[發明專利]雙極性D-π-A構型的1;3;6;8-四取代芘基材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710389221.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107011268B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 倪中海;張然;張麗芳;趙云
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C07D235/14
• 分類號: C07D235/14;C07D403/14;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

本發明公開了雙極性D?π?A構型的1,3,6,8?四取代芘基材料，是將電子傳輸N?苯基苯并咪唑基團引入到芘的1,8位，將空穴傳輸基團二苯胺、三苯胺和咔唑等引入到芘的3,6位合成的高效芘基材料。其優點是：合成簡便、原料廉價、成本低；外圍取代基可有效抑制分子間堆積，使材料的固態發光效率在75％以上。同時含空穴和電子傳輸單元的兩極發光材料能夠有效的使激子穩定并能夠很好的平衡空穴和電子在發光層復合的比例，簡化器件結構，減少材料的消耗，加速有機電致發光商業化進程；材料的熱穩定性高，具有較高的分解溫度和玻璃化轉變溫度。利用本發明材料制備的單層或雙層溶液加工型器件在亮度、效率和穩定性等方面性能較高，可作為全彩顯示和照明發光材料。

技術領域

本發明屬于有機電致發光材料領域，具體涉及一種雙極性D-π-A構型的1,3,6,8-四取代芘基材料和制備方法，以及該材料在有機電致發光方面的應用。

背景技術

有機電致發光二極管(OLEDs)在平板顯示和固體照明方面顯示出來的巨大優勢吸引了學者們的廣泛關注【Chem.Soc.Rev.,2011,40,3467-3482】。典型的三層電致發光(EL)器件包括空穴傳輸層，發光層及電子傳輸層。電致發光設備性能的提高很大程度上依賴于空穴和電子在發光層復合的效率【Chem.Mater.,2003,15,1080-1089】。因此，許多學者們致力于優化載流子傳輸的平衡性來提高器件的效率，減少能量消耗。同時含空穴和電子傳輸單元的雙極性發光材料能夠有效的使激子形成穩定并能夠很好的平衡空穴和電子在發光層復合的比例，可簡化器件結構，制備雙層或者單層的器件，大大減少材料的消耗，加速OLEDs商業化的進程【Chem.Mater.,2004,16,5437-5444】。目前，已有一些兩極性質的材料應用于OLEDs【J. Chem.Mater.,2011,21,2957-2964；J.Am.Chem.Soc.,2012,134,14706-14709】。但是，D-A體系也會給雙極性的材料帶來較多嚴重的不利影響，比如由于兩極淬滅引起的熒光量子效率低下，偶極常數較大而引起的易結晶化等【Adv.Mater.,2008,20,3947-3952】。因此在設計D-A 材料時也要設法提高材料的固態發光效率并保證材料具有良好的成膜性。

在眾多的發光母體材料中，芘發純凈的藍光，由于具有大的平面共軛結構而具有熒光量子效率高，載流子遷移率和電荷注入能力強，熱穩定性高等優點，成為有機光電領域研究的熱點【Chem.Rev.,2011,11,7260-7314】。但芘核之間易形成強的π-π堆積，使材料的發光效率降低，發光波長紅移，這就需要對芘進行改良。修飾芘的主要途徑是在芘的外圍引入大的取代基團來抑制分子間的堆積，提高材料的發光性能，但同時會拉大發色團之間的距離，減弱分子間載流子傳輸性能，在一定程度上會降低器件性能。因此在設計合成新型芘基材料時要綜合考慮材料的固態發光效率和載流子傳輸能力，如何在芘上同時引入合適的空穴和電子傳輸單元合成高效的雙極性芘基材料，抑制分子間堆積的同時也增加材料的載流子傳輸能力，這是本技術領域需要解決的現實問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種雙極性D-π-A構型的1,3,6,8-四取代芘基材料及其制備方法。在芘上通過引入大位阻的電子傳輸單元N-苯基苯并咪唑和空穴傳輸基團三苯胺等，一方面抑制分子間的堆積，一方面也可提高材料的空穴和電子傳輸性能。這種結構的材料具有高的熒光量子效率，高的熱穩定性以及良好的空穴和電子傳輸能力。同時本發明還提供了該材料在有機電致發光方面的應用。

本發明為實現發明目的提出的雙極性D-π-A構型的1,3,6,8-四取代芘基材料，化合物的分子結構通式為：

其中，式中R₁選擇H、烷基、烷氧基和氰基中的一種，R₂選擇二苯胺、三苯胺和苯基咔唑中的一種。

所述的雙極性D-π-A構型的1,3,6,8-四取代芘基材料的制備方法，包括以下步驟：