[發明專利]一種基于1,10-菲啰啉的主體材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201610150945.0
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105646488A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 朱旭輝;魏鑫峰;譚婉怡;彭靈;彭俊彪;曹鏞
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07D471/04
• 分類號: C07D471/04;H01L51/54
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

技術領域

本發明涉及基于1,10-菲啰啉的主體材料，特別涉及一種基于1,10-菲啰啉的主體材料及其制備方法與應用。

背景技術

有機電致發光二極管(OLEDs)由于具有質輕、厚度薄、自主發光(不需要背光源)、柔性可彎曲等優勢，而成為研究熱點，在信息顯示領域具有重要應用前景。OLED顯示，亦被譽為“夢幻”顯示，有望成為下一代主流顯示技術。低成本、高性能OLED材料，有助于OLED器件大規模應用。

利用磷光材料和近幾年興起的熱活化延遲熒光(TADF)材料，得到高效率OLED器件。由于這些材料的發光性能易發生濃度淬滅，一般需要摻雜到主體材料中作為OLED器件的發光層，因而主體材料的性能對于整個OLED器件的效率、穩定性等具有重要影響。

一般主體材料需要滿足以下幾個要求：(1)較高的三重態能級以防止三重態激子從客體(Guest)到主體(Host)的反向能量轉移；(2)雙極性注入/傳輸；(3)比較匹配的HOMO和LUMO能級；(4)高薄膜形貌穩定性；(5)良好的電子傳輸特性。

4,4-N,N-二咔唑基聯苯(CBP，E_HOMO＝-6.0eV；E_LUMO＝-2.6eV)，由于具有雙極性，較早地作為磷光材料的主體，應用于OLED器件研究。為了進一步促進電子注入與傳輸，提高OLED器件發光效率、功率效率以及器件穩定性，在主體材料設計中，引入缺電子或吸電子單元，如吡啶、咪唑、嗯二唑、三唑、三嗪以及磷氧等基團，取得有益效果。另外，為了解決真空蒸鍍成本較高而且不利于制作大面積顯示器件的缺陷，進一步降低OLED顯示器件的成本，開發可溶液加工，特別是環境友好溶劑加工的主體材料也是OLED發展的一個重要方向。因此，合成綜合性能更為優異的主體材料具有重要意義。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的之一在于提供一種基于1,10-菲啰啉的主體材料，具有較高的三重態能級，適合于綠色、紅光磷光或TADF器件；易于注入空穴與電子，具有雙極性傳輸；易合成提純，具有較好的溶解性和薄膜形態，應用于OLED器件，得到高的電流效率、功率效率和外量子效率。

本發明的目的之二在于上述基于1,10-菲啰啉的主體材料的制備方法。

本發明的目的之三在于提供上述基于1,10-菲啰啉的主體材料的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于1,10-菲啰啉的主體材料，具有以下化學結構：

基于1,10-菲啰啉的主體材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備9-(3-溴苯基)咔唑；

(2)制備9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)苯基)咔唑：在氮氣保護下，將9-(3-溴苯基)咔唑溶解到無水四氫呋喃中，冷卻至-70～-80℃，依次加入正丁基鋰溶液、異丙氧基頻哪醇硼酸酯，恢復至室溫后在N₂氣氛下攪拌過夜，反應完成后加入乙醇終止反應；反應物經萃取、干燥、過濾、分離得到白色固體；

9-(3-溴苯基)咔唑、正丁基鋰、異丙氧基頻哪醇硼酸酯的投料摩爾比為：1：(1.1～1.3)：(1.3～1.5)；

(3)制備化合物Phen-m-PhCz：在氮氣保護下，將醋酸鈀、三環己基膦加入到3-溴-1,10-菲羅啉、9-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)苯基)咔唑、碳酸鉀水溶液、乙醇、甲苯的混合溶液中，反應加熱到90～110℃并攪拌過夜；冷卻至室溫后，反應物經萃取、干燥、過濾、分離得到白色固體。

步驟(1)所述的制備9-(3-溴苯基)咔唑，具體為：

在氮氣保護下，將碘化亞銅加入到1,10-菲啰啉、咔唑、間溴碘苯和無水碳酸鉀的DMF溶液中，然后反應加熱到110～120℃并攪拌過夜，冷卻至室溫后加入蒸餾水和二氯甲烷，分液后，用二氯甲烷萃取水層，有機層經蒸餾水清洗、無水硫酸鎂干燥、過濾、減壓蒸餾除去溶劑后用硅膠柱進行分離，洗脫劑為石油醚，得到白色固體；

咔唑、間溴碘苯、無水碳酸鉀、碘化亞銅、1,10-菲啰啉的摩爾比為：1：(1～1.3)：(2～4)：(0.05～0.1)：(0.05-0.1)。

步驟(2)所述依次加入正丁基鋰溶液、異丙氧基頻哪醇硼酸酯，具體為：

通過注射器緩慢滴加正丁基鋰溶液并在-70～-80℃溫度下保持15～30分鐘，然后加入異丙氧基頻哪醇硼酸酯。