本发明专利技术涉及白光高迁移率材料2‑芴蒽衍生物的化合物、制备方法及作为p‑型有机半导体材料和发光材料在有机光电器件的应用。2‑芴蒽衍生物的化合物结构如下所示：式中R1‑R9可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1‑C20的长烷基链，X为C、S或O，R10‑R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘、C1‑C20的长烷基链、双键氧，或者R10、R11与芴共同连接成9，9’‑螺二芴。该材料具有有较好的热稳定性和空气稳定性，且该材料可一锅法制造，适用于工业化生产；本材料发光性强，且在OLED中可发射近纯白光，同时具有优异的电荷传输性质，可应用于有机白光发光晶体管器件中，用于实现自驱动的OLED照明或显示。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及2-芴蒽的衍生物化合物。具体地是涉及2-芴蒽衍生物的化合物，制备方法和作为p-型有机半导体及发光材料在有机光电器件中的应用。
技术介绍
白光有机发光二极管(WOLED)，由于其在白光照明和OLED显示中的作用，在多年的研究中，已取得了丰硕的成果。目前，实现白光OLED，主要依靠各单色光的混合获得，一种通过在OLED结构中集合三层(红光，绿光，蓝光)或两层(蓝光，橙光)发光层，另外一种是通过将发不同颜色光的三种(红绿蓝)或两种(蓝橙)材料掺杂在同一层主体材料中。通过这两种方式，OLED器件的颜色稳定性必定会受到不利的电荷转移，相分离，能级不匹配，和掺杂浓度的影响。只有当白光是来源于同一种材料，颜色稳定性和可重复性方面的问题才可以得到解决，目前已有一些工作报导了这一类白光材料在单发光物质OLED中的运用。在另一方面，实现白光OLED还需要得到场效应管的驱动，在结构上显得比较复杂。有机发光晶体管(OLET)，集有机发光二极管(OLED)和有机场效应晶体管(OTFT)的功能于一体，将驱动和发光在同一器件上运行，极大地简化了器件结构，节省了能源。2012年，DmitriiF.Perepichka等报导了材料2-(4-己基-苯基乙烯基)蒽(HPVAnt)在OLET器件上的应用(AngewandteChemieInternationalEdition，ISSN：1433-7851，2012，51，3837-3841)，得到了发蓝光的、同时迁移率为1.5cm2/(Vs)的高效性能。但是，至今为止，还没有材料在具有高迁移率的同时，具有发射白光的性质，材料的缺乏极大的阻碍了白光OLET器件的实现，和自驱动OLED照明和显示应用的发展。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术目的在于提供一类2-芴蒽衍生物的化合物。本专利技术的另一目的在于提供三种简易的合成方法用于上述2-芴蒽衍生物的化合物。本专利的又一目的在于提供上述2-芴蒽衍生物的化合物的应用，用于制备有机发光二极管器件。本专利的再一目的在于提供上述2-芴蒽衍生物的化合物的应用，用于制备有机场效应晶体管器件。专利技术具体内容本专利技术设计并合成了材料2-芴蒽衍生物，本专利技术中所提供的2-芴蒽衍生物，其分子结构通式如下式所示，式中R1-R9可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1-C20的长烷基链，X为C、S或O，R10-R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘、C1-C20的长烷基链、双键氧，或者R10、R11与芴共同连接成9，9’-螺二芴，优选为R1-R11为氢，X为C。分子式具体如下，分子式1-分子式6中，R1-R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1-C20的长烷基链：本专利技术制备2-芴蒽衍生物的制备方法，反应通式如下：式中R1-R9可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1-C20的长烷基链，X为C、S或O，R10-R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘、C1-C20的长烷基链、双键氧，或者R10、R11与芴共同连接成9，9’-螺二芴，优选为R1-R11为氢，X为C。本专利技术的具体反应步骤如下：本专利技术的具体反应步骤如下：第一种方法：Suzuki偶联反应(见上式(a))：将2-溴蒽衍生物与芴衍生物的硼酸酯按一定比例溶解于甲苯溶液，同时加入碳酸钾水溶液和三辛基甲基氯化铵，并同时加入催化剂四三苯基磷钯，在氮气环境下加热至60～110度，反应3～48小时。然后冷却至室温，倒入甲醇中，产物析出后过滤。最后用升华方法提纯。其中，2-溴蒽衍生物，芴衍生物硼酸酯，碳酸钾，四三苯基磷钯之间的比例是1∶(1.0～1.5)∶(2.0～3.0)∶(0.005～0.05)。第二种方法：Still偶联反应(见上式(b))：将2-溴蒽衍生物与芴衍生物的锡试剂按一定比例溶解于甲苯溶液中，同时加入催化剂四三苯基磷钯，在氮气环境下加热至回流，反应3～24个小时。然后冷却至室温，倒入甲醇中，产品析出后过滤。最后用升华方法提纯。其中，2-溴蒽衍生物，芴衍生物锡试剂，四三苯基磷钯之间的比例是1∶(1.0～1.5)∶(0.01～0.1)。