一种有机光电材料以及包含该材料的有机电致发光器件的制作方法

文档序号:12742429阅读:189来源:国知局

本发明涉及材料科学领域,更特别地,涉及一种有机光电材料以及包含该材料的有机电致发光器件。



背景技术:

有机电致发光二级管(OLED)产生于上世纪80年代,有机发光二级管(OLED)具有自发光、广视角、响应速度快、可实现柔性显示等诸多优点,经过二十余年的发展,该技术已逐步走向成熟,目前,有机电致发光技术,主要被应用在两个领域中,分别为全彩显示和白光照明,基于OLED显示技术的商品,已经逐步实现产业化,比如,在智能手机、曲面电视等商品中,已经较广泛地应用了该项技术。

为了实现全彩显示,分别需要红、绿、蓝三种颜色的发光器件,与红光器件和绿光器件相比,蓝色发光器件尚不够成熟,器件寿命和效率偏低。人们正通过超净技术,封装技术,开发具有高玻璃化转变温度的蓝光材料等来提高蓝光器件的寿命,而掺杂技术和开发具有两极结构的新型材料,则是提高器件效率的方向。

掺杂技术是通过将发光材料(客体材料)分散在其它材料(主体材料)之中,来降低发光材料的浓度,从而避免分子间聚集和浓度淬灭,进而实现提高器件效率,改善电致发光色纯度,延长器件寿命的目的。



技术实现要素:

为解决以上技术问题,本发明提供了一种有机光电材料,其以蒽醌环为中心,并在所述蒽醌环的2位和6位引入芳基,所述有机光电材料的结构通式如式(I)所示:

其中,Ar1和Ar2独立地为含有取代基或不含取代基的芳基。

优选地,所述Ar1和Ar2的分子量独立地在60-500之间。

优选地,所述Ar1和Ar2独立地选自含有取代基或不含取代基的苯基、萘基、菲基、蒽基、荧蒽基、芴基、芘基、三亚苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、N-取代咔唑基。

优选地,所述有机光电材料的结构式为:

本发明还提供了一种上述有机光电材料的制备方法,包括以下步骤:

1)以2,6-二溴蒽醌为基础,合成中间体1,反应式如下:

2)用所述中间体1合成化合物1,反应式如下:

3)以所述化合物1为原料,与硼酸基取代的芳族化合物进行叉偶联反应,得到所述有机发光材料。

本发明还提供了一种有机电致发光器件,其包括发光层,所述发光层由上述发光材料和BEP组成。

优选地,所述发光材料与所述BEP的质量比为9:1。

优选地,所述有机电致发光器件由ITO导电玻璃衬底、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层依次堆叠而成。其中,空穴传输层由NPB制成,电子传输层由TPBI制成,电子注入层由氟化锂制成,阴极层由铝制成。

附图说明

图1为本发明的电致发光器件的层结构示意图。

101、ITO导电玻璃衬底,102、空穴传输层,103、发光层,104、电子传输层,105、电子注入层,106阴极层。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

化合物实施例

1.化合物1的制备:

1)制备中间体1

在1L三口烧瓶中加入2,6-二溴蒽醌(73.2g,0.20mol),乙二醇(14.9g,0.24mol),2.5g对甲苯磺酸,400mL二甲苯,加热回流,分水器分水回流12小时。反应结束后,水洗、分液,有机相减压脱除溶剂,柱层析,甲苯石油醚重结晶,得到白色固体中间体1,HPLC纯度99.6%,收率68.63%,MS(m/s):407.9。

