一类非对称结构有机电致发光材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一类非对称结构有机电致发光材料及其应用，属于有机光电材料技术领域。其包括具有如下所示分子结构的化合物：其中，X1为咔唑及其衍生基团、二芳香胺基团中的任意一种，X2为吩恶嗪及其衍生基团、二苯并呋喃及其衍生基团、三嗪环衍生基团、芳香基团中的任意一种。本发明专利技术的这类新结构具有合适的分子共轭长度、高度的非平面结构特点，以及适当的分子质量，使其具有良好的薄膜稳定性、适合的分子能级。本发明专利技术的该类材料具有较好的蓝光荧光主体材料的发光性能，整体性能明显优于商品化材料mCP，同样的器件设计，本发明专利技术中多数化合物的启亮电压更低，最大电流效率更高，说明本发明专利技术所涉及这类材料具有商业化潜力和进一步开发的前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类非对称结构有机电致发光材料及其应用，属于有机光电材料

技术介绍
Pope等人于1965年首次发现了单晶蒽的电致发光性质，这是有机化合物的首例电致发光现象，经过多年的不断发展，有机电致发光器件既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望取代现有液晶显示与荧光灯照明。目前，基于OLED显示技术的商品，已经实现产业化。与液晶类显示技术相比，OLED显示技术具有自发光、无辐射、质量轻、厚度薄、广视角、宽色域、颜色稳定、响应速度快、环境适应强、可实现柔性显示等诸多优点，因此，OLED显示技术正在获得人们越来越多的关注和相应的技术投入。早在1937年，来自伦敦的两位从事癌症研究的学者W.V.Mayneord与E.M.F.Roe，发表了一篇关于复杂芳香烃基化合物的紫外吸收光谱特征的论文，该论文进行了多种芳香化合物的紫外吸收光谱数据的测试与对比，其中介绍了一种化合物——9,9,10,10-四甲基-9,10-二氢二苯并蒽，它具有与萘环相似的紫外吸收特征，但二者分子结构差异显著，文章相应具体数据如图2所示：根据图2的数据，可以推测，9,9,10,10-四甲基-9,10-二氢二苯并蒽中心环9,10位同时达到饱和状态，削弱或阻隔了左右两部分的分子共轭，导致其表现出类似与单独的萘环部分的光谱吸收特征。但是这个结构与萘环又 显著不同，具有更好的空间立体结构，如果在其结构的活性位点引入不同的咔唑类、芳香胺类、吩恶嗪类、二苯并呋喃类、三嗪类，甚至芳香类结构，不同程度地增大其两侧共轭长度，所得到的系列化合物，具有OLED领域应用的前景。专利技术内容本专利技术的目的之一，是提供一类非对称结构有机电致发光材料。本专利技术的有机电致发光材料，具有较高的玻璃化温度、合适的HOMO能级与LUMO能级、较宽的能隙与合适的S1能级。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一类非对称结构有机电致发光材料，包括具有式1所示分子结构的化合物：其中，X1为咔唑及其衍生基团、二芳香胺基团中的任意一种，X2为吩恶嗪及其衍生基团、二苯并呋喃及其衍生基团、三嗪环衍生基团、芳香基团中的任意一种。本专利技术以四甲基二苯并蒽为骨架的非对称结构的化合物，即式1所示化合物，具有较高的玻璃化温度、合适的HOMO能级与LUMO能级、较宽的能隙；该类材料可作为小分子有机电致发光器件的功能层，应用在有机电致发光领域中，通过器件结构优化，可显著提升有机电致发光器件的光电性能及其寿命。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述X1为以下基团中的任意一种：采用上述进一步方案的有益效果是：得到了更合适的分子大小、非平面的空间立体结构以及合适的分子能级分布。进一步，所述X2为以下基团中的任意一种：采用上述进一步方案的有益效果是：得到了更合适的分子大小、非平面的空间立体结构以及合适的分子能级分布。进一步，所述非对称结构有机电致发光材料的具体结构式为如下C01-C56中的一种或多种：采用上述进一步方案的有益效果是：经过分子模拟计算HOMO与LUMO能级、S1能级，可以搭配现有商业成品材料，并且它们通过后期器件评价试验，确认了优良的光电性能。本专利技术的目的之二，是提供上述非对称结构有机电致发光材料的应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一类非对称结构有机电致发光材料的应用，在所制备的有机电致发光器件中，至少有一个功能层含有如上所述的非对称结构有机电致发光材料。所制备的有机电致发光器件一般包括依次叠加的ITO导电玻璃衬底(阳极)、空穴注入层、空穴传输层(NPB)、发光层(本专利技术中的材料或DPVBi)、电子传输层(TPBI)、电子注入层(LiF)和阴极层(Al)。