一种荧光材料及其应用的制作方法

本发明涉及材料领域，尤其是，其中的一种荧光材料及其应用。
背景技术：
：已知，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，表现出巨大的应用前景，吸引了科研工作者和公司的关注。目前，三星、lg已经实现oleds应用在手机上。随着oled技术在照明和显示两大领域的不断推进，人们对于其核心材料的研究更加关注，一个效率好寿命长的有机电致发光器件通常是器件结构以及各种有机材料的优化搭配的结果，这就为化学家们设计开发各种结构的功能化材料提供了极大地机遇和挑战。常见的功能化有机材料有：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体(染料)等。为了制备性能更好的发光器件，业界一直致力于开发新的有机电致发光材料以进一步提高器件的发光效率和寿命。在oled中，发光层材料的优劣是oled能否产业化起决定作用。早期的oled发光材料为传统荧光材料，由于在oled中单重态和三重态的激子比例为1:3，而传统荧光材料只能利用单重态激子发光，因此，传统荧光材料的oled理论内量子效率为25％。而目前在工业上应用的荧光材料是具有tta效应的荧光材料，荧光材料在ttf效应作用下，能够将三重态激子通过三重态激子之间的融合作用转变成单重态激子，获得62.5％的内量子效率；同时也保证oled具有深蓝光发射、高效、长寿命。目前同时具备深蓝光发射、高效、长寿命oled材料用的最多的是基于蒽、芘核的荧光材料，但通常高效地荧光材料需要具有刚性结构，因此，荧光材料容易聚集导致荧光量子效率聚集诱导淬灭。技术实现要素：本发明的一个方面是提供一种荧光材料，其构成化合物采用新型的分子结构设计，在抑制发光核之间聚集的同时，还能不影响其发光核的荧光发光效率。本发明采用的技术方案如下：一种荧光材料，其化合物分子结构中包括芴结构，其中所述芴结构的侧链上连接有发光核，其采用如下的分子结构通式：其中式中的所述l1结构和l2结构中至少有一个是发光核结构。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发光核结构优选为ttf(ttf：triplet-tripletfusion)型发光核结构。其中所述ttf型发光核为一种三重态-三重态激子融合型发光核，其分子能够通过三重态激子之间的融合形成新的单重态激子，进而发光。相对于tta(triplet-tripletannihilation)型发光核而言，本发明采用ttf型发光核，其分子能将一部分三重态激子转变成单重态激子进而发光，能够有效提高其所应用器件的发光效率。进一步的，在不同实施方式中，其中所述l1结构选用的发光核结构包括以下三种结构中的一种：进一步的，在不同实施方式中，其中所述l2结构选用的发光核结构包括以下三种结构中的一种：进一步的，在不同实施方式中，其中所述l1结构和l2结构同时为发光核结构。进一步的，在不同实施方式中，其中所述l1结构和l2结构选用相同的发光核结构，进而使得两发光核结构成对称设置。进一步的，在不同实施方式中，其中所述l1结构和l2结构选用不同的发光核结构。进一步的，在不同实施方式中，其中所述芴结构上还连接有给电子基团和/或吸电子基团中的一种，其采用的结构通式如下：其中式中的所述r结构为给电子基团或吸电子基团中的一种。进一步的，在不同实施方式中，其中所述r结构包括氢、c6-c50芳香基、取代c6-c50芳香族烃基、c6-c50杂芳香基类给电子基团或吸电子基团中的一种。进一步的，在不同实施方式中，其中本发明涉及的所述荧光材料，其化合物优选采用的分子结构通式如下：进一步的，本发明的又一方面是提供一种制备上述本发明涉及的所述荧光材料的优选化合物结构的制备方法，包括以下步骤：步骤s1、将原料3,6-二(二苯基氨基)芴、1-氟芘和无水甲苯加入到一反应容器内，在氩气的保护下，温度110～130℃下混合反应20～30h；步骤s2、反应后冷却到室温，对反应后产物进行萃取、水洗、干燥、过滤和浓缩处理，对所述处理后产物用200-300目的硅胶柱层析，其中使用石油醚/dcm作为淋洗剂，最终得到所述优选结构的本发明涉及的所述荧光材料化合物。进一步的，在不同实施方式中，在所述步骤s1中，其中所述混合反应中使用的催化剂包括pd2(dba)3、ptbu3和碳酸铯。进一步的，在不同实施方式中，在所述步骤s2中，其中使用的所述淋洗剂中的石油醚和dcm之间的体积比为(3～5)：1。进一步的，本发明的又一方面是提供一种本发明涉及的所述荧光材料的应用，其为用于有机电致发光器件中的发光层材料。进一步的，在不同实施方式中，其中本发明涉及的所述荧光材料在所述发光层材料中占比在1～10％之间。