一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于蓝光电致发光材料的技术领域，公开了一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料及其制备与应用。所述蒽基深蓝光材料的结构式为式I，R为吸电性结构单元中一种。本发明专利技术还公开了蒽基深蓝光材料的制备方法。本发明专利技术的可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料具有良好的溶解性、热稳定性、薄膜形貌稳定性，以及易合成纯化等特点；并在非掺杂电致发光器件中，展现出高发光效率及低效率滚降，具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料及其制备与应用
本专利技术属于蓝光电致发光材料的
，涉及有机分子蓝光电致发光材料，具体涉及一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料及其制备方法与应用。本专利技术的蒽基深蓝光材料在电致发光器件中的应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLEDs)因其具有自发光、柔性、低能耗等优势，正引领信息显示与照明技术的发展。相对于绿光、红光材料，设计高效率、高稳定蓝光电致发光材料，对于OLED显示，特别是OLED照明，具有重要意义。蓝光材料可分为传统蓝光荧光材料、蓝光磷光材料、TADF(热活化延迟荧光)型蓝光材料和TTA(三重态-三重态湮灭)型蓝光荧光材料。但是，传统蓝光荧光材料只能利用单重态激子，电致发光内量子效率一般只有25％；而对于蓝光磷光材料以及TADF型蓝光材料，电致发光内量子效率可达100％，但其较长的三重态激子寿命与高三重态能级，不利于获得高稳定、高效率OLED器件。相比而言，TTA型蓝光荧光材料，即两个三重态激子复合形成一个单重态，因而电致发光内量子效率可达62.5％，远超经典荧光材料的25％。在高电流密度下，三线态激子的密度增加反而促进三线态激子相互碰撞复合的几率，可降低器件效率滚降。另外，其三重态能级较低，有利于得到高稳定性深蓝光电致发光器件。因此，设计合成TTA型荧光材料具有重要的理论与实际意义。虽然电子蒽单元可方便地用于构筑TTA型发光材料。现有的TTA型发光材料要么电子注入与传输性能相对不足，要么固态发光效率、蓝光色纯度、溶解性等仍有待于提高。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料。本专利技术的可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料以苯基桥联的二蒽基为核，一边采用可溶性树枝取代的芳基端基，一边引入吸电子或缺电子的端基，解决了现有蒽基蓝光材料在固态时的发光易猝灭特性，促进了电子注入与传输，有利于蓝光材料在高电流密度下降低效率滚降，并提升了发光材料的溶解度，有利于合成纯化。同时本专利技术的蒽基蓝光材料具有较高的发光效率，较好的稳定性和成膜性。本专利技术的另一目的在于提供上述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的应用。所述蒽基深蓝光材料在电致发光器件中的应用，特别是非掺杂器件中的应用。本专利技术的蒽基深蓝光材料可用于发光二极管发光层。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料，其结构式为式I：所述R为以下吸电性结构单元中一种：所述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料优选以下化学结构中一种以上：所述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备9-(4-溴苯基)-10-(4,4”-二-叔丁基-[1,1':3',1”-三苯基]-5'-基)蒽：在有机溶剂中，在催化体系作用下，将9-溴-10-(3,5-双(4-叔丁基苯基)苯基)蒽与4-溴苯硼酸反应，后续处理，获得含溴的蒽基化合物；(2)制备2-(4-(10-(4,4”-二-叔丁基-[1,1':3',1”-三苯基]-5'-基)蒽-9-基)苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环：在有机溶剂中，在催化体系的作用下，将步骤(1)的含溴的蒽基化合物与双联频哪醇硼酸酯进行反应，后续处理，获得含硼酸酯的蒽基化合物；(3)制备蓝光材料：在有机溶剂中和催化体系的作用下，将含硼酸酯的蒽基化合物与R-An-Br反应，得到蓝光材料。R-An-Br的结构为：步骤(1)中所述反应为加热回流反应；所述有机溶剂为甲苯和乙醇，所述催化体系包括催化剂和碱性溶液，所述催化剂为四(三苯基膦)钯，所述碱性溶液为碳酸钾溶液；所述后续处理是指反应物经减压浓缩、萃取、干燥、分离提纯；步骤(1)中所述9-溴-10-(3,5-双(4-叔丁基苯基)苯基)蒽、对溴苯硼酸、四(三苯基膦)钯的摩尔比为1：(1-1.2)：(1％-1.2％)。步骤(2)中所述有机溶剂为四氢呋喃，所述催化体系包括二(三苯基膦)二氯化钯和醋酸钾；所述反应为加热回流反应；所述后续处理是指反应物经减压浓缩、萃取、干燥、分离提纯；步骤(2)中含溴的蒽基化合物、双联频哪醇硼酸酯、二(三苯基膦)二氯化钯的摩尔比为1：(1.2～1.5)：(3％-5％)。