本發(fā)明涉及有機(jī)光電材料
技術(shù)領(lǐng)域:
,具體涉及一種雜環(huán)衍生物及使用該雜環(huán)衍生物的有機(jī)發(fā)光器件。
背景技術(shù):
:有機(jī)電致發(fā)光是指有機(jī)材料在電流或電場(chǎng)激發(fā)作用下發(fā)光的現(xiàn)象。有機(jī)電致發(fā)光現(xiàn)象的研究始于20世紀(jì)60年代,由于有機(jī)發(fā)光材料優(yōu)良的性能吸引了眾多研究者注意,1987年Kodak公司的Tang等報(bào)道了利用8-羥基喹啉鋁與具有空穴傳輸性能的芳香族二胺制成高質(zhì)量薄膜,并制成有機(jī)發(fā)光器件,這種材料具有高發(fā)光效率、高亮度等優(yōu)異性能,這一研究標(biāo)志著有機(jī)電致發(fā)光研究進(jìn)入實(shí)用化階段。近幾十年來(lái),具有高響應(yīng)速度、高亮度、低工作電壓的有機(jī)發(fā)光器件已經(jīng)被應(yīng)用于不同的顯示器和照明領(lǐng)域。OLED的發(fā)光機(jī)制是電子和空穴分別從陰陽(yáng)極注入后,通過(guò)在兩電極間的多層有機(jī)功能層(含空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層等)后,在發(fā)光層結(jié)合形成激子,激子輻射衰變后發(fā)光。為保證較高的發(fā)光效率,對(duì)各個(gè)功能層材料的優(yōu)化至關(guān)重要。目前,有機(jī)電致發(fā)光材料的研究已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛開(kāi)展,幾乎所有的知名電子公司和化學(xué)公司都投入巨大的資金和人力進(jìn)入這一領(lǐng)域,大量性能優(yōu)良的有機(jī)電致發(fā)光材料陸續(xù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。OLED發(fā)光層材料大致分為熒光和磷光材料兩類(lèi)。熒光材料的量子效率最大無(wú)法突破25%的限制。磷光材料除了利用單線態(tài)的激子,還可以利用三線態(tài)激子,理論量子效率可達(dá)到100%。但磷光材料多為稀有金屬的配合物,成本較高且穩(wěn)定性有待提高。采用摻雜方式將磷光材料摻雜到主體材料中可以一定程度的解決實(shí)際問(wèn)題,因此開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性高、能級(jí)匹配的主體材料對(duì)OLED器件的實(shí)用化具有重要意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種雜環(huán)衍生物及使用該雜環(huán)衍生物的有機(jī)發(fā)光器件,本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)大環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)控分子空間構(gòu)型,提高分子熱穩(wěn)定性,降低成膜結(jié)晶度,可以顯著提高器件的發(fā)光特性。本發(fā)明首先提供了一種雜環(huán)衍生物,具有如式(I)所述的結(jié)構(gòu)式:其中,Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的C6-C50的芳香族烴基。優(yōu)選的,所述Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的C6-C20的芳香族烴基。優(yōu)選的,所述Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自如下結(jié)構(gòu)中的任意一種:其中,Ra為氫、烷基、鹵素或氰基。優(yōu)選的,所述Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自苯基、聯(lián)苯基、萘基或蒽基。本發(fā)明還提供一種有機(jī)發(fā)光器件,所述有機(jī)發(fā)光器件包括本發(fā)明雜環(huán)衍生物。優(yōu)選的,所述有機(jī)發(fā)光器件包括第一電極、第二電極和設(shè)置于所述第一電極與第二電極之間的有機(jī)物層;所述有機(jī)物層包括本發(fā)明雜環(huán)衍生物。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所述雜環(huán)衍生物通過(guò)設(shè)計(jì)大環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)控分子空間構(gòu)型,提高分子熱穩(wěn)定性,降低成膜結(jié)晶度,進(jìn)一步提高其在器件中的性能,通過(guò)改變連接的基團(tuán),可進(jìn)一步改善其物理特性,進(jìn)而提高有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光特性。使用本發(fā)明提供的雜環(huán)衍生物制備有機(jī)發(fā)光器件,較大的提高了器件的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度,是性能良好的有機(jī)發(fā)光材料。