一种新的氮蒽化合物及其有机发光器件的制作方法

文档序号:11210701

本发明涉及有机光电材料技术领域,尤其涉及一种新的氮蒽化合物及其在有机发光器件。



背景技术:

有机电致发光器件(OLED)是一种新型的平面显示器件,一般由两个对置的电极和插入在该两个电极之间的至少一层有机发光化合物组成。电荷被注入到在阳极和阴极之间形成的有机层中,以形成电子和空穴对,使具有荧光和磷光特性的有机化合物产生了光发射。有机电致发光器件有具有节能、相应速度快、颜色稳定、环境适应性强、无辐射、质量轻、厚度薄等特点,随着近几年光电通讯和多媒体领域的迅速发展,有机光电子材料已成为现代社会信息和电子产业的核心。

目前有机电致器件中空穴传输主体材料(Hole Transport Layer)的代表物质如下:

在使用磷光材料制备的有机发光器件中,大多使用TPD等含有三苯胺基团材料当作发光层的主体发光材料。然而,这一类材料的热稳定性较差,导致使用磷光材料的有机发光器件的寿命较短,因而降低了此类材料的使用程度。

此外,我们还发现,当此类磷光材料应用于平面显示中时,要求改进发光效率并降低电力消耗。具有二苯胺或咔唑结构的器件缺陷是,发射光线发光度的改进伴随发光效率明显降低,尤其是,在无源驱动的情况下,对于实际应用来说,瞬间需要数千cd/m2或者更高的亮度,并且在高亮度区中发光效率的增加是重要的。然而,由于高亮度区域中三线态失活占优势地位,因此目前实际应用的空穴传输材料的条件下,发光效率的降低不能得到改进。

为突破磷光材料在发光器件的应用限制,本发明构思了一种具有空穴传输效应的有机电致发光材料及其有机发光装置,该材料具备热稳定性和快速空穴移动度。器件具有发光体的高效率及长寿命。



技术实现要素:

本发明是通过非对称氮蒽化合物结构来提高空穴移动度,提供空穴传输及发光效果最大化的化合物,并且将这种新的氮蒽化合物制备成器件,其具有很好的发光效率。

一种新的氮蒽化合物,其特征在于,所述新的氮蒽类衍生物分子通式如化学式1所示:

其中,R1~R10是氢原子、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C1~C60烷氧基、取代或未取代的C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;Ar1、Ar2是取代或未取代C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;L是苯、萘苯、吡啶、联苯、芴、螺二芴、咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、吩噻嗪、蒽等取代或非取代C6~C60芳基、取代或非取代C5~C60杂环基和稠环基。

优选的,一种新的氮蒽化合物选自下面化学式2~10所述结构:

[化学式2]

[化学式3]

[化学式4]

[化学式5]

[化学式6]

[化学式7]

[化学式8]

[化学式9]

[化学式10]

其中,R1~R10是氢原子、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C1~C60烷氧基、取代或未取代的C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;Ar1、Ar2是取代或未取代C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基。

优选的,一种新的氮蒽化合物选自下面结构中的任意一种:

本发明还提供一种有机发光器件,包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的一个或多个有机化合物层,至少一个有机化合物层包含至少一种本发明所述的新的氮蒽化合物。

本发明的有益效果:

本发明新的氮蒽衍生物,是通过在非对称氮蒽类物上的R1~R10和Ar1、Ar2、L基团调整来提高空穴移动度。本发明的新的氮蒽化合物制造的器件具备高的亮度、优秀的耐热性、长寿命及高效率等特点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,除非另有规定,本发明所使用的科技术语的含义与本领域技术人员通常所理解的含义相同。

一种新的氮蒽化合物,其特征在于,所述新的氮蒽类衍生物分子通式如化学式1所示:

