·3h2o(1mmol)和c2(2.5mmol)加入到三口燒瓶中，在雙排管上抽真空-充氮氣-抽真空，循環三次，最後用氮氣保護反應體系。將2-乙氧基乙醇和水的混合物(3:1,v/v)用注射器注入到反應體系中，攪拌，並將反應體系升溫至110℃，反應時間為24小時左右，反應過程中有沉澱生成。將反應體系冷卻至室溫，然後將沉澱過濾，並用水、乙醇洗，得到紅色固體產物，即銥二氯橋化合物(l2)2ir(μ-cl)2ir(l2)2。(3)配合物2的製備稱取銥二氯橋化合物(0.2mmol)和na2co3(1.4mmol)並加入到三口燒瓶中，在雙排管上抽真空-充氮氣-抽真空，循環三次，最後用氮氣保護反應體系。用注射器向反應體系中分別注入配體l1(0.5mmol)和2-乙氧基乙醇，攪拌，並將反應體系升溫至回流。反應進行12小時後，將反應混合物降至室溫，過濾得到紅色沉澱物，用柱層析方法過柱提純，得到紅色固體配合物2。所得銥配合物的結構通過雷射解吸離子化時間-飛行質譜儀(maldi-tof-mass)和核磁共振氫譜(1hnmr)進行分析。分子量表徵ms996.121h-nmr：(400mhz,cdcl3)，δ(ppm)：9.89(s,1h),9.22(s,2h),8.68(d,2h),8.55(d,2h),8.39(s,1h),8.26(s,1h),7.84(d,1h),7.81(m,2h),7.77(d,1h),7.52-7.58(m,7h),7.43(d,1h),7.32(m,2h),7.23-7.28(m,10h),7.03-7.09(m,2h).實施例3一種有機化合物，具有通式(8)所示的結構，可以用作有機電致發光材料，尤其適用於紅光客體材料：其合成方法為：(1)配體l8的製備將所用玻璃儀器在高溫烘箱中烘5-6h，然後迅速轉移到真空下冷卻至室溫後取出。稱取化合物a8(1.76mmol)，加入18mlthf。將反應體系溫度用乾冰-丙酮冷浴控制在-78℃。一分鐘後，用注射器加入1.32ml正丁基鋰的正己烷溶液(1.6m)，在-78℃下反應1h。在氬氣保護下，用注射器將2.11mmol二苯基氯化磷迅速打入到反應瓶中。待反應0.5h後，撤去低溫裝置，室溫下反應12h。待反應結束後，用50ml蒸餾水水解反應混合物，再用二氯甲烷萃取，之後用無水硫酸鎂乾燥並濃縮，過柱提純得到配體l8。(2)(l1)2ir(μ-cl)2ir(l1)2的製備與實施例2相同(3)配合物8的製備稱取銥二氯橋化合物(0.2mmol)和na2co3(1.4mmol)並加入到三口燒瓶中，在雙排管上抽真空-充氮氣-抽真空，循環三次，最後用氮氣保護反應體系。用注射器向反應體系中分別注入配體l8(0.5mmol)和2-乙氧基乙醇，攪拌，並將反應體系升溫至回流。反應進行12小時後，將反應混合物降至室溫，過濾得到紅色沉澱物，用柱層析方法過柱提純，得到紅色固體配合物8。所得銥配合物的結構通過雷射解吸離子化時間-飛行質譜儀(maldi-tof-mass)和核磁共振氫譜(1hnmr)進行分析。分子量表徵ms1010.021h-nmr：(400mhz,cdcl3)，δ(ppm)：10.04(s,1h),9.24(s,2h),8.68(d,2h),8.53(d,2h),8.39(s,1h),8.26(s,1h),7.88(d,1h),7.81(m,2h),7.72(d,1h),7.52-7.58(m,6h),7.36(m,2h),7.33(s,1h),7.23-7.28(m,10h),7.26(d,1h),6.81(d,1h),2.33(s,3h).應用實施例對比應用實施例將透明陽極電極ito基板在異丙醇中超聲清洗5-10分鐘，並暴露在紫外光下20-30分鐘，隨後用plasma處理5-10分鐘。隨後將處理後的ito基板放入蒸鍍設備。首先蒸鍍一層30-50nm的npb作為空穴傳輸層，然後是發光層的蒸鍍，混合蒸鍍化合物cbp，以及5--10％的ir(piq)2(acac)，隨後蒸鍍20-40nm的alq3作為電子傳輸層，隨後再蒸鍍0.5-2nmlif，隨後蒸鍍100-200nm的金屬al。器件應用實施例1將透明陽極電極ito基板在異丙醇中超聲清洗5-10分鐘，並暴露在紫外光下20-30分鐘，隨後用plasma處理5-10分鐘。隨後將處理後的ito基板放入蒸鍍設備。首先蒸鍍一層30-50nm的npb作為空穴傳輸層，然後是發光層的蒸鍍，混合蒸鍍化合物cbp，以及5--10％的配合物1，隨後蒸鍍20-40nm的alq3，隨後再蒸鍍0.5-2nmlif，隨後蒸鍍100-200nm的金屬al。器件應用實施例2將對比實施例中的配合物ir(piq)2(acac)換成配合物2，作為發光層客體。器件應用實施例3將對比實施例中的配合物ir(piq)2(acac)換成配合物8，作為發光層客體。其中，oled器件製作如下：對比應用實施例：ito/npb/cbp：ir(piq)2(acac)/alq3/lif/al；器件應用實施例1：ito/npb/cbp：配合物1/alq3/lif/al；器件應用實施例2：ito/npb/cbp：配合物2/alq3/lif/al；器件應用實施例3：ito/npb/cbp：配合物8/alq3/lif/al。在1000nits下，oled器件結果如下：應用實施例voltage/vcd/alm/wciexcieylt90@1000nit14.21612.10.6620.33012723.91814.80.6710.32514634.11713.30.6680.330139對比例5.31410.30.6700.330108由上述檢測結果可知，本發明實施例1-3的oled器件平均驅動電壓為4.067v,平均電流密度為17a，且平均功率效率為13.4w，與現有對比例的oled器件相比，採用本發明的有機化合物製備的oled器件驅動電壓低、電流密度較高，且功率效率和亮度也有較大的提高，解決了現有顯示屏反應速率慢、耗電、視角窄等缺點。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。當前第1頁12