具體實(shí)施方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn),而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明首先提供一種雜環(huán)衍生物,具有如式(I)所述的結(jié)構(gòu)式:其中,Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的C6-C50的芳香族烴基。按照本發(fā)明,所述芳香族烴基是指芳烴分子的芳核碳上去掉一個(gè)氫原子后,剩下一價(jià)基團(tuán)的總稱(chēng),其可以為單環(huán)芳基或稠環(huán)芳基,例如可選自苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基等,但不限于此。按照本發(fā)明,所述取代的芳香族烴基中,所述取代基優(yōu)選自鹵素、氰基、C1-C10的烷基或C6-C20的芳香族烴基中的一種或幾種,更優(yōu)選為氰基或C1-C4的烷基,所述取代基的個(gè)數(shù)優(yōu)選為0~3個(gè)。按照本發(fā)明,優(yōu)選所述Ar1、Ar2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的C6-C20的芳香族烴基,再優(yōu)選所述Ar1、Ar2選自如下結(jié)構(gòu)中的任意一種:其中,Ra為氫、烷基、鹵素或氰基。表示連接鍵,Ra-表示可以連接在所在芳香環(huán)的任意位置。Ra優(yōu)選為氫、C1~C4烷基、鹵素或氰基,例如可選自氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、F或氰基,更優(yōu)選為氫、甲基或氰基。Ra的個(gè)數(shù)優(yōu)選為0~3個(gè)。作為舉例,所述雜環(huán)衍生物,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選如下所示:以上列舉了本發(fā)明所述雜環(huán)衍生物的一些具體的結(jié)構(gòu)形式,但本發(fā)明所述雜環(huán)衍生物并不局限于所列的這些化學(xué)結(jié)構(gòu),凡是以式(I)所示結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),Ar1、Ar2為如上所限定的基團(tuán)都應(yīng)該包含在內(nèi)。本發(fā)明所述雜環(huán)衍生物通過(guò)設(shè)計(jì)大環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)控分子空間構(gòu)型,提高分子熱穩(wěn)定性,降低成膜結(jié)晶度,進(jìn)一步提高其在器件中的性能,通過(guò)改變連接的基團(tuán),可進(jìn)一步改善其物理特性,進(jìn)而提高有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光特性。本發(fā)明式(I)所示雜環(huán)衍生物的制備方法,首先,以2,2’二羥基聯(lián)苯為起始原料制備式II所示的化合物,然后與1,1二甲氧基環(huán)己烷在有機(jī)溶劑(例如苯)中酸催化(通常是有機(jī)酸,例如對(duì)甲苯磺酸)下發(fā)生縮酮交換成環(huán)反應(yīng);最后通過(guò)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)鏈接共軛芳香基團(tuán),反應(yīng)過(guò)程示意圖如下:本發(fā)明對(duì)上述各類(lèi)反應(yīng)的反應(yīng)條件沒(méi)有特殊要求,以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的此類(lèi)反應(yīng)的常規(guī)條件即可。本發(fā)明對(duì)上述各類(lèi)反應(yīng)中所采用的原料的來(lái)源沒(méi)有特別的限制,可以為市售產(chǎn)品或采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的制備方法制備得到。其中,所述Ar1、Ar2的選擇同上所述,在此不再贅述。本發(fā)明還提供一種有機(jī)發(fā)光器件,包括所述雜環(huán)衍生物。所述有機(jī)發(fā)光器件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的有機(jī)發(fā)光器件,采用傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光器件的制作方法即可,本發(fā)明中采用真空蒸鍍的方法成膜。本發(fā)明所述有機(jī)發(fā)光器件優(yōu)選包括第一電極、第二電極和設(shè)置于所述第一電極與第二電極之間的有機(jī)物層,所述有機(jī)物層中含有本發(fā)明雜環(huán)衍生物。所述有機(jī)物層優(yōu)選包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子傳輸層與電子注入層中的至少一層。優(yōu)選所述雜環(huán)衍生物作為摻雜主體用于制備電致發(fā)光器件的發(fā)光層。為了方便比較本發(fā)明化合物的性能,本發(fā)明設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的電致發(fā)光器件。器件結(jié)構(gòu)具體為:附著在透光玻璃上的ITO作為陽(yáng)極;NPD為空穴傳輸層;本發(fā)明化合物作為主體材料,摻雜6%的Ir(ppy)3作為發(fā)光層;在發(fā)光層上真空蒸鍍二(8-羥基-2-甲基喹啉)-二苯酚鋁形成空穴阻擋層;蒸鍍4,7-二苯基-1,10-菲羅琳形成電子傳輸層,LiF作為電子注入層,金屬Al作為陰極。