一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料及制备方法技术

本发明专利技术属于有机光电材料技术领域，公开了一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料及制备方法和在有机电致发光领域中的应用。本发明专利技术的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，具有如下所示结构：

【技术实现步骤摘要】
一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料及制备方法
本专利技术属于有机光电材料
，特别涉及一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料及制备方法和在有机电致发光领域中的应用。
技术介绍
有机电致发光器件又称有机发光二极管(OLEDs)，是一类基于有机半导体材料、将电能转换为光能的器件。自从1987年邓青云博士等的开创性工作以来，OLEDs在平板显示和固态照明等方面展现出广阔的应用前景，因此引起了学术界和产业界的极大兴趣和广泛关注。OLEDs器件的综合性能与其中的有机发光材料直接相关，故开发新型优异的有机电致发光材料已成为OLEDs领域的研究热点。基于传统荧光材料的OLEDs中，只有25％的单线态激子能被利用来发光，75％的三线态激子以非辐射的形式耗散掉，故而其效率很低。为了充分利用75％的三线态激子，科研工作者们开发出了第二代发光材料(过渡金属配合物磷光材料)。基于此类磷光材料的OLEDs掺杂器件能够同时利用单线态和三线态激子，故而使器件效率得到明显改善，但是磷光材料所用的金属价格昂贵，稳定性较差，器件效率滚降厉害，限制了其在电致发光器件中的实际应用。2012年，九州大学Adachi教授课题组研发出第三代有机发光材料，纯有机热激活延迟荧光(TADF)材料。在掺杂OLEDs器件中，这类材料同样能充分利用电激发形成的单、三线态激子，也能实现很高的器件效率，但效率滚降厉害，且现有的纯有机TADF材料种类单一，同时这些TADF材料还受到聚集导致发光猝灭(ACQ)效应的影响，导致其固态发光效率不高，一定程度上降低了相应器件的性能。在2001年，本专利技术人发现了一个新颖的现象：在单分子状态下，某些发光分子发光弱，但是当聚集之后，这些分子的发光得到明显增强，此称为“聚集诱导发光”(AIE)，这一现象与传统的ACQ现象完全相反。自此之后，越来越多的、覆盖全可见光色的、高效固态发光的AIE材料被开发出来。基于这类材料，科研工作者们已制备出相对高效的、器件结构简单的非掺杂OLEDs，且效率滚降程度小，但这类材料只能利用单线态激子来发光，故器件效率仍有很大的提升空间。因此，将TADF和AIE效应有机结合开发出新型的发光材料，基于该类发光材料有望制备出高效率的、效率滚降程度小的，器件结构简单的OLEDs器件。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，该材料同时具有热激活延迟荧光(TADF)和聚集诱导发光(AIE)特性。本专利技术另一目的在于提供一种上述基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料的制备方法。该方法工艺简单、原料易得、产率高。本专利技术再一目的在于提供上述基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料在有机电致发光领域中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，具有如下所示结构：其中，R1、R2分别为不同的芳香环衍生物给电子基团。所述的芳香环衍生物给电子基团指苯基、联苯基、芴基、芘基、蒽基、咔唑苯基、咔唑基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、9,10-二氢-9,9-二甲基吖啶基、9,10-二氢-9,9-二苯基吖啶基、10-H-螺[吖啶-9,9’-芴]基、二苯胺基、三苯胺基、二苯并噻吩基、苯并双噻吩基、噻吩基、联噻吩基、稠噻吩基、噻吩并环戊二烯基、萘氨基苯基或二吡啶胺基。优选地，所述的芳香环衍生物给电子基团为下述式a～r所示结构中的其中一种：其中，R’可相同或不同的为氢原子或烷基链，n为0～10的自然数。本专利技术还提供一种上述基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料的制备方法，包含以下具体步骤：以对氟苯甲酰氯和芳香环衍生物为原料，通过傅-克反应得到相应的有机氟化物，然后在叔丁醇钾条件下，氟原子被不同的芳香环衍生物基团取代，得到相应的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料。本专利技术通过在苯甲酰基两边接上不同的给电子基团，所得分子结构扭曲，聚集状态下分子间不易形成很强的π-π相互作用；此外，给电子(D)-吸电子(A)及扭曲的分子结构，有利于分离最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的空间分布，使分子易具有较小的单线态-三线态能级差(ΔEST)，从而所得材料能够同时具有AIE和TADF特性；因此本专利技术材料具有高效固态发光、高电激发激子利用率、双极性的特征。