一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用。本发明专利技术以含取代基的二菲并茚芴单元为核，通过Suzuki偶合反应将电子给体单元和电子受体单元连接在含取代基的二菲并茚芴单元两侧，得到所述以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料。本发明专利技术合成方法简单，容易提纯，有利于工业化应用。该双极性小分子发光材料具有良好的溶解性、成膜性和薄膜形态稳定性，基于该双极性小分子发光材料的发光层在制备器件时无需退火处理，使得制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及有机光电材料
，具体涉及一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备等优点得到人们广泛的关注。OLED的研究始于20世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士采用三明治器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度可达到1000cdm-2，使OLED获得了划时代的发展。OLED器件由阴极、阳极和中间的有机层构成，有机层一般包括电子传输层、发光层和空穴传输层，首先电子和空穴分别从阴阳两极注入，并分别在功能层中进行迁移，然后电子和空穴在合适的位置形成激子，激子在一定范围内进行迁移，最后激子发光。为了早日实现有机/高分子电致发光器件的商业化，除了应满足能够实现全色显示、单色纯度高、热化学稳定性好和使用寿命长等要求外，还希望器件具有高的发光效率。目前影响OLED器件效率的主要因素之一是材料本身的电子和空穴传输注入的不平衡。因此，为了获得高效的OLED器件，必须合理调节材料的电子空穴传输与注入的平衡。近年来，双极性材料因具有平衡的空穴和电子载流子流，在有机电致发光领域吸引了人们广泛的关注，而且该材料使得器件的结构简化。这种新型的技术不仅在理论研究领域被科学家所青睐，而且正在逐步走向工业化生产，因而开发双极性材料具有实用化价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，该材料具有良好的电子和空穴传输性能，可以平衡载流子的注入与传输，使得更多的空穴与电子有效地复合产生激子，从而提高器件的发光效率。本专利技术的目的还在于提供所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料的制备方法。本专利技术的目的还在于提供所述一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料在制备发光二极管中的应用。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，化学结构式如下：式中，Ar1为电子给体单元，Ar2为电子受体单元；R2-R11选自H原子、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或者支链烷基，或碳原子数1-20的烷氧基。进一步地，所述电子受体单元Ar2为如下结构式中的任意一种：其中，n＝1-3；R1为碳原子数为1-20的直链或者支链烷基，或为碳原子数为1-20的烷氧基。进一步地，所述电子给体单元Ar1为如下结构式中的任意一种：制备所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料的方法，主要包括中心二菲并茚芴单元的制备。制备所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料的方法，包括如下步骤：以含R2-R11的二菲并茚芴单元为核，通过Suzuki偶合反应将电子给体单元和电子受体单元连接在含R2-R11的二菲并茚芴单元两侧，得到所述以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料。进一步地，所述Suzuki偶合反应的温度为110～150℃，反应的时间为16～18h。所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料应用于制备发光二极管的发光层，将所述双极性小分子发光材料溶解于常见有机溶剂中，通过旋涂、喷墨打印或印刷方法成膜，得到发光二极管的发光层。进一步地，所述常见有机溶剂包括氯苯。进一步地，将制备的发光层进一步地组装制备发光二极管以及平板显示器。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术首次以二菲并茚芴单元为中心，合成了双极性小分子发光材料，合成方法简单，容易提纯，有利于工业化应用。(2)本专利技术的以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料具有良好的溶解性、成膜性和薄膜形态稳定性，基于该双极性小分子发光材料的发光层在制备器件时无需退火处理，使得制备工艺简单。附图说明图1为化合物D1的TGA谱图；图2为化合物D2在薄膜状态下的紫外-可见吸收光谱图；图3为基于化合物D3在薄膜状态下的光致发光谱图；图4为基于化合物D4在薄膜状态下的光致发光谱图。具体实施方式以下结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术不限于此。实施例11-溴-2-菲甲酸甲酯的制备化学反应方程式如下所示：在氩气气氛下，将1-溴-2-菲甲酸(10g，39.83mmol)加入两口瓶中，再加入100mL甲醇，然后逐滴加入浓硫酸(39.06mg，398.29umol)，加热到110℃，反应18h；将反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥；溶液浓缩后，得到白色固体粗品，用硅胶柱层析提纯(洗脱剂选择石油醚/二氯甲烷＝3/1，v/v)，产物长时间放置冰箱中得到白色固体，产率85％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。实施例22，7-二溴芴的制备化学反应方程式如下所示：在250mL三口瓶中，加入芴(24.5g，0.1mol)、铁粉(88mg，1.57mmol)以及三氯甲烷100mL；冰水浴冷却，滴加溴(17.6g，0.1mol)/三氯甲烷混合溶液35mL，滴加时瓶内温度不超过5℃；反应完毕，过滤、氯仿重结晶，得白色固体20.3g，产率83％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。实施例32，7-二溴-9，9-二辛基芴的制备化学反应方程式如下所示：在三口瓶中加入2，7-二溴芴(9.7g，0.03mol)、苄基三乙基氯化铵(0.07g，0.3mmol)、二甲基亚砜90mL以及45mL氢氧化钠水溶液(50wt％)，室温下搅拌形成悬浮液；加入1-溴正辛烷(12.5g，65mmol)，继续搅拌3小时后，用乙醚萃取，用饱和氯化钠水溶液洗涤乙醚相，无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂，产物用石油醚作洗脱剂柱层析提纯，得白色固体。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。实施例42,7-二硼酸酯-9，9-二辛基芴的制备化学反应方程式如下所示：在氩气气氛下，将2，7-二溴-9，9-二辛基芴(5g，9.12mmol)溶解于180mL精制的四氢呋喃(THF)中，在-78℃下逐渐滴加1.6mol.L-1的正丁基锂28mL，反应2小时，然后加入2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼烷25mL，在-78℃下继续反应1小时，然后升温至室温反应24小时；将反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥；溶液浓缩后，得到浅黄色粘稠状粗品，用硅胶柱层析提纯(洗脱剂选择石油醚/乙酸乙酯＝15/1，v/v)，产物长时间放置冰箱中得到白色固体，产率70％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。实施例5化合物M1的制备化学反应方程式如下所示：在氩气氛围下，将2，7-二硼酸酯-9,9-二辛基芴(5g，7.78mmol)和1-溴-2-菲甲酸甲酯(6.19g，23.34mmol)加入到两口瓶中，再加入100ml甲苯进行完全溶解，再加入碳酸钠(4.12g，38.91mmol)、四丁基溴化铵(312.01mg，967.86umol)和四三苯基磷钯(179.84mg，155.63umol)，在110℃下反应18h；将反应混合物倒入水中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，其特征在于，化学结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，其特征在于，化学结构式如下：式中，Ar1为电子给体单元，Ar2为电子受体单元；R2-R11选自H原子、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或者支链烷基，或碳原子数1-20的烷氧基。2.根据权利要求1所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，其特征在于，所述电子受体单元Ar2为如下结构式中的任意一种：其中，n＝1-3；R1为碳原子数1-20的直链或者支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。3.根据权利要求1所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料，其特征在于，所述电子给体单元Ar1为如下结构式中的任意一种：4.制备权利要求1～3任一项所述的一种以二菲并茚芴单元为核的双极性小分子发光材料的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：应磊，马小娟，黄飞，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44