[發明專利]一種有機半導體材料、制備方法和電致發光器件

無效

• 申請號: 201310147754.5
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN104119513A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 周明杰;張振華;王平;黃輝
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明屬于光電材料領域，具體涉及一種有機半導體材料、制備方法和電致發光器件。

背景技術

自1987年柯達公司C.W.Tang等人首次報道通過蒸鍍方法制備出以Alq₃為發光材料的雙層器件結構以來，有機電致發光就得到了人們的極大關注。有機電致發光可分為熒光和磷光電致發光。根據自旋量子統計理論，單重態激子和三重態激子的形成概率比例是1：3，即單重態激子僅占“電子-空穴對”的25%。因此，來自于單重態激子的輻射躍遷的熒光就只占到總輸入能量的25%。

有機電致發光器件具有驅動電壓低、響應速度快、視角范圍寬以及可通過化學結構微調改變發光性能使色彩豐富，容易實現分辨率高、重量輕、大面積平板顯示等優點,被譽為“21世紀平板顯示技術”，成為材料、信息、物理等學科和平板顯示領域研究的熱點。然而，由于過渡金屬配合物的激發態激子壽命相對過長，導致不需要的三線態-三線態（T₁-T₁）在器件實際工作中淬滅。為了克服這個問題，研究者們常將三線態發光物摻雜到有機主體材料中。

近年來，綠色和紅色磷光OLED器件展示出令人滿意的電致發光效率。而高效的藍色磷光器件卻很少，主要原因是缺乏同時具有較好的載流子傳輸性能和較高的三線態能級（E_T）的主體材料。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種有機半導體材料，該有機半導體材料具有空穴傳輸性質和電子傳輸性質，使在發光層中空穴和電子的傳輸平衡，還具有較高的三線態能級，三線態能級大于2.65eV，有效的防止發光過程中能量回傳給主體材料，大大提高發光效率，本發明有機半導體材料為雙極性藍光磷光主體材料提供了新的可選擇的品種。本發明還提供了該有機半導體材料的制備方法，以及包含該有機半導體材料的電致發光器件。

一方面，本發明提供了一種有機半導體材料，所述有機半導體材料的化學式如下所示：

其中，R為C₁～C₂₀的烷基，n為10～100的整數。

第二方面，本發明提供了一種有機半導體材料的制備方法，包括如下步驟:

提供化合物A：和化合物B：其中，R為C₁～C₂₀的烷基；在惰性氣氛下，將化合物A與化合物B按照摩爾比為1:1～1:1.2添加入含有催化劑和堿溶液的有機溶劑中，在70～130℃下進行Suzuki耦合反應12～96小時，所述催化劑為有機鈀或為有機鈀與有機磷配體的混合物，得到如下結構式表示的有機半導體材料P：

其中，n為10～100的整數。

優選地，所述有機半導體材料的制備方法還包括將有機半導體材料P進行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下：向所述化合物A和化合物B進行Suzuki耦合反應后的溶液中加入甲醇沉析并過濾，將過濾得到的固體依次用甲醇和正己烷進行抽提，將經過抽提后的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸發溶劑得到純化后的有機半導體材料P。

優選地，所述有機溶劑選自甲苯、N,N-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。

優選地，所述堿溶液選自碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液及碳酸氫鈉溶液中的至少一種，所述堿溶液中的溶質與化合物A的摩爾比為20:1～50:1。

優選地，所述有機鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀、醋酸鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦配體為三叔丁基膦、三鄰甲苯基膦或2-雙環己基磷-2’,6’-二甲氧基聯苯，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為1:4～1:8。

優選地，所述催化劑中的有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1:20～1:100。

第三方面，本發明提供了一種電致發光器件，包括依次層疊的具有陽極的襯底、發光層以及陰極層，所述發光層為主體材料和客體材料的混合物，其中主體材料為如下所示的有機半導體材料：其中，R為C₁～C₂₀的烷基，n為10～100的整數，客體材料為三[1-苯基異喹啉-C2,N]銥、雙(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合銥、[二(2′,4′-二氟苯基)吡啶][四(1-吡唑基)硼]合銥或者[二(2′,4′-二氟苯基)吡啶](四唑吡啶)合銥。

優選地，所述主體材料與所述客體材料的質量百分比為5%～15%。

優選地，陽極材料為氧化銦鋅或氧化鋅鋁，陰極為金屬鋁、銀、金或鎳。