本發(fā)明有機(jī)發(fā)光器件可用于平板顯示器、照明光源、指示牌、信號(hào)燈等應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明對(duì)以下實(shí)施例中所采用的原料的來(lái)源沒(méi)有特別的限制,可以為市售產(chǎn)品或采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的制備方法制備得到。實(shí)施例1:化合物TM1的合成1、將2,2-二羥基聯(lián)苯4.1g溶于30ml二氯甲烷中,室溫下劇烈攪拌,加入3ml的液溴,待有沉淀析出時(shí),停止反應(yīng).除去溶劑和少量未反應(yīng)的單體溴,得到白色化合物。2、將上述步驟的產(chǎn)物10g溶于50mL的苯中,加入10mg對(duì)甲苯磺酸和等摩爾的1,1二甲氧基環(huán)己烷,加熱,移去57-59℃的組分,待57-59℃的組分除盡后,停止反應(yīng)。用甲醇鈉中和,乙醚萃取,無(wú)水硫酸鈉干燥,除去溶劑,乙醇重結(jié)晶,得無(wú)色晶體。3、在氮?dú)獗Wo(hù)下,將上述步驟產(chǎn)物1.5g,苯硼酸1.1g和四(三苯基膦)鈀0.5g溶解于30ml乙二醇二甲醚中,加入2M碳酸鈉溶液20ml,溶液加熱回流反應(yīng)14小時(shí)。反應(yīng)液冷卻到室溫后,過(guò)濾出固體,固體溶于乙酸乙酯中,過(guò)濾,蒸發(fā)溶劑,并用環(huán)己烷洗滌后得到目標(biāo)化合物TM1,產(chǎn)率61%。質(zhì)譜m/z:418.06。實(shí)測(cè)元素含量(%)C30H26O2:C,86.01;H,6.19;O,7.60;上述結(jié)果證實(shí)獲得產(chǎn)物為預(yù)計(jì)化合物TM1。實(shí)施例2:化合物TM2的合成1、與實(shí)施例1步驟類(lèi)似。2、與實(shí)施例1步驟相似。3、用萘硼酸替代實(shí)施例1中的苯硼酸,其他步驟與實(shí)施例1相似。產(chǎn)率66%。質(zhì)譜m/z:518.34。實(shí)測(cè)元素含量(%)C38H30O2:C,88.12;H,5.89;O,6.25;上述結(jié)果證實(shí)獲得產(chǎn)物為預(yù)計(jì)化合物TM2。實(shí)施例3:化合物TM3的合成1、與實(shí)施例1步驟類(lèi)似。2、與實(shí)施例1步驟相似。3、用聯(lián)苯硼酸替代實(shí)施例1中的苯硼酸,其他步驟與實(shí)施例1相似。產(chǎn)率64%。質(zhì)譜m/z:570.17。實(shí)測(cè)元素含量(%)C42H34O2:C,88.28;H,5.91;O,5.64;上述結(jié)果證實(shí)獲得產(chǎn)物為預(yù)計(jì)化合物TM3。實(shí)施例4:化合物TM6的合成1、與實(shí)施例1步驟類(lèi)似。2、與實(shí)施例1步驟相似。3、用蒽硼酸替代實(shí)施例1中的苯硼酸,其他步驟與實(shí)施例1相似。產(chǎn)率63%。質(zhì)譜m/z:618.34。實(shí)測(cè)元素含量(%)C46H34O2:C,89.35;H,5.50;O,5.26;上述結(jié)果證實(shí)獲得產(chǎn)物為預(yù)計(jì)化合物TM6。實(shí)施例5:發(fā)光器件的制備選取ITO玻璃為陽(yáng)極,超聲清洗后干燥至于真空腔中,抽真空至2×10-6Pa,在上述陽(yáng)極基板上真空蒸鍍NPD形成空穴傳輸層,蒸鍍速率為0.2nm/s,蒸鍍厚度為30nm。在空穴傳輸層上用6%的Ir(PPy)3作為摻雜劑,本發(fā)明的化合物TM1作為主體材料(94%),同時(shí)真空蒸鍍主體和摻雜材料作為發(fā)光層,蒸鍍速率為0.005nm/s,蒸鍍厚度為50nm。在發(fā)光層上真空蒸鍍二(8-羥基-2-甲基喹啉)-二苯酚鋁形成5nm的空穴阻擋層。然后蒸鍍4,7-二苯基-1,10-菲羅琳形成20nm的電子傳輸層。在電子傳輸層上真空蒸鍍LiF和Al層作為陰極,厚度分別為1.5nm和200nm。測(cè)量該器件的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。分別用本發(fā)明合成的TM2,TM3,TM6化合物按上述方法制備發(fā)光器件,并利用CBP作為參照化合物作為主體材料制備器件,各器件發(fā)光性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。表1.化合物電壓(V)亮度(nit)效率(cd/A)TM14.1146615.5TM24.2142216.6TM34.0136514.5TM64.1128512.8CBP5.59828.4以上結(jié)果表明,本發(fā)明的雜環(huán)衍生物作為發(fā)光主體材料在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用,較大的提高了器件的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度,本發(fā)明制備的化合物是性能良好的有機(jī)發(fā)光材料。顯然,以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于所述
技術(shù)領(lǐng)域:
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3