步骤(3)中所述反应为加热回流反应；所述有机溶剂为甲苯和乙醇，所述催化体系包括催化剂和碱性溶液，所述催化剂为四(三苯基膦)钯，所述碱性溶液为碳酸钾溶液；所述后续处理是指反应物经减压浓缩、萃取、干燥、分离提纯；步骤(3)中所述溴化物、对溴苯硼酸、四(三苯基膦)钯的摩尔比为1：(1-1.2)：(1％-2％)。所述的蒽基深蓝光材料在有机溶剂中具有较好溶解度，如甲苯、二甲苯(溶解度大于20mg/mL)，易于合成提纯。所述的蒽基深蓝光材料薄膜发射峰分别为445nm、440nm、448nm，为深蓝光发射。所述的蒽基深蓝光材料具有较好的热稳定性和薄膜形貌稳定性。所述的蒽基深蓝光材料在制备发光材料中的应用。所述的蒽基深蓝光材料在电致发光器件中的应用，特别是非掺杂器件中的应用。所述的蒽基深蓝光分子材料在非掺杂状态，具有较高的发光效率以及低效率滚降。蒽基发光材料，一般具有三重态－三重态湮灭特性(TTA,Triplet-tripletannihilation)。但由于发光过程涉及到长寿命的三重激发态，在固态易发生发光猝灭现象。本专利技术的蓝光分子材料引入可溶性树枝取代的芳基端基克服TTA型发光材料在固态时的发光易猝灭特性，提升发光材料的溶解度，进而有利于合成纯化以及成膜；引入吸电子或缺电子基团有利于在高电流密度下降低效率滚降，提高发光效率。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术制备的蒽基深蓝光材料合成产率高，提纯简单，可实现大批量制备；(2)本专利技术制备的蒽基深蓝光材料端基为可溶性树枝取代的芳基基团，具有较好的溶解性。由于树枝(Dendron)基团的引入以及整个分子的空间构型使材料可以溶于多种有机溶剂，如甲苯，氯仿，氯苯等，有利于通过旋涂等溶液加工途径形成均一薄膜；(3)本专利技术制备的蒽基深蓝光材料具有较好的成膜性以及薄膜形貌稳定性；由于蒽基和苯环自身的刚性使得材料具有较好的热稳定性，可溶性树枝取代的芳基基团有较大的位阻效应，抑制了材料的聚集，进而促进了器件的性能与寿命；(4)将本专利技术制备的蒽基蓝光材料CN-1、Py-2、Q-3初步应用于非掺杂器件中，得到深蓝光发射器件，在1000cd·m-2之前，器件的外量子效率(EQE)和电流效率(CE)随着亮度的增加而增加，最大EQE分别为5.71％、4.2％、4.4％，色坐标分别为(0.15,0.08)、(0.15,0.10)、(0.15,0.07)；器件具有较低的效率滚降，在3000cd·m-2时，EQE仍分别高达5.57％、3.5％、4.4％；同时，电流密度和亮度均为非线性关系。由此可将其高效稳定非掺杂器件归因于蒽基蓝光材料的TTA效应。附图说明图1为蒽基蓝光材料CN-1、Py-2和Q-3的核磁共振氢谱图；图1a为实施例1制备的蒽基蓝光材料CN-1的核磁共振氢谱图；图1b为实施例2制备的蒽基蓝光材料Py-2的核磁共振氢谱图；图1c为实施例3制备的蒽基蓝光材料Q-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料，其特征在于：其结构式为式I：

【技术特征摘要】
1.一种可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料，其特征在于：其结构式为式I：所述R为以下吸电性结构单元中一种：2.根据权利要求1所述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料，其特征在于：为以下化学结构中一种以上：3.根据权利要求1或2所述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备9-(4-溴苯基)-10-(4,4”-二-叔丁基-[1,1':3',1”-三苯基]-5'-基)蒽：在有机溶剂中，在催化体系作用下，将9-溴-10-(3,5-双(4-叔丁基苯基)苯基)蒽与4-溴苯硼酸反应，后续处理，获得含溴的蒽基化合物；(2)制备2-(4-(10-(4,4”-二-叔丁基-[1,1':3',1”-三苯基]-5'-基)蒽-9-基)苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环：在有机溶剂中，在催化体系的作用下，将步骤(1)的含溴的蒽基化合物与双联频哪醇硼酸酯进行反应，后续处理，获得含硼酸酯的蒽基化合物；(3)制备蓝光材料：在有机溶剂中和催化体系的作用下，将含硼酸酯的蒽基化合物与R-An-Br反应，得到蓝光材料即可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料；R-An-Br的结构为：其中R如可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的结构式I所定义。4.根据权利要求3所述可溶性树枝取代的蒽基深蓝光材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述反应为加热回流反应；所述有机溶剂为甲苯和乙醇，所述催化体系包括催化剂和碱性溶液，所述催...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭辉，彭灵，魏鑫峰，王梅，王林叶，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