一种oled材料及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种OLED材料及其应用，属于有机光电材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光器件（OLED)作为一种有着巨大应用前景的显示技术，受到人们越 来越多的关注。由于其固有的特性，如自发光、广视角、响应速度快、可实现柔性显示等诸多 优点，使其成为下一代显示技术的最有利竞争者。自从20世纪80年代发明以来，有机电致 发光器件已经在产业上有所应用，比如用于相机、计算机、手机、电视机显示器等，由于各界 多年来的持续投入和不懈努力，有机电致发光技术已经有了极大地发展。尽管如此，寿命 短、效率低等诸多问题，依旧制约着有机电致发光器件的发展，这些问题的解决有待人们作 进一步的探索。
[0003] 大多数高性能的有机电致发光器件都倾向于多层器件结构，包括空穴传输层、电 子传输层和发光层，有些还具有空穴和电子的注入层。
[0004] 空穴传输层的基本作用是提高空穴在器件中的传输速率，并有效的将电子阻挡在 发光层内，实现载流子的最大复合，同时降低空穴在注入过程中的势皇，提高空穴注入效 率。选择的空穴传输材料应该具有如下特点：1、具有较高的热稳定性；2、较小的电离能，易 给出电子；3、较大的空穴传输速率；4、良好的成膜性。
[0005] 目前，传统的空穴传输材料主要有TPD、NPB、TAPC、TCTA等，其中NPB是应用较为广 泛的一种空穴传输材料，目前应用的这些空穴传输材料都有其适用范围和固有缺点，因此， 进一步开发稳定的、高效的空穴传输材料也显得很有必要。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种OLED材料及其应用，具体涉及一种含吩 噁嗪或吩噻嗪双取代基团的咔唑类小分子有机化合物，并涉及该材料在有机电致发光领域 的应用。该材料的热稳定性好，具良好的空穴传输能力，用作有机电致器件的空穴传输层， 可显著提高器件的效率。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种OLED材料，具有符合式（1)所示 的分子结构，
[0008]
[0009] 其中，Ar1为含有取代基或不含取代基的芳香基团；Ar2为化学单键或不含取代基 的芳香基团；X为0原子或S原子。
[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0011] 进一步，所述Ar1为含有取代基或不含取代基的苯环、萘环、蒽环、菲环、芘环、联 苯、三亚苯、9, 9-二甲基芴、二苯并呋喃、二苯并噻唑中的任意一种。
[0012] 进一步，所述Ar2*，不含取代基的芳香基团为不含取代基的苯环、不含取代基的 萘环、不含取代基的联苯中的任意一种。
[0013] 本发明还提供一种上述的OLED材料的应用，所述OLED材料在有机电致发光器件 中作为空穴传输层材料。
[0014] 本发明的有益效果是：
[0015] 本发明的空穴传输材料应用于有机电致发光中，显著提高了器件的效率，其在有 机电致发光器件的应用上有着诱人的前景。该材料的主要优点在于：
[0016]1、该材料采用咔唑为母核，是一种含有吩噁嗪或吩噻嗪结构的新型的OLED材料。 吩噁嗪或吩噻嗪分子含有富电子的S、0和N原子，而表现出良好的空穴传输能力，同时，S、 〇和N原子的存在使得吩噁嗪或吩噻嗪分子并不是共辄的大平面结构，而是以S、0和N原 子为轴成一定角度的蝶形结构，这种分子结构的非平面性可以有效的阻止导致有机电致发 光器件量子效率降低的键聚集和分子间激基复合物的形成。
[0017]2、该材料具有很好的热稳定性，其中COl分解温度高于380°C，玻璃化转变温度高 达 170°C;
[0018] 3、该材料的HOMO能级在6. 3eV左右，具有空穴阻挡的功能；
[0019] 4、用该材料制备空穴传输层制备的标准器件，与NPB作为空穴传输层制作的OLED 器件相比，器件的启亮电压降低了 0. 4-0. 8v，器件的最大亮度增加了 15% -30%。
[0020] 本发明提供的OLED材料的制备方法如下：
[0021] 以COl为例，其合成路线如下所示，本发明中其它目标化合物的合成方法，与COl 的合成方法类似，具体合成方法详见后文实施例。
[0022]
[0023] 下列化合物COl~C36,是符合本发明精神和原则的代表结构，应当理解，以下化 合物结构，只是为了更好地解释本发明，并非是对本发明的限制。
[0024]