第三种方法：Negishi偶联反应(见上式(c))：将芴衍生物的氯化锌盐和2-溴蒽衍生物按一定比例溶解于四氢呋喃溶液中，同时加入催化剂四三苯基磷钯，加热至30～70度，在过程中点板跟踪反应进程，至反应完全后，冷却至常温，加入1mol/L的盐酸溶液及二氯甲烷淬灭反应。用分液漏斗分离出油层，用去离子水洗涤至中性后，干燥，旋干。最后用升华方法提纯。其中，2-溴蒽衍生物，芴衍生物的氯化锌盐，四三苯基磷钯之间的比例是1∶(1.0～1.5)∶(0.01～0.05)。所述2-芴蒽衍生物是采用蒸镀的方式制成所述电致发光器件的发光层。具体地，以所述2-芴蒽衍生物作为荧光发光材料制备电致发光器件的制备方法包括以下步骤：结构见附图1，所述电致发光器件包括ITO玻璃1，所述ITO玻璃1上从里向外依次附着有空穴注入层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5、电子注入层6和铝电极7。将ITO玻璃相继在去离子水和丙酮与异丙醇中以超声波清洗30分钟；在真空室内制备有机膜和金属电极，通过蒸镀的方法将所述2-芴蒽衍生物作为白色荧光发光材料制备成电致发光器件的发光层。其中，器件的电流-电压-亮度曲线以及电致发光光谱是由校正过的Keithley2400和TopconBM-7A系统测得，所加电压为直流电压或者交流电压，所有测量均在室温大气中完成。所述2-芴蒽衍生物是采用蒸镀的方式制成所述有机场效应晶体管器件的功能层。具体地，以所述2-芴蒽衍生物作为空穴传输材料制备有机场效应晶体管器件的制备方法包括以下步骤：结构见附图2，(a)为水平结构，器件包括栅电极1，SiO2绝缘层2，OTS修饰层3，功能层4，源电极5，和漏电极6。(b)为垂直结构，器件包括基底1，栅电极2，SiO2绝缘层3，源电极4，功能层5，和漏电极6。将带有二氧化硅的硅片相继在去离子水和丙酮与异丙醇中以超声波清洗30分钟；用氮气吹干后在紫外光照下处理15分钟，用OTS处理完后，在真空室内制备有机膜和金属电极，通过蒸镀的方法将所述去2-芴蒽衍生物作为功能层。其中，器件的传输曲线和转移曲线是由KeysightB1500A参数分析仪测得，所有测量均在室温大气中完成。有益效果：本专利技术结合简单的蒽衍生物和芴衍生物单元，合成了新化合物2-芴蒽衍生物。本专利技术合成方法不仅具有简单的步骤而且产率较高，反应装置简单且后处理方便。这样很大程度的降低了合成材料的成本，具有很大的商业价值。此类衍生物具有高热稳定性和空气稳定性，为其在器件中的应用提供了保障。本材料分子间采用了J型聚集，相对于常见的有机电荷传输材料中的H型聚集，J型聚集具有更低的能量，从而抑制了荧光的猝灭。优选分子2-芴蒽(R1-R11为氢，X为C)在氯仿溶液中的荧光量子产率高达51.4％。同时，由于特殊的分子间作用力，催生了激发态分子与本征分子形成的聚集态，此种聚集态所发出的黄绿光，结合本征分子的蓝光，形成了白光。基于2-芴蒽(R1-R11为氢，X为C)的OLED器件在电压为10V时，发出近纯白色的光，CIE为(0.33，0.34)。器件制备过程中的基板温度不同时，结晶性和堆积方式发生变化，迁移率也随之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种2‑芴蒽衍生物的化合物结构：式中R1‑R9可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1‑C20的长烷基链，X为C、S或O，R10‑R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘、C1‑C20的长烷基链、双键氧，或者R10、R11与芴共同连接成9，9’‑螺二芴，优选为R1‑R11为氢，X为C。
【技术特征摘要】
1.一种2-芴蒽衍生物的化合物结构：式中R1-R9可以相同或者不相同，独立选自氢、氘或者C1-C20的长烷基链，X为C、S或O，R10-R11可以相同或者不相同，独立选自氢、氘、C1-C20的长烷基链、双键氧，或者R10、R11与芴共同连接成9，9’-螺二芴，优选为R1-R11为氢，X为C。2.三种制备如权利要求1中-芴蒽衍生物的化合物的方法。制备步骤：(1)第一种：Suzuki偶联反应：将2-溴蒽衍生物与芴衍生物的硼酸酯溶解于甲苯溶液，同时加入碳酸钾水溶液和三辛基甲基氯化铵，并同时加入催化剂四三苯基磷钯，在氮气环境下加热至60～110℃，反应3～48小时。然后冷却至室温，倒入甲醇中，产物析出后过滤。最后用升华方法提纯。其中，2-溴蒽衍生物，芴衍生物硼酸酯，碳酸钾，四三苯基磷钯之间的比例是1∶(1.0～1.5)∶(2.0～3.0)∶(0.005～0.05)。(2)第二种方法：Still偶联反应：将2-溴蒽衍生物与芴衍生物的锡试剂溶解于甲苯溶液中，同时加入催化剂四三苯基磷钯，在氮气环境下加热至回流，反应3～24小时。然后冷却至室温，倒入甲醇中，产品析出后过滤。最后用升华方法提纯。其中，2-溴蒽衍生物，芴衍生物锡试剂，四三苯基磷钯之间的比例是1∶(1.0～1.5)∶(0.01～0.1)。(3)第三种方法：Negishi偶联反应：将芴衍生物的氯化锌盐和2-溴蒽衍生物溶解于四氢呋喃溶液中，同时加入催化剂四三苯基磷钯，加热至30～70℃，在过程中点板跟踪反应进程，至反应完全后，冷却至常温，加入1mol...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟鸿，陈梦芸，赵阳，闫丽佳，黄维，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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