基于此类材料可制备出高效率、低程度效率滚降、非掺杂的有机电致发光器件，在有机电致发光领域具有广泛的应用前景，有望在平板显示和固态照明等领域广泛应用。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术合成得到了新的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，这类材料同时具有AIE和TADF特性。(2)本专利技术的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料合成方法简单、原料易得、产率较高，得到的材料结构稳定，存放简单。(3)本专利技术的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，电致发光性能优异，可以广泛应用于有机电致发光等领域。附图说明图1为实施例1基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料制备得到的掺杂和非掺杂OLEDs器件的J-V-L曲线图。图2为实施例1基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料制备得到的掺杂和非掺杂OLEDs器件的效率随亮度变化的曲线图。图3为实施例3基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料制备得到的掺杂和非掺杂OLEDs器件的J-V-L曲线图。图4为实施例3基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料制备得到的掺杂和非掺杂OLEDs器件的效率随亮度变化的曲线图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中使用的试剂均可从商业渠道获得。实施例1：基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料(DBT-BZ-PXZ)的制备合成路线如下：(1)将对氟苯甲酰氯(0.57g，3.6mmol)和二苯并噻吩(0.55g，3mmol)溶于25mL的超干二氯甲烷溶液中，混合均匀后，缓慢加入AlCl3(0.48g，3.6mmol)，加热至40℃，在此温度下反应3个小时。加入冰盐酸溶液，经二氯甲烷萃取，浓缩后做粉过柱，得到白色固体2，产率73％。(2)将中间体2(0.31g，1mmol)和吩噁嗪(0.27g，1.5mmol)加入至反应瓶中，溶于10mL超干DMF溶液中，抽换气三次，在氮气保护下加入t-BuOK(0.22g，2mmol)，加热至110℃，在此温度下反应12个小时。经二氯甲烷和水萃取，浓缩后做粉过柱，得到最终产物DBT-BZ-PXZ，产率87％。1HNMR(500MHz,CDCl3),δ(ppm):8.69–8.71(m,1H),8.27–8.23(m,1H),8.10(d,J＝8.3Hz,2H),8.02–7.93(m,2H),7.93–7.89(m,1H),7.55–7.52(m,4H),6.76–6.63(m,6H),6.05(d,J＝7.7Hz,2H)。实施例2：基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料(DBT-BZ-PTZ)的制备合成路线如下：(1)将对氟苯甲酰氯(0.57g，3.6mmol)和二苯并噻吩(0.55g，3mmol)溶于25mL的超干二氯甲烷溶液中，混合均匀后，缓慢加入AlCl3(0.48g，3.6mmol)，加热至40℃，在此温度下反应3个小时。加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，其特征在于具有如下所示结构：

【技术特征摘要】
1.一类基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，其特征在于具有如下所示结构：其中，R1、R2分别为不同的芳香环衍生物给电子基团。2.根据权利要求1所述的基于苯甲酰基衍生物的有机电致发光材料，其特征在于：所述的芳香环衍生物给电子基团指苯基、联苯基、芴基、芘基、蒽基、咔唑苯基、咔唑基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、9,10-二氢-9,9-二甲基吖啶基、9,10-二氢-9,9-二苯基吖啶基、10-H-螺[吖啶-9,9’-芴]基、二苯胺基、三苯胺基、二苯并噻吩基、苯并双噻吩基、噻吩基、联噻吩基、稠噻吩基、噻吩并环戊二烯基、萘氨基苯基或二吡啶胺基。3.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，郭晶晶，赵祖金，秦安军，胡蓉蓉，
申请(专利权)人：华南理工大学，香港科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44