一种耦合出光材料及其制备方法与流程

本发明涉及光电
技术领域：
，特别是涉及一种耦合出光材料及其制备方法。
背景技术：
：有机发光二极管(organiclighting-emittingdiodes,oleds)，由于主动发光、可视角度大、相应速度快、温度适应范围宽、驱动电压低、功耗小、亮度大、生产工艺简单、轻薄、且可以柔性显示等优点，在oled显示和照明领域表现出巨大的应用前景，吸引了科研工作者和公司的关注。无论是底发射器件还是顶发射器件，电致产生的光大部分都在器件内部而损耗，而不能有效将产生的光从器件内取出。目前，通用的解决办法是在器件电极外镀有机的耦合出光层(cpl)，增加光取出效率。而要想实现增加耦合出光，通常选取有机cpl是高折射率的材料，减少光的损失，从而提高器件的性能。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种耦合出光材料，发明的目的是实现高热稳定性、高折射率的耦合出光材料。本发明提供了一种耦合出光材料，其结构通式为：n＝1,2；m＝0,1,2。优选地，所述合成结构式为：中任选一种。优选地，所述通式中至少一个ar包含以下结构或其衍生物中任选一种或多种：优选地，所述通式中其他的ar包含以下结构或其衍生物中任选一种或多种：所述合成原料为：(苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪)、(7-溴代苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪、(n-溴代丁二酰亚胺)和(n4,n4-二苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺)。本发明还提供了一种耦合出光材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1)将取苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪和氯仿(ccl3)，相互混合于烧瓶中，将烧瓶置于冰水中；步骤2)分批加入n-溴代琥珀酰亚胺(nbs)，室温反应20-24小时；步骤3)用二氯甲烷(dcm)进行萃取三次，水洗三次；步骤4)将水洗后的产物经无水硫酸钠干燥，过滤，旋干；用硅胶进行柱层析，淋洗液为石油醚和二氯甲烷(dcm)，石油醚和二氯甲烷(dcm)的体积比为5:1，得到白色固体；步骤5)加入7-溴代苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪、n4,n4-二苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺、pd2(dba)3、ptbu3hbf4和叔丁醇钠，加入到烧瓶中，用氩气进行抽换气；步骤6)加入无水无氧甲苯(40ml)，在氩气保护下，回流反应过夜；步骤7)冷却后，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩；用硅胶柱层析，石油醚/dcm(体积比8:1)作为淋洗剂，得到白色固体耦合出光材料。与现有技术相比，本发明提供了基于噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪的耦合出光材料，替代了咔唑或苯基取代苯胺类的耦合出光材料，合成了一系列基于噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪取代苯胺类cpl。这类分子通过将三苯胺中的苯环通过碳硫键进行连接，形成硅烷萘[3,2,1-de]蒽，以此合成取代芳基胺类材料。这类材料刚性、平面性的增强，不仅增加cpl热稳定性，而且使得材料的折射率明显提高，有利于耦合出光。附图说明图1为本发明实施例一化合物1的折射率(n)和消光系数(k)值线形图。具体实施方式本发明提供了一种耦合出光材料，其结构通式为：n＝1,2；m＝0,1,2。所述合成结构式为：中任选一种。实施例一合成以下目标产物-化合物1：合成反应式为如下所示：在结构通式中，n＝1,2；m＝0,1,2。其中，通式中ar的具体结构式如下：优选地，所述通式中至少一个ar包含以下结构或其衍生物1-5中任选一种或多种：优选地，所述通式中其他的ar包含以下结构或其衍生物6-19中任选一种或多种：以上两个通式中，ar1-6的结构式可相同或不同，通式中至少一个ar的结构式可选衍生物1-5中任选一种结构式，ar必选衍生物1-5的结构式；其他的ar的结构式可选衍生物6-19中任选一种结构式。基于上述耦合出光材料的结构通式，通过不同的原料，可合成以下结构式中任选一种或多种：所述合成原料为：(苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪)、(7-溴代苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪、(n-溴代丁二酰亚胺)和(n4,n4-二苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺)。本发明还提供了一种耦合出光材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1)将取3.05g，10mmol苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪和20ml氯仿(ccl3)，相互混合于烧瓶中，将烧瓶置于冰水中；步骤2)分批加入1.96g，11mmoln-溴代琥珀酰亚胺(nbs)，室温反应20-24小时；步骤3)用二氯甲烷(dcm)进行萃取三次，水洗三次；步骤4)将水洗后的产物经无水硫酸钠干燥，过滤，旋干；用硅胶进行柱层析，淋洗液为石油醚和二氯甲烷(dcm)，石油醚和二氯甲烷(dcm)的体积比为5:1，得到白色固体；步骤5)加入7-溴代苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪(2.55g，8mmol)、n4,n4-二苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺(1.34g，4mmol)、pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3bf4(0.23g，0.8mmol)和叔丁醇钠(2.40g，20mmol)，加入到烧瓶中，用氩气进行抽换气；步骤6)加入无水无氧甲苯(40ml)，在氩气保护下，回流反应过夜；步骤7)冷却后，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩；用硅胶柱层析，石油醚/dcm(体积比8:1)作为淋洗剂，得到3.47g白色固体耦合出光材料。