[發明專利]芘并咪唑衍生物及其制備方法，及電致發光器件

在審

• 申請號: 201510035721.0
• 申請日: 2015-01-24
• 公開（公告）號: CN104592125A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 路萍;高曌;劉豫龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07D235/02
• 分類號: C07D235/02;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義

技術領域

本發明屬于有機電致發光技術領域，具體涉及一類具有雙極載流子傳輸性能的藍色熒光發光材料——芘并咪唑衍生物及其制備方法和其作為電致發光材料在電致發光領域中的應用。

背景技術

自1987年Tang和Van?Slyke(Appl.Phys.Lett.1987,51(12).21)報道了有機發光二極管(organic?light?emitting?diodes,OLEDs)以來,電致發光領域經過二十多年的發展，在材料體系、器件應用和相關理論方面都取得了長足的進步。有機薄膜電致發光器件具有自主發光、低電壓直流驅動、全固化、視角寬、顏色豐富等一系列的優點，擁有廣闊的應用前景。

OLED的典型結構包括陰極層、陽極層，和位于這兩層之間的有機發光層，有機發光層中可包括電子傳輸層、空穴傳輸層和發光層中的一種或幾種功能層。雙極型載流子傳輸材料兼具電子和空穴傳輸性能，可以平衡器件中載流子的注入和傳輸，簡化器件結構，節約成本，因而受到廣泛關注。近年來，咪唑類化合物，特別是芳香類咪唑衍生物，由于其獨特的電子結構，在電致發光領域得到了廣泛的研究。如專利號為US8,853,724和US8,772,767的美國有關于OLED內容的專利中均涉及一種咪唑類的化合物，該化合物通過苯基團將三個苯并咪唑基團連接起來，整個材料表現了良好的成膜性和高的熱力學穩定性，特別是優異的電子注入性能，使其成為現今應用最廣的電子注入層材料和發光主體材料。

芘是一個典型的稠環芳烴，芘及其衍生物一般具有較高的量子產率、較長的熒光壽命、優異的光穩定性和對微環境改變的敏感性以及易于形成激基締合物的傾向。芘是芳香性的平面結構，具有較強的π電子離域能，芘及其衍生物作為電致發光材料已經進行廣泛的研究和報道。如Li報道的(Li?X?G，Liu?Y?W，Huang?M?R，et?al.Simple?efficient?synthesis?of?strongly?luminescent?polypyrene?with?intrinsic?conductivity?and?high?carbon?yield?by?chemical?oxidative?polymerization?of?pyrene[J].Chem.Eur.J.2010,16,4803-4813)通過化學氧化法將芘單體聚合成熒光發射能力更強的聚芘，尤其是由長鏈烷基取代芘衍生物形成的聚合物，經聚合后得到可溶性的熒光聚合物，賦予材料較好的成膜加工性，使其易于器件化，便于使用。Klaus?Müllen等研究小組報道的芘的衍生物(Chem.Rev.2011,111,7260–7314)，不僅能夠發射熒光，而且可以用做空穴或電子傳輸材料。由于剛性分子間π-π堆積會導致形成excimers(激基締合物)并引起材料的固態熒光顯著淬滅,所以設計合成固態下表現高熒光量子效率的芘類發光材料具有重要意義。如專利號為RE44,824的美國專利中涉及了大量的芘的衍生物以及在OLED上的應用，然而分子設計方面涵蓋的內容過多，并沒有突出芘并咪唑類衍生物在OLED的突出部分，這里我們以雙極性化合物為出發點，將具有空穴傳輸性質的三苯胺基團和具有電子傳輸性質的咪唑和氟這樣電負性較大的元素從不同方向引入芘中,來設計合成一系列新型芘并咪唑衍生物。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一類新型熒光材料——芘并咪唑衍生物，該化合物同時具有良好的空穴和電子的注入功能，可直接作為多功能的發光材料，也可作為注入傳輸類材料或主客體材料，擴展了可供制備有機發光器件使用的有機化合物的種類。

本發明提供一種芘并咪唑衍生物，具有以下結構通式：

其中，Ar可以是

本發明還提供一種上述芘并咪唑衍生物的制備方式，包括以下步驟：合成、分離和純化。

合成步驟包括取芘醌、4-三苯胺醛、醋酸銨和相應氟取代或者三氟甲基取代的苯胺衍生物，在冰醋酸中加熱至120℃，回流兩小時后，停止加熱得到反應液。

分離步驟包括將所述反應液冷卻至室溫后過濾，得到殘留固體。

純化步驟包括將所述殘留固體用SiO₂柱分離，以二氯甲烷-石油醚作為流動相過柱提純，得到如上所述的芘并咪唑衍生物。

所述氟取代或者三氟甲基取代的苯胺衍生物包括3,5二氟苯胺、4-三氟甲基苯胺、3-三氟甲基苯胺和3,5-2三氟甲基苯胺。

本發明還提供一種電致發光器件，包括包括襯底層，空穴注入層，空穴傳輸層，發光層，電子傳輸層和陰極層。