其中,R1~R10是氢原子、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C1~C60烷氧基、取代或未取代的C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;Ar1、Ar2是取代或未取代C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;L是苯、萘苯、吡啶、联苯、芴、螺二芴、咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、吩噻嗪、蒽等取代或非取代C6~C60芳基、取代或非取代C5~C60杂环基和稠环基。

优选的,一种新的氮蒽化合物选自下面化学式2~10所述结构:

[化学式2]

[化学式3]

[化学式4]

[化学式5]

[化学式6]

[化学式7]

[化学式8]

[化学式9]

[化学式10]

其中,R1~R10是氢原子、取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C1~C60烷氧基、取代或未取代的C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基;Ar1、Ar2是取代或未取代C6~C60芳基、取代或未取代的C5~C60杂环基和稠环基。

优选的,一种新的氮蒽化合物选自下面结构中的任意一种:

本发明的另外工作方面是一种有机发光器件,包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的一个或多个有机化合物层,其特征在于,至少一个有机化合物层包含至少一种本发明所述的新的氮蒽衍生物化合物。

上述有机物层中至少包括空穴注入层、空穴传输层、即具备空穴注入又具备空穴传输技能层,电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层及即具备电子传输又具备电子注入技能层中的任意一层。

本专利中“有机物层”指的是有机电子器件第一电极和第二电极之间部署的全部层的术语。

比如,上述有机层中包括发光层,上述有机层包括磷光主体、荧光主体、磷光掺杂及荧光掺杂中一个以上,其中包括上述发光层中上述新的氮蒽衍生物,i)上述荧光主体可以是上述新的氮蒽衍生物ii)上述荧光掺杂可以是上述新的氮蒽衍生物iii)上述荧光主体及荧光掺杂可以是上述新的氮蒽衍生物。

上述发光层是也可以红色、黄色或青色发光层。比如,上述发光层青色时上述新衍生物使用在青色主体或青色掺杂客体。

上述有机层中包括电子传输层,上述电子传输层包括上述新氮蒽衍生物。其中上述电子传输层是上述新的氮蒽衍生物以外再包括含有金属的化合物。

上述有机层都包括发光层及电子传输层,上述发光层及电子传输层各自包括上述新的氮蒽衍生物,上述发光层及电子传输层中包括上述新氮蒽衍生物也可以相同也可以不同。

上述有机电子器件使用化学式1的所述的新氮蒽衍生物以及常规材料及制备有机电子器件的方法制备。

本发明的另一方面是上述器件可以用在有机发光器件(OLED)、有机太阳电池(OSC)、电子纸(e-Paper)、有机感光体(OPC)或有机薄膜晶体管(OTFT)。有机发光器件是利用薄膜蒸镀、电子束蒸发、物理气相沉积等方法基板上蒸镀金属及具有导电性的氧化物及他们的合金形成阳极,其上述空穴注入层、空穴传达层、发光层、空穴阻挡层及电子传输层以后它上面再蒸镀阴极的方法制备。以上方法以外基板上阴极物质开始有机物层、阳极物质按顺序蒸镀制作有机发光器件。

上述有机物层是也可以包括空穴注入层、空穴传达层、发光层、空穴阻挡层及电子传输层的多层结构,并且上述有机物层是使用多样的高分子材料溶剂工程替代蒸镀方法,比如,旋转涂膜(spin-coating)、薄带成型(tape-casting)、刮片法(doctor-blading)、丝网印刷(Screen-Printing)、喷墨印刷或热成像(Thermal-Imaging)等方法减少层数制造。

根据本发明的有机器件是按使用的材料也可以前面发光、背面发光或两面发光。

本发明的化合物是有机太阳电池、照明用OLED、柔性OLED、有机感光体、有机晶体管等有机器件中也可以适用有机发光器件适用类似的原理。

下面提示本发明的另一方面是提供上述新的氮蒽衍生物的制备方法,但下面实施例是理解本发明的内容提供而已,发明内容不限定在这个范围。以外本发明没有具体介绍的制造方法是本行业常用的合成方法及参考其他实施例记载。