[0029] 所制备的有机电致发光器件一般包括依次叠加的ITO导电玻璃衬底（阳极）、空穴 传输层（本发明提供的材料或作为对比例的NPB)、同时作为发光层和电子传输层的Alq3、 电子注入层（LiF)和阴极层（Al)。所有功能层均采用真空蒸镀工艺制成。该类器件中所用 到的一些有机化合物的分子结构式如下所示。
[0030]
[0031 ] 应当理解，本发明中制作OLED器件的目的，只是为了更好地说明，本发明中所述 材料所具有的空穴传输能力，而并非是对本发明所述材料应用范围的限制。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明所制备的有机电致发光器件的结构示意图，由下层至上层，依次为 ITO导电玻璃衬底（101)、空穴传输层（102)、发光层和电子传输层（103)、电子注入层（104) 和阴极层（105)，其中，空穴传输层（102)涉及到本发明所述的OLED材料。
[0033] 图2为实施例5中，以化合物COl作为有机电致发光器件一的空穴传输层，器件一 的电压-电流密度曲线；
[0034] 图3为实施例5中，以化合物COl作为有机电致发光器件一的空穴传输层，器件一 的电压-亮度曲线；
[0035] 图4为实施例5中，以化合物COl作为有机电致发光器件一的空穴传输层，器件一 的电流密度-电流效率曲线；
[0036] 图5为实施例5中，以化合物COl作为有机电致发光器件一的空穴传输层，器件一 在亮度为lOOcd/m2时的电致发光光谱图；
【具体实施方式】
[0037] 以下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。
[0038] 中间体制备实施例：
[0039] 中间体a的制备
[0040]
[0041] 在氮气保护下，于IL三口瓶中将N-苯基咔唑（48. 6g，0? 2mol)溶解在500mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中，控温20~25°C向反应体系缓缓加入NBS(N-溴代丁二酰亚 胺，78. 3g，0. 44mol)固体，0. 5h加毕。反应体系于20~25°C保温搅拌24小时。反应完毕 后向反应体系中加入亚硫酸钠的水溶液（500mL, 0. 05mol/L)，淬灭反应，抽滤得到滤饼，经 去离子水洗后，用甲苯或无水乙醇进行结晶，得到白色固体，即为3, 6-二溴-N-苯基咔唑， 收率 90%。MS(m/z) : [M+] = 399. 92，分子式C18H11Br2N,理论值 398. 93。
[0042] 中间体b的制备
[0043]
[0044] 在氮气保护下，将上步得到的中间体a(20. 05g，0. 05mol)和对溴苯硼酸（20. 08g， 0.Imol)投入到200g甲苯与50gTHF的混合溶剂中，然后投入碳酸钾的水溶液（300mL， lmol/L)，最后投入催化剂Pd(PPh3)4(0. 58g，0. 5mmol)。反应体系升温至60-65°C搅拌24小 时。反应完毕后向反应体系中加入IOOmL水，淬灭反应，滤掉不溶物，得到滤液，经去离子 水洗后，减压浓干，粗品用乙酸乙酯或石油醚进行结晶，得到白色固体，即为中间体b，收率 75%。MS(m/z) : [M+] = 551. 89,分子式C30H19Br2N,理论值 550. 99。
[0045] 中间体c的制备
[0046]
[0047] 在氮气保护下，于IL三口瓶中将N_([l，1 '-二苯]-4-基）咔唑（63.88g， 0.2111〇1)溶解在5001^01^中，控温20~25°(：向反应体系缓缓加入陬3(78.38,0.44111〇1) 固体，0.5h加毕。反应体系于20~25°C保温搅拌24小时。反应完毕后向反应体系中加入 亚硫酸钠的水溶液（500mL，0. 05mol/L)，淬灭反应，抽滤得到滤饼，经去离子水洗后，用甲苯 或无水乙醇进行结晶得到类白色固体，即为中间体c，收率93%。MS(m/z) :[M+] = 475.92， 分子式C24H15Br2N,理论值474. 96。
[0048] 中间体d的制备
[0050] 在氮气保护下，将上步得到的中间体c(23. 86g，0. 05mol)和对溴苯硼酸（20. 08g， 0?lmol)投入到200g甲苯与50gTHF的溶液中，然后投入碳酸钾的水溶液（300mL，lmol/L)， 最后投入催化剂Pd(PPh3)4(0. 58g，0. 5mmol)。反应体系升温至60-65°C搅拌24小时。反 应完毕后向反应体系中加入IOOmL水，淬灭反应，滤掉不溶物，得到滤液，经去离子水洗后， 减压浓干，粗品用乙酸乙酯或石油醚进行结晶，得到白色固体，即为中间体d，收率78%。 MS(m/z) : [M+] = 628. 13,分子式C36H23Br2N,理论值 627. 02。