[發明專利]2-羰基-5-芳基-1,3,4-噁二唑位阻型發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811063159.2
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109096220B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 趙祥華;李莉;王競園;鄒國棟;張佳佳;王莉敏
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: C07D271/10
• 分類號: C07D271/10;C07D413/04;C09K11/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

一種2?羰基?5?芳基?1,3,4??噁二唑位阻型發光材料，該材料是將5?芳基?1,3,4??噁二唑與螺環芳烴或氮雜環通過羰基相連，并利用螺環芳烴或氮雜環的結構、位置以及5?芳基?1,3,4??噁二唑上芳基官能團的不同來控制結構以調控性質，其具有如下結構：通式I中，X為碳原子、氧原子、硫原子、一氧化碳或者二氧化硫，n為1到8之間的自然數；R₁為芳香環結構的官能團、R₂為具有空間位阻效應的螺環芳烴、芳基氮芳烴等官能團。

技術領域

本發明具體涉及2-羰基-5-芳基-1,3,4--噁二唑位阻型發光材料及其制備方法，并涉及這些材料在制備過程中采用的步驟以及原料。

背景技術

同液晶、等離子體等二代顯示器相比，有機發光二極管(organic light-emittingdevices,PhOLEDs)作為第三代顯示技術有著無極材料無法比擬的優勢，如：重量輕、材料來源廣、價格低、視角廣、對比度高、響應速度快、自主發光、大面積柔性顯示等特點而被被視為最具潛力的第三代平板顯示技術。OLEDs分為傳統的熒光OLEDs、磷光OLEDs和熱激活延遲熒光OLEDs。然而，傳統熒光有機發光二極管由于只能利用單線態激子發光而受到最大內量子效率為25％的限制，其外量子效率最大只能達到5％。磷光有機發光二極管(phosphorescent organic light-emitting devices,PhOLEDs)和熱激活延遲熒光OLEDs由于分別存在重金屬旋軌耦合和熱活化反向系間竄越可以利用單線態和三線態激子發光，使其內量子效率在理論上可以達到100％。因此，PhOLEDs和熱激活延遲熒光OLEDs具有更大的潛力和商業價值。

為此，科學工作者們相繼開發了眾多基于重金屬配合物為客體的PhOLEDs 和基于熱激活延遲熒光材料為客體的熱激活延遲熒光OLEDs。然而，對于 PhOLEDs，由于含有比較稀有的貴金屬銥(III)和Pt(II)因而使得價格高昂。另外，磷光客體材料在高濃度下容易出現濃度猝滅和態湮滅等現象。為此，需要將客體材料摻雜到主體材料才能有望解決上述問題。特別是藍色磷光客體材料因其能帶寬度大，而使得設計合成有效注入/傳輸激子和較寬能帶結構的母體材料難度大，并且因藍色磷光客體材料尤其是深藍色磷光客體材料因能帶寬度大而使其熱穩定性差。熱激活延遲熒光OLEDs由于具有幾乎100％的內量子效率且無貴金屬離子而使得其同PhOLEDs相比更加廉價。但熱激活延遲熒光材料同磷光材料相比種類較少，亟待開發。因此，開發熱激活熒光OLED勢在必行。然而，熱激活延遲熒光材料在高濃度摻雜下容易出現濃度猝滅、三線態湮滅等問題。因此，同樣需要將其摻雜到主體材料中以解決上述問題。然而，這無疑增加器件工藝難度。另外，主體熒光材料同樣需要準備熱激活特性以及主客體間能量匹配等問題。為了，簡化器件結構，設計合成位阻型熱激活熒光材料，可有望實現客體材料 100％摻雜而高效發光。

近年來，眾多文獻研究結果表明：基于羰基的有機芳烴化合物具備熱延遲特性，且制備高效發光器件。1,3,4--噁二唑具有良好的電子傳輸特性，而芴基螺環芳烴因其十字型螺環結構而具大的空間位阻效應、高的熱穩定性和相轉變溫度，因此，可以能夠有效抑制客體染料在高濃度狀態下濃度淬滅及三線態湮滅。此外，芴具有高的三線態能級(2.95eV)、剛性平面結構和良好的空穴傳輸特性。因此，將具有空穴傳輸性能的芴基螺環與具有電子傳輸特性的1,3,4--噁二唑通過羰基相連，使其具備同時傳輸空穴和電子的能力。進而使得這類材料既具有良好的雙極性傳輸特征又具有高的熱穩定性和穩定的無定形態，從而使得激子在發光層內有效復合，從而高效發光。基于這種思想，本發明以螺環芳烴與芳基甲酰肼通過兩步簡潔高效的制備了一系列2-羰基-5-芳基-1,3,4--噁二唑位阻型發光材料。

總之，本發明是在對當前有機電致發光材料全面了解的前提下，跟蹤有機電子器件前沿動態，圍繞有機電致發光材料的合成及其相關作用機制進行展開。

發明內容