一类电致发光化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类电致发光化合物及其制备方法和应用。该化合物具有如下结构：

【技术实现步骤摘要】
一类电致发光化合物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机光电
，特别涉及一类电致发光化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)显示器中采用有机材料作为发光材料，材料结构容易修饰及改进，选择范围广；驱动电压低，只需3～12V的直流电压；可自发光，不需要背光源；广视角，可接近180°；响应速度快，可达1μs量级；此外，还有质量轻、超薄、可制作大尺寸、挠性面板、成型加工简便等优点。由于OLED显示器众多的优势，得到了科学界和工业界的广泛关注，自从1987年美国柯达公司开发出OLED器件，至今，已有多家机构投入资源到OLED技术的开发。例如，公布号为CN104638146A的专利公开了一种基于吩嗪类衍生物的有机电致发光化合物的发光器件；公开号为CN101243157A的专利公开了一种绿色电致发光化合物及发光器件。经过几十年的快速发展，OLED平板显示技术正在趋向成熟，并已在平板显示领域占据一席之地，但目前的OLED器件由于效率低，使用寿命短等因素制约其更为广泛的应用，尤其是在大屏幕显示器领域。另外，器件在施加电压运行的时候会产生焦耳热，使得有机材料容易发生结晶，在一定程度上影响了其寿命和效率。鉴于以上所述，开发高效，稳定的有机电致发光新材料刻不容缓。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前有机/聚合物发光二极管(O/PLED)，提供一类电致发光化合物及其制备方法和应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一类电致发光化合物，所述化合物具有如下结构：或者其环上的H被Ar取代；式中，R为具有1～20个碳原子的直链烷基或烷氧基、具有2～20个碳原子的直链烯基或者炔基或者烷基羰基，具有3～20个碳原子的支化或者环状的烷基或烷氧基或者烯基或者炔基或者烷基羰基，具有4～20个碳原子的芳基或者杂芳基或者芳烷基或者杂芳基烷基或者芳氧基或者杂芳氧基或者芳基烷氧基，或者杂芳基烷氧基；三苯胺及其衍生物、咔唑及其衍生物、吩噁嗪及其衍生物、吩噻嗪及其衍生物；吡啶及其衍生物、噁二唑及其衍生物、苯并咪唑及其衍生物；单元环中的Z1相同或不同地选自CH或N。优选的，所述化合物具有如下结构：优选的，所述Ar1～Ar11为如下结构：其中，X＝O，S，Se，Te，N-R；Y＝C，Si，Ge；n＝2～10，R1、R2、R3、R4可互相独立地代表以下：H、D(氘)、F、烯基、炔基、腈基、胺基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、芳基、三苯胺、咔唑、碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。所述电致发光化合物通过C-C偶联或C-N偶联反应得到，步骤如下：(1)C-C偶联反应在保护气体环境下，将溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元溶于四氢呋喃中，加入芳基硼酸酯或芳基硼酸、碳酸钾水溶液以及四(三苯基膦)钯，进行Suzuki偶联反应，纯化后得到所述电致发光化合物；反应化学式如下：(2)C-N偶联反应在保护气体环境下，将溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元溶于甲苯溶液中，加入芳胺类单体、叔丁基醇钠、醋酸钯以及三叔丁基膦，进行C-N偶联反应；纯化后得到所述电致发光化合物，反应化学式如下：优选的，C-C偶联反应中，所述溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元、芳基硼酸酯或芳基硼酸、碳酸钾以及四(三苯基膦)钯的摩尔比为1:2～6:5～10:0.02～0.1；反应温度50～120℃，反应时间8～48小时，所述的保护气体包括氮气和惰性气体。优选的，C-N偶联反应中，所述溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元、芳胺类单体、叔丁基醇钠以及醋酸钯的摩尔比为1:1～12:4.1～10:0.02～0.1，醋酸钯与三叔丁基膦的摩尔比为1:2；所述C-N偶联反应是在50～120℃，反应8～48小时，所述的保护气体包括氮气和惰性气体。所述化合物应用于发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳能电池或有机激光二极管。优选的，所述化合物应用于发光二极管的发光层。优选的，所述发光二极管的结构分为正装器件和倒装器件，具体结构为层叠的衬底、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，或为包括依次层叠的衬底、阴极层、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极层。优选的，所述的作为发光层电致发光化合物用有机溶剂溶解，再通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜；所述有机溶剂为氯苯、二氯苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、氯仿中至少一种或两种以上的混合液，所述发光层的厚度为10～1000nm。