实施例二合成以下目标产物-化合物2：化合物2的合成反应式：在结构通式中，n＝1,2；m＝0,1,2。其中，通式中ar的具体结构式如下：优选地，所述通式中至少一个ar包含以下结构或其衍生物1-8中任选一种或多种：所述通式中其他的ar包含以下结构或其衍生物中任选一种或多种：以上两个通式中，ar1-6的结构式可相同或不同，通式中至少一个ar的结构式可选衍生物1-8中任选一种结构式，ar必选衍生物1-5的结构式；其他的ar的结构式可选衍生物第二组中任选一种结构式。基于上述耦合出光材料的结构通式，通过不同的原料，可合成以下结构式中任选一种或多种：本发明还提供了一种耦合出光材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1)5,5,9,9-四甲基-喹啉并[3,2,1-de]吖啶(3.25，10mmol)和氯仿(20ml)溶解在100ml的单口烧瓶中置于冰水中；步骤2)分批加入1.96g，11mmoln-溴代琥珀酰亚胺(nbs)，室温反应20-24小时；步骤3)用二氯甲烷(dcm)进行萃取三次，水洗三次；步骤4)将水洗后的产物经无水硫酸钠干燥，过滤，旋干；用200-300目的硅胶进行柱层析，淋洗液为石油醚和二氯甲烷(dcm)，石油醚和二氯甲烷(dcm)的体积比为5:1，得到白色固体，3.81g，产率95％；步骤5)将7-溴-5,5,9,9-四甲基-喹啉并[3,2,1-de]吖啶(3.23g，8mmol)、n4,n4”-二苯胺-[1,1':4',1”-三联苯]-4,4”-二胺(1.19g，4mmol)、pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3·bf4(0.23g，0.8mmol)、和叔丁醇钠(2.40g，20mmol)加入到100ml的schlenk瓶中，用氩气进行抽换气；步骤6)然后，加入无水无氧甲苯(40ml)，在氩气保护下，回流反应过夜；步骤7)冷却后，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩；用200-300目的硅胶柱层析，石油醚/dcm(体积比8:1)作为淋洗剂，得到3.89g白色固体固体耦合出光材料，收率92％。hrms[m+h]+calcd.forc78h66n4:1058.5287；found:1058.5272.实施例三合成以下目标产物-化合物3：化合物3的合成反应式：在结构通式中，n＝1,2；m＝0,1,2。其中，通式中ar的具体结构式如下：优选地，所述通式中至少一个ar包含以下结构或其衍生物1-5中任选一种或多种：所述通式中其他的ar包含以下结构或其衍生物中任选一种或多种：基于上述耦合出光材料的结构通式，通过不同的原料，可合成以下结构式中任选一种或多种：本发明还提供了一种耦合出光材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1)将苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪(3.05，10mmol)和氯仿(20ml)溶解在100ml的单口烧瓶中置于冰水中；步骤2)分批加入1.96g，11mmoln-溴代琥珀酰亚胺(nbs)，室温反应20-24小时；步骤3)用二氯甲烷(dcm)进行萃取三次，水洗三次；步骤4)将水洗后的产物经无水硫酸钠干燥，过滤，旋干；用200-300目的硅胶进行柱层析，淋洗液为石油醚和二氯甲烷(dcm)，石油醚和二氯甲烷(dcm)的体积比为5:1，得到白色固体，3.81g，产率95％；步骤5)将7-溴代苯并[5,6][1,4]噻唑并[2,3,4-kl]吩噻嗪(2.55g，8mmol)、n4,n4-二苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺(1.34g，4mmol)、pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3·bf4(0.23g，0.8mmol)、和叔丁醇钠(2.40g，20mmol)加入到100ml的schlenk瓶中，用氩气进行抽换气；步骤6)然后，加入无水无氧甲苯(40ml)，在氩气保护下，回流反应过夜；步骤7)冷却后，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩；用200-300目的硅胶柱层析，石油醚/dcm(体积比8:1)作为淋洗剂，得到3.47g白色固体固体耦合出光材料，收率92％。hrms[m+h]+calcd.forc60h38n4s4:942.1979；found:942.1995。对经本制备方法获得耦合出光材料的理化性能进行检测，目标分子的光物理性质。参照图1所示，化合物1的折射率(n)和消光系数(k)值：消光系数变化不明显，折射率增加，曲线说明的所是材料的nk值情况，主要目的是材料的光学特性，也就是高的折射率。采用本发明耦合出光材料制备的电致发光器件：1、依照以下器件结构，制备顶发射蓝光器件：器件1：htl:p-dopant(10:3％nm)/htl(117nm)/ebl(5nm)/bh:bd(20:2％nm)/hbl(5nm)/etl:liq(25:50％nm)/lif(1nm)/cpl(65nm)htl空穴传输层(tapc)，p-dopantp掺杂材料hatcn)，ebl电子阻挡层，tctabh蓝光主体材料(dpepo)，bd蓝光发光材料(ddpa-pyrene)hbl空穴阻挡层，bphenetl电子传输层-tm3pypb)，liq：n-dopant材料，lif：无机物lif，cpl耦合出光层。2、器件的电流-亮度-电压特性是由带有校正过的硅光电二极管的keithley源测量系统(keithley2400sourcemeter、keithley2000currentmeter)完成的，电致发光光谱是由法国jy公司spexccd3000光谱仪测量的，所有测量均在室温大气中完成。器件的性能数据见下表：器件驱动电压(v)色坐标(x,y)elpeak(nm)最大电流效率(cd/a)化合物13.35(0.142,0.045)4599.5在保证蓝光(0.142,0.045)的器件条件下，器件的最大电流密度明显增大，业界目前最大电流密度在8.0cd/a左右。主要是通过材料在小的k值下，有较大的n值，从而提高器件的效率，其改进原理为顶发射的微腔效应。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3