[发明专利]一种空穴传输激子阻挡有机材料及其应用

说明书

一种有机半导体芳胺材料具有空穴传输和激子阻挡性能，其特征是所述的有机半导体化合物通式为：所述有机半导体材料采用电负性吲哚并喹喔啉，结合含有空穴传输优良的芳胺，应用在电致发光二极管，获得发光寿命的改善。Ar₂，Ar₃中还可含有可交联功能团，有利于通过溶液成膜后获得不溶、不融的交联结构材料，提升溶液制备发光器件的稳定性。

技术领域

本发明涉及新型有机半导体在电致发光二极管器件的应用，尤其涉及一种有机半导体芳胺，具有空穴传输、激子阻挡功能，应用于有机发光二极管、量子点发光二极管。

背景技术

有机半导体材料属于新型光电材料，其大规模研究起源于1977年由白川英树，A.Heeger及A.McDiamid共同发现了导电率可达铜水平的掺杂聚乙炔。随后，1987年Kodak公司的C.Tang等发明了有机小分子发光二极管(OLED)，1990年剑桥大学R.Friend及A.Holmes发明了聚合物发光二极管P-OLED，以及1998年S.Forrest与M.Thomson发明了效率更高的有机磷光发光二极管PHOLED。由于有机半导体材料具有结构易调可获得品种多样，能带可调，甚至如塑料薄膜加工一样的低成本好处，加上有机半导体在导电薄膜、静电复印、光伏太阳能电池应用、有机薄膜晶体管逻辑电路，和有机发光OLED平板显示与照明等众多应用，白川-Heeger-McDiamid三位科学家于2000年获得诺贝尔化学奖。

作为新一代平板显示应用的有机电致发光二极管，有机光电半导体材料要求有：1.高发光效率；2.长器件工作寿命；3.合适的发光颜色；4.可生产及成膜加工性。原则上，大部分共轭性荧光有机分子(包含星射体)、聚合物，和含有共轭性发色团配体的有机重金属络合物都有具备电激发光性能，应用在各类发光二极管，如有机小分子发光二极管(OLED)，聚合物有机发光二极管(POLED)，有机磷光发光二极管(PHOLED)，有机热激活延迟荧光TADFOLED。磷光PHOLED兼用了单线激发态(荧光)和三线激发态(磷光)的发光机理，显然比小分子OLED及高分子POLED高得多的发光效率。PHOLED制造技术和出色的PHOLED材料都是实现低功耗OLED显示和照明所必不可少的。有机热激活延迟荧光材料能使处于三线态的电子可以高效的通过逆系间跨越回到单线态，并从单线态跃迁回基态并发出荧光。PHOLED与TADFOLED的量子效率和发光效率是一般荧光OLED材料的3～4倍，因此也减少了产生的热量，增多了OLED显示板的竞争力。这一点提供了使得总体上OLED显示或照明超越LCD显示以及传统光源的可能。

磷光OLED材料是由含有一定共轭性的有机发光团作为二齿螯合配体，与金属元素形成环金属-配合体络合物，在高能光照下(如紫外光至激发)或电荷注入(电至激发)条件下，由于环金属-配体电荷转移(MLCT)成为激子，然后回复到基态而导致发光。在一般有机半导体材料中，根据洪特定则，三线态的能量会低于单线态，能带差(△Est)通常是0.5eV或以上，使得处于三线态的电子基本不可能回到单线态。而在TADF材料中，通过分子设计制备出三线态和单线态能级差只有0.1eV或以下的荧光材料，而且分子的HOMO与LUMO重叠越少，△E越小，使电子可以从三线态逆系跨越到单线态而获得类似于磷光发光一样达到100％的电至发光效率。已报道的材料例子是发绿光的，2，6－二氰基－1，3，4，5－三咔唑苯。

在OLED器件中电荷的注入是通过在阳极施加正电压后注入空穴，阴极施加负电压后注入电子，分别经过空穴转输层与电子传输层，同时进入发射层的本体材料(或主体材料)中，电子最终进入发光掺杂剂中的最低末占分子轨道(LUMO)，空穴进入发光掺杂剂中的最高占有分子轨道(HOMO)而形成激发态发光掺杂剂分子(激子态)。激子态回复到基态后伴随着发射光能，其发射光能波长正对应着发光分子掺杂剂的能隙(HOMO-LUMO能级差)。

已有不少报道的重金属有机配合体络合物，受重金属的影响而增强了自旋轨道作用，使得本应较弱的磷光变得很强而呈现优良磷光发射。例如发绿光的三(苯基吡啶)铱(Ⅲ)配合络合物，简称为Ir(PPY)3，和其衍生物Ir(MePPY)3具有结构式为：