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)本专利技术制备的化合物属于新型有机电致发光材料，在此以前没有类似研究报道。其含有硫和氮杂原子，可以提高发光材料的荧光量子产率，提高材料的空穴传输能力，有利于发光器件获得高效稳定的发光器件性能；七元环单元平面性好，有利于载流子的传输。(2)七元环单元化合物在固态条件下能形成无定型态，在制备有机发光二极管的发光层时不易结晶，有利于器件的正常使用；具有较高的热分解温度和较强的抗热能力，能满足电致发光材料实用化需求且延长了使用寿命。(3)本专利技术制备的化合物具有较好的溶解性能，适用于溶液加工，可降低器件制备成本，以及可制备大面积柔性OLED器件。(4)本专利技术制备的电致发光材料的原料价格低廉，合成路线简便，提纯方便。附图说明图1有机电致发光材料PM1的差式扫描量热(DSC)曲线。图2有机电致发光材料PM2的热失重(TG)曲线。图3有机电致发光材料PM3在薄膜状态下的紫外可见吸收光谱。图4有机电致发光材料PM5在薄膜状态下的荧光光谱。图5有机电致发光材料PM3和PM4的电致发光光谱。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例对本专利技术做进一步地详细说明，但本专利技术要求保护的范围并不限于实施例表示的范围。单体的制备乙基3-溴吡嗪-2-甲酸的制备在500mL三口瓶中，3-溴吡嗪-2-甲酸(20.3g，0.1mol)溶于200ml甲醇中，并向反应液中滴加入20ml的浓度为98wt％的浓硫酸，常温下搅拌12小时后，停止反应，用水淬灭反应，用二氯甲烷进行萃取并用无水硫酸镁进行干燥，溶液浓缩后得黄色液体，通过硅胶柱层析提纯，石油醚/二氯甲烷的混合溶剂(体积比为2/1)为淋洗剂，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，制备过程化学反应方程式如下所示：2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶的制备在氩气气氛下，将2,7-二溴苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶(10.2g，29.7mmol)、双联频哪醇硼酸酯(22.7g，89.2mmol)、醋酸钾(14.7g，0.15mol)溶于250ml二氧六环中，加热至90℃反应6小时。停止反应，浓缩溶剂，混合物通过硅胶柱层析提纯，石油醚/乙酸乙酯的混合溶剂(体积比为8/1，)为淋洗剂，得到白色固体，产率47％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：乙基2,2’-(苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶-2,7-基)二(噻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类电致发光化合物，其特征在于，所述化合物具有如下结构：

【技术特征摘要】
1.一类电致发光化合物，其特征在于，所述化合物具有如下结构：或者其环上的H被Ar取代；式中，R为具有1～20个碳原子的直链烷基或烷氧基、具有2～20个碳原子的直链烯基或者炔基或者烷基羰基，具有3～20个碳原子的支化或者环状的烷基或烷氧基或者烯基或者炔基或者烷基羰基，具有4～20个碳原子的芳基、杂芳基、芳烷基、杂芳基烷基、芳氧基、杂芳氧基、芳基烷氧基或者杂芳基烷氧基，三苯胺及其衍生物、咔唑及其衍生物、吩噁嗪及其衍生物、吩噻嗪及其衍生物，吡啶及其衍生物、噁二唑及其衍生物、苯并咪唑及其衍生物；单元环中的Z1相同或不同地选自CH或N。2.根据权利要求1所述的电致发光化合物，其特征在于，所述化合物具有如下结构：3.根据权利要求2所述的电致发光化合物，其特征在于，所述Ar1～Ar11选自H或如下结构：其中，X＝O，S，Se，Te，N-R；Y＝C，Si，Ge；n＝2～10，R1、R2、R3、R4互相独立地选自以下基团：H、D、F、烯基、炔基、腈基、胺基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、芳基、三苯胺、咔唑、碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。4.权利要求1或2或3所述电致发光化合物的制备方法，其特征在于所述化合物通过C-C偶联或C-N偶联反应得到，步骤如下：(1)C-C偶联反应在保护气体环境下，将溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元溶于四氢呋喃中，加入芳基硼酸酯或芳基硼酸、碳酸钾水溶液以及四(三苯基膦)钯，进行Suzuki偶联反应，纯化后得到所述电致发光化合物；(2)C-N偶联反应在保护气体环境下，将溴化苯并[4,5]噻吩[2,3-b]吡啶并七元环单元溶于甲苯溶液中，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：应磊，胡黎文，黄飞，曹镛，
申请(专利权)人：华南协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44