优选在2％～5％左右，但不限于。进一步的，在不同实施方式中，其中所述有机电致发光器件包括衬底和设置在所述衬底上的注入层(hatcn)、空穴传输层(npb)、发光层、电子传输层(tpbi)和阴极层；其中所述发光层的厚度在20～40nm，所述阴极层包括第一阴极层和第二阴极层，其中所述第一阴极层采用的材料包括lif，所述第二阴极层采用的材料包括金属al。本发明的有益效果是：本发明涉及的一种荧光材料，其将全新的“芴结构”引入到其化合物分子结构中，通过巧妙的分子结构设计，将发光核结构连接到所述“芴结构”的侧链上，一方面能够有效抑制发光核之间的聚集，而另一方面，设置在芴侧链上的发光核不会影响到材料的荧光发光效率。进一步的，本发明涉及的荧光材料化合物，其还可以通过在芴结构上连接其他给电子基团或吸电子基团，来调节发光材料中的最高占有分子轨道(homo)和最低未占有分子轨道(lumo)等，如此，将其应用于有机电致发光器件中，在取得了较高荧光发光效率的同时，还能获得相对较长的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的一个实施方式提供的一种荧光材料，其荧光光谱图。图2为本发明的又一个实施方式提供的一种电致发光器件的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图和实施例，对本发明涉及的一种荧光材料及其应用的技术方案作进一步的详细描述。本发明的一个实施方式提供了一种荧光材料，其化合物分子结构中包括芴结构，其中所述芴结构的侧链上连接有发光核；具体的，其化合物采用以下分子结构通式：其中式中的l1结构、l2结构中至少有一个是具有ttf型发光核的结构，其中所述发光核优选包括以下三类：也就是说，所述l1结构和l2结构存在几种实施方式，其中一种实施方式为两者之中只有一种采用了ttf型发光核结构，另一种不是；例如，所述l1结构为发光核结构，而所述l2结构不是，其具体采用的结构，可随需要而定，并无限定。其中又一种实施方式则为，所述l1结构和l2结构均采用了发光核结构，但在采用的具体发光核结构上，两者可以是一样的，也可以是不一样的，具体可随需要而定，并无限定。进一步的，根据上述说明，以下将给出几种举例式的具体分子结构，需要明确的是，这些分子结构只是用于举例，而非限定。本发明涉及的所述荧光材料的化合物分子结构式包括但不限于以下几种举例式分子结构式：进一步的，在不同实施方式中，其中本发明涉及的所述荧光材料，其中所述芴结构上还连接有给电子基团和/或吸电子基团中的一种，其采用的结构通式如下：其中式中的r结构为氢、c6-c50芳香基、取代c6-c50芳香族烃基、c6-c50杂芳香基类给电子基团或吸电子基团；进一步的，根据上述构思，本发明涉及的所述荧光材料，其化合物具体采用的分子结构可以包括但不限于以下具体分子结构通式：进一步的，以其中的三个化合物分子结构的实施方式为例，对本发明涉及的所述荧光材料化合物的应用做举例式说明。其中第一个所述举例性结构的分子结构如下所示，并将其定义为目标化合物1：其中所述目标化合物1的合成路线如下所示：具体包括以下合成步骤：步骤s1：分别将反应原料3,6-二(二苯基氨基)芴(5.01g，10mmol)、1-氟芘(4.84，22mmol)，催化剂pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3(0.8ml，0.5m)、碳酸铯(8.12g，25mmol)，以及无水甲苯(20ml)加入到50ml的反应容器schlenk1中，用氩气进行抽换气，然后120℃反应24h。步骤s2、反应完成后冷却到室温，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，经由无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩处理；在用200-300目的硅胶柱层析，其中石油醚/dcm(4:1，v/v)作为淋洗剂，得到8.29g白色固体，即为所述目标化合物1，收率92％。其中涉及参数为1hrms[m+h]+calcd.forc69h44n2:900.3504；found:900.3514.其中第二个所述举例性结构的分子结构如下所示，并将其定义为目标化合物2：其中所述目标化合物2的合成路线如下所示：具体包括以下合成步骤：步骤s1：分别将反应原料2,7-二(二苯基氨基)芴(5.01g，10mmol)、1-氟芘(4.84，22mmol)，催化剂pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3(0.8ml，0.5m)、碳酸铯(8.12g，25mmol)，以及无水甲苯(20ml)加入到50ml的反应容器schlenk1中，用氩气进行抽换气，然后120℃反应24h。