2)制备化合物1

中间体2的制备:在配有恒压滴液漏斗的1L三口瓶中,加入金属镁(5.1g,0.21mol),将溴苯(31.4g,0.20mol)溶解在200g四氢呋喃中,并置于恒压滴液漏斗中,使用氮气保护,加热三口瓶至瓶内温度达到65℃,通过恒压滴液漏斗加入对溴碘苯的四氢呋喃溶液,首先加入50mL,待反应引发后,慢慢滴入剩余部分,1h滴加完毕,回流温度下反应2h,降至室温后转移至恒压漏斗中待用。将中间体1(82.0g,0.20mol)溶解在200g四氢呋喃之中加到2L三口瓶中,而后缓慢滴加上述待用溶液,回流温度下反应3h,反应结束后,降温至25℃,将以上反应液慢慢倾入200g质量浓度为10%的稀盐酸中,搅拌15min,分液,收集有机相,减压脱去溶剂,得到粘稠液体,不进行精制,直接用于下一步反应中。

向上述所得粘稠液体中加入250g苯,搅拌下加入1.42g(0.01mol)三氟化硼乙醚溶液,60~65℃反应4h,淬灭反应,减压脱除溶剂,柱层析得到中间体2,HPLC纯度99.6%,收率45.88%,MS(m/s):546.0。

中间体3的制备:收集以上中间体2(54.8g,0.1mol),加入250mL甲苯和50mL 85%的甲酸,升温至回流,保温反应10小时。分液,水洗,有机相减压脱除溶剂,柱层析,得到白色固体即中间体3,HPLC纯度99.6%,收率85.22%,MS(m/s):502.0。

化合物1的制备:在1L三口瓶中,氮气保护下,加入中间体3(40.3g,0.08mol),丙二腈(6.6g,0.10mol),500mL无水二氯甲烷,冰浴降温至内温0-5℃,慢慢滴入22mL(0.20mol)四氯化钛,约0.5小时滴加完毕,缓慢滴入70mL吡啶,约1.0小时滴加完毕,滴加完毕移去冰浴,氮气保护下室温20-25℃搅拌反应24小时。将以上反应液慢慢倾入300g质量浓度为10%的稀盐酸中,搅拌10min,分液,收集有机相,减压脱去溶剂,得到黄色固体,冰醋酸重结晶后得到的黄色固体即化合物1,HPLC纯度99.5%,收率73.58%。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C29H16Br2N2,理论值549.9680,测试值,549.9683。元素分析(C29H16Br2N2),理论值C:63.07,H:2.92,N:5.07,实测值C:63.08,H:2.94,N:5.05。

实施例1化合物C01的制备

在250mL三口瓶中,加入化合物1(2.76g,0.005mol),苯硼酸(1.34g,0.011mol),K2CO3(2.07g,0.015mol),甲苯(60mL),去离子水(20mL),N2保护,加入Pd(PPh3)4(17 5mg),升温至回流,反应10小时,停反应,降温,分液,50mL去离子水洗1次,收集有机相,脱去溶剂,所得粗品使用硅胶柱层析纯化,得到目标物C01,HPLC纯度99.8%,收率84.55%。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C41H26N2,理论值546.2096,测试值546.2092。元素分析(C41H26N2),理论值C:90.08,H:4.80,N:5.12,实测值C:90.05,H:4.82,N:5.13。

实施例2化合物C02的制备

化合物C02的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料1-萘硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C49H30N2,理论值646.2409,测试值646.2403。元素分析(C49H30N2),理论值C:90.99,H:4.68,N:4.33,实测值C:90.96,H:4.67,N:4.37。

实施例3化合物C04的制备

化合物C04的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料4-联苯硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C53H34N2,理论值698.2722,测试值698.2726。元素分析(C53H34N2),理论值C:91.09,H:4.90,N:4.01,实测值C:91.11,H:4.88,N:4.01。

实施例4化合物C07的制备

化合物C07的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料9-菲硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C57H34N2,理论值746.2722,测试值746.2725。元素分析(C57H34N2),理论值C:91.66,H:4.59,N:3.75,实测值C:91.68,H:4.58,N:3.74。

实施例5化合物C08的制备

化合物C08的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料9-蒽硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C57H34N2,理论值746.2722,测试值746.2728。元素分析(C57H34N2),理论值C:91.66,H:4.59,N:3.75,实测值C:91.67,H:4.57,N:3.76。