实施例1.中间体C-1的制造

在氮气保护下,反应容器里加入氮蒽(18.0g,100mmol),用四氢呋喃(200ml)溶解。0℃条件下加N-溴代丁二酰亚胺(18.0g,101mmol),常温搅拌5小时。反应终结以后用蒸馏水淬灭反应,用乙酸乙酯萃取有机物,过滤硅胶滤斗以后浓缩有机溶剂用乙酸乙酯重结晶得到,9-溴氮蒽(23.2g,90%)。

实施例2.中间体B-1的制造

9-溴氮蒽(10g,38.74mmol)加入到三口瓶中,加入THF(100mL),氮气保护,-78℃搅拌30分钟,加入正丁基锂(2.5M/21mL),反应1小时,再加入硼酸三异丙酯(14g),低温反应1小时,逐渐恢复室温。后处理过程,加2M盐酸使溶液PH值为4-5,静止分液,水层用乙酸乙酯萃取一遍,合并有机层,旋干,得氮蒽硼酸(4.85g,y=55%)。

实施例3.中间体A-1的制造

氮气条件下,反应容器里加入二(4-联苯基)胺(19.0g,59.1mmol)、双溴联苯(18.44g,59.1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.1g),三叔丁基膦(15%,0.3g),叔丁醇钠(1.8g),甲苯(300ml),60℃下搅拌12小时。反应液冷却以后硅胶滤斗过滤,溶液浓缩以后二氯甲烷和己烷进行柱层析得到(A-1)(22.21g,收率68%)。

按A-1同样方法制备表一中的中间体A-2~A-28。

表1:中间体A-2~A-28的制备

实施例4.化合物5-1的制备

反应容器里加氮蒽硼酸(3.77g,16.9mmol)、A-1(10.17g,18.4mmol)、四三苯基膦钯(0.7g,1.08mmol)、碳酸钾(5.3g,38.3mmol),甲苯60mL,乙醇20mL及蒸馏水20mL,120℃下搅拌3h。反应结束以后蒸馏水停止反应用乙酸乙酯萃取。有机层用MgSO4干燥。减压蒸馏去掉溶剂以后用硅胶柱子提纯得到化合物5-1(7.15g,65%)。

按5-1同样方法制备表2中的氮蒽化合物。

表2:氮蒽化合物的制备

所述方法制备的新的氮蒽化合物的FD-MS值见表3表示。

表3:氮蒽化合物的FD-MS值

对比应用实施例1:

将费希尔公司涂层厚度为的ITO玻璃基板放在蒸馏水中清洗2次,超声波洗涤30分钟,用蒸馏水反复清洗2次,超声波洗涤10分钟,蒸馏水清洗结束后,异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂按顺序超声波洗涤以后干燥,转移到等离子体清洗机里,将上述基板洗涤5分钟,送到蒸镀机里。

将已经准备好的ITO透明电极上蒸镀空穴注入层2-TNATA/蒸镀空穴传输层a-NPD或上面合成的实施例物质/蓝光主体AND(9,10-Di(2-naphthyl)anthracene)和参杂材料TPPDA(N1,N1,N6,N6-tetraphenylpyrenC-1,6-diamine)5%混合蒸镀/然后蒸镀空穴阻挡层及空穴传输层阴极上述过程有机物蒸镀速度是保持/sec、LiF是/sec,Al是/sec。

上述方法制造的有机发光器件的电致发光特性在表4中表示:

表4:有机发光器件的电致发光特性

从上述表4结果中,能看出本发明的氮蒽化合物的发光效率及寿命特性有显著的提高。

本发明是利用氮蒽化合物的有机发光器件可以得到发光效率和寿命良好的结果,所以本发明是实用性高的OLED产业中有用的。本发明的有机发光器件是平面面板显示、平面发光体、照明用面发光OLED发光体、柔性发光体、复印机、打印机、LCD背光灯或计量机类的光源、显示板、标识等适合使用。

再多了解一些
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