步骤s2、反应完成后冷却到室温，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，经由无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩处理；在用200-300目的硅胶柱层析，其中石油醚/dcm(4:1，v/v)作为淋洗剂，得到8.29g白色固体，即为所述目标化合物1，收率92％。其中涉及参数为1hrms[m+h]+calcd.forc69h44n2:900.3504；found:900.3514.其中第三个所述举例性结构的分子结构如下所示，并将其定义为目标化合物3：其中所述目标化合物3的合成路线如下所示：具体包括以下合成步骤：步骤s1：分别将反应原料3,6-二(二苯基氨基)芴(5.01g，10mmol)、2-氟蒽(4.31g，22mmol)，催化剂pd2(dba)3(0.18g，0.2mmol)、ptbu3(0.8ml，0.5m)、碳酸铯(8.12g，25mmol)，以及无水甲苯(20ml)加入到50ml的反应容器schlenk1中，用氩气进行抽换气，然后120℃反应24h。步骤s2、反应完成后冷却到室温，用二氯甲烷(dcm)反复萃取三次，水洗三次，经由无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩处理；在用200-300目的硅胶柱层析，其中石油醚/dcm(4:1，v/v)作为淋洗剂，得到7.75g白色固体，即为所述目标化合物1，收率91％。其中涉及参数为1hrms[m+h]+calcd.forc65h44n2:852.3504；found:852.3523.对所述目标化合物1、目标化合物2和目标化合物3进行性能测试。其中请参阅图1所示，其图示了所述目标化合物1的荧光光谱。进一步的，下表揭示了所述目标化合物1、目标化合物2和目标化合物3的光物理数据，其中包括最低单重态(s1)、最低三重态能级(t1)及其能级差，以及plqy等数据。plpeak(nm)s1(ev)t1(ev)2t1-s1(ev)plqy(％)目标化合物14392.841.730.6294目标化合物24512.741.630.5297目标化合物34452.781.670.5692进一步的，本发明的又一实施方式提供了一种本发明涉及的所述荧光材料的一种应用，其为用于一种电致发光器件的发光层材料。请参阅图2所示，其图示了一种本发明涉及的一实施方式提供的一种电致发光器件，其包括衬底101(优选为ito衬底)、注入层hatcn102、空穴传输层npb103、发光层104、电子传输层tpbi105以及阴极106。其中所述发光层104采用的掺杂荧光材料为本发明涉及的所述荧光材料中的所述目标化合物1，其比例可以在2％左右。进一步的，以所述目标化合物1为例，将其应用到一电致发光器件中，以得到一目标器件1，进而便于以所述目标器件1为例，对本发明涉及的所述荧光材料应用到电致发光器件中的性能做一举例式说明。其中所述目标器件1的结构如下：ito(150nm)/hatcn(10nm)/npb(20nm)/发光层-mcp:(2％)化合物1(30nm)/tpbi(10nm)/lif(1nm)/al(100nm)。其中所述目标器件1的制备方法可以为但不限于：在经过清洗的导电玻璃(ito)衬底101上在高真空条件下依次蒸镀：所述注入层hatcn102、空穴传输层npb103、发光层(mcp/2％化合物1)104、电子传输层tpbi105以及阴极106中的1nm的lif和100nm的al。进一步的，对所述目标器件1进行电流-亮度-电压特性测试，其中涉及的所述测试为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，其中所有测量均在室温大气中完成。相应的，也对所述目标化合物2和目标化合物3进行上述目标化合物1所应用的目标器件进行的性能测试，因过程类似，此处不在赘述，但相关的性能测试结果将一起列于下表中。根据上表数据可知，将本发明涉及的所述荧光材料中的所述目标化合物1、目标化合物2和目标化合物3应用到电致发光器件的发光层中，获得了良好的效果，进而使得其所在的电致发光器件即所述目标器件1、目标器件2和目标器件3，在具有较高荧光发光效率的同时，还能获得相对较长的使用寿命。本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。当前第1页12