实施例6化合物C09的制备

化合物C09的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料10-苯基蒽-9-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C69H42N2,理论值898.3348,测试值898.3345。元素分析(C69H42N2),理论值C:92.18,H:4.71,N:3.11,实测值C:92.16,H:4.73,N:3.11。

实施例7化合物C10的制备

化合物C10的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料荧蒽-3-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C61H34N2,理论值794.2722,测试值794.2723。元素分析(C61H34N2),理论值C:92.16,H:4.32,N:3.52,实测值C:92.14,H:4.33,N:3.53。

实施例8化合物C12的制备

化合物C12的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料9,9-二甲基芴-2-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C59H42N2,理论值778.3348,测试值778.3345。元素分析(C59H42N2),理论值C:90.97,H:5.43,N:3.60,实测值C:90.94,H:5.41,N:3.65。

实施例9化合物C13的制备

化合物C13的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料芘-1-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C61H38N2,理论值798.3035,测试值798.3039。元素分析(C61H38N2),理论值C:91.70,H:4.79,N:3.51,实测值C:91.73,H:4.78,N:3.49。

实施例10化合物C14的制备

化合物C14的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料三亚苯-2-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C65H38N2,理论值846.3035,测试值846.3039。元素分析(C65H38N2),理论值C:92.17,H:4.52,N:3.31,实测值C:92.14,H:4.54,N:3.32。

实施例11化合物C17的制备

化合物C17的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料二苯并呋喃-4-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C53H30N2O2,理论值726.2307,测试值726.2310。元素分析(C53H30N2O2),理论值C:87.58,H:4.16,N:3.85,O:4.40,实测值C:87.55,H:4.18,N:3.88,O:4.39。

实施例12化合物C19的制备

化合物C19的制备方法同实施例1,不同之处在于采用原料N-苯基咔唑-3-硼酸替换实施例1中的苯硼酸。

高分辨质谱,ESI源,正离子模式,分子式C65H40N4,理论值876.3253,测试值876.3257。元素分析(C65H40N4),理论值C:89.01,H:4.60,N:6.39,实测值C:89.05,H:4.57,N:6.38。

器件实施例

本发明选取化合物C02、化合物C04、化合物C07、化合物C08、化合物C09、化合物C10、化合物C12、化合物C13、化合物C14、化合物C17、化合物C19制作有机电致发光器件,由此分别制备了实施例13-23的有机电致发光器件。

所有实施例均按照下述方法制备蓝色有机电致发光器件:

a)清洗ITO(氧化铟锡)玻璃衬底(101):分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗ITO玻璃各30分钟,然后在等离子体清洗器中处理5分钟;

b)在阳极ITO玻璃衬底(101)上真空蒸镀空穴传输层(102)NPB,厚度为50nm;

c)在空穴传输层NPB之上,真空混合蒸镀作为发光层(103)的上述化合物之一和BEP,所述化合物与BEP的质量比9:1,厚度为30nm;

d)在发光层(103)之上,真空蒸镀作为电子传输层(104)的TPBI,厚度为30nm;

e)在电子传输(104)层TPBI之上,真空蒸镀电子注入层(105)LiF,厚度为1nm;

f)在电子注入层(105)LiF之上,真空蒸镀阴极(106)Al,厚度为100nm。

器件的结构为ITO/NPB(50nm)/所述化合物:BEP=9:1,(W/W,30nm)/TPBI(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

本发明的所有器件实施例和比较例的制作工艺完全相同,并且所采用了相同的基板材料和电极材料,电极材料的膜厚也保持一致,所不同的是对器件中的发光层的主体材料做了变换。各个器件的组成结构如表1所示。器件的测试结果见表2所示。

表1器件结构

表2器件测试结果

表2的结果可以看出本发明所述化合物可应用与OLED发光器件制作,并且与比较例相比,无论是启亮电压还是最大亮度均比已知OLED材料获得较大改观。本发明所述材料在OLED发光器件中具有良好的应用效果,具有良好的产业化前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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