所制备的有机电致发光器件的结构示意图如图1所示。所有功能层均采用真空蒸镀工艺制成，其中的穴注入层HAT-CN、空穴传输层NPB、电子传输层TPBI、发光层材料MADN具体结构如下：本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过一定的有机合成方法，构建了一类以四甲基二苯并蒽为骨架的非对称结构化合物分子，即式1所示化合物，均为未见报道的原创结构。2.本专利技术的这类新结构具有合适的分子共轭长度、高度的非平面结构特点，以及适当的分子质量(分子量可达400-1000)，使其具有良好的薄膜稳定性(不易结晶)、适合的分子能级(可搭配现有各功能层材料)。3.本专利技术的该类材料非常适合作为小分子OLED器件的发光层，应用于有机电致发光领域中，以该类材料作为发光层，制作的OLED器件，器件的最大亮度4160-6160cd/m2，最大电流效率1.7-2.6cd/A，器件效率良好。4.本专利技术的该类材料具有较好的蓝光荧光主体材料的发光性能，整体性能明显优于商品化材料mCP，同样的器件设计，本专利技术中多数化合物的启亮电压更低，最大电流效率更高，说明本专利技术所涉及这类材料具有商业化潜力和进一步开发的前景。附图说明图1为本专利技术所制备的有机电致发光器件的结构示意图，由下层至上层，依次为ITO导电玻璃衬底(1)、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)和阴极层(7)，其中发光层(4)涉及到本专利技术所述及的有机电致发光材料。图2为本专利技术
技术介绍
中W.V.Mayneord与E.M.F.Roe论文中相应具体数据图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。化合物制备实施例：实施例1化合物C01的制备化合物1的制备：在1000mL三口瓶中，加入2,6-二溴-9,9,10,10-四甲基-9,10-二氢二苯并蒽(24.7g，0.05mol)、咔唑(8.36g，0.05mol)、叔丁醇钠(14.4g，0.15mol)、二甲苯(700mL)、醋酸钯(0.122g)、三叔丁基磷四氟硼酸盐(0.290g)，N2保护下，升温至回流，保温反应10h，降至室温，向反应瓶中加入250mL去离子水，搅拌15min，分液，300mL去离子水洗涤有机相3次，收集有机相，无水Na2SO4干燥后过30cm厚硅胶柱，1L洗脱剂(甲苯:石油醚＝3:1)淋洗柱子，合并过柱液脱溶剂，所得黄色固体使用甲苯:石油醚＝1:5回流打浆纯化，冷却后抽滤并干燥，得到化合物1，淡黄色固体20.90g，收率72.0％，MS(m/z)：579.2。化合物C01的制备：按照实施例1所述方法(化合物1的制备)，投入0.01mol化合物1，得到化合物C01，淡黄色固体4.51g，收率61.5％。高分辨质谱，ESI源，正离子模式，分子式C54H40N2O，理论值732.3141，测试值732.3258。元素分析(C54H40N2O)，理论值C：88.49，H：5.51，N：3.82，O：2.18，实测值C：88.47，H：5.53，N：3.83，O：2.17。实施例2化合物C02的制备化合物C02的制备：按照实施例1所述方法(化合物1的制备)，投入0.01mol化合物1，得到化合物C02，淡黄色固体5.38g，收率67.3％。高分辨质谱，ESI源，正离子模式，分子式C59H46N2O，理论值798.3610，测试值798.3422。元素分析(C59H46N2O)，理论值C：88.69，H：5.8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类非对称结构有机电致发光材料，其特征在于，包括具有式1所示分子结构的化合物：其中，X1为咔唑及其衍生基团、二芳香胺基团中的任意一种，X2为吩恶嗪及其衍生基团、二苯并呋喃及其衍生基团、三嗪环衍生基团、芳香基团中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一类非对称结构有机电致发光材料，其特征在于，包括具有式1所示分子结构的化合物：其中，X1为咔唑及其衍生基团、二芳香胺基团中的任意一种，X2为吩恶嗪及其衍生基团、二苯并呋喃及其衍生基团、三嗪环衍生基团、芳香基团中的任意一种。2.根据权利要求1所述的一类非对称结构有机电致发光材料，其特征在于，所述X1为以下基团中的任意一种：3.根据权利要求1所述的一类非对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：高树坤，孙晟源，张江峰，盛磊，崔明，刘晓鹏，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37