菲并咪唑‑蒽‑二苯胺衍生物发光材料及其在制备有机电致发光器件方面的应用制造技术

一类结构式如下所示的菲并咪唑‑蒽‑二苯胺衍生物发光材料及其在制备有机电致发光器件方面的应用，属于有机电致发光技术领域。本发明专利技术突出特点是将菲并咪唑基团和9‑二苯胺基蒽基团通过一个苯环连接在一起，该类分子既继承了蒽基团高荧光量子效率的性质，同时也继承了菲并咪唑基团良好的热稳定性，较高的电子迁移率的优点，构成双极传输发光体，具有较好的载流子传输特性，由这类材料制备的电致发光器件的开启电压为2.4～2.5伏，极大地提高了器件的电致发光性能。该类发光材料能够用于制备有机电致发光器件，该电致发光器件用于制备照明光源或平板显示器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机电致发光
，具体涉及一类菲并咪唑-蒽-二苯胺衍生物发光材料及其在制备有机电致发光器件方面的应用。
技术介绍
Pope等人于二十世纪六十年代初最早报道了有机电致发光现象，他们在蒽单晶两侧施加四百伏的高压时观察到了蒽发出的蓝光。但是由于单晶难于生长，器件驱动电压很高(400-2000V)，他们所采用的工艺几乎没有实际用途。直到1987年，美国Kodak公司的C.W.Tang等人采用超薄膜技术以空穴传输效果较好的芳香胺作为空穴传输层，以8-羟基喹啉的铝配合物作为发光层，以氧化铟锡(ITO)薄膜和金属合金分别作为阳极和阴极，制备了发光器件。该器件在10V驱动电压下得到了亮度高达1000cd/m2的绿光发射，器件的效率为1.5lm/W(见Appl.Phys.Lett.，1987，51，913)。这一突破性进展使得有机电致发光研究得以在世界范围内迅速深入地开展起来。近年来，随着在全色显示和固态白光照明领域展示出巨大的应用前景，有机电致发光技术在科研界以及产业界都得到了广泛的研究和关注。有机小分子光电材料因其结构明确、易于修饰、提纯加工简单等优点而被大量的用来开发作为高性能材料。目前来说，能够满足工业需求的发光光材料及主体材料仍然较少。菲并咪唑类化合物具有较大的刚性平面骨架﹑良好的热稳定性及较高的荧光量子效率，同时具有合成简单﹑产率高﹑提纯容易的特点，因此受到人们的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类菲并咪唑-蒽-二苯胺衍生物发光材料及其在制备有机电致发光器件方面的应用。该类新型菲并咪唑衍生物的突出特点是将菲并咪唑基团和9-二苯胺基蒽基团通过一个苯环连接在一起，该类分子既继承了蒽基团高荧光量子效率的性质，同时也继承了菲并咪唑基团良好的热稳定性、较高的电子迁移率的优点，构成双极传输发光体，具有较好的载流子传输特性，由这类材料制备的电致发光器件的开启电压为2.4～2.5伏，极大地提高了器件的电致发光性能。本专利技术所涉及的化合物的结构通式如下所示：其中，R1、R2、R3和R4相同或不相同，是H、F、CN、含有1～10个碳原子的直链或支链烷基、含有1～10个碳原子的直链或支链烷氧基、苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷氧基取代苯基。Ar是苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷氧基取代苯基。本专利技术所涉及的代表性化合物合成路线如下所示：本专利技术所涉及到的代表性菲并咪唑衍生物(1-44)的结构式如下所示：附图说明图1：应用本专利技术所述材料制备的电致发光器件结构示意图。图2：应用本专利技术所述材料M1制备的电致发光器件光谱图。图3：应用本专利技术所述材料M3制备的电致发光器件光谱图。采用本专利技术产物制备的有机电致发光器件由阴极、阳极和两电极之间的一层或多层有机层构成，有机层中至少一层为发光层，本专利技术制备的一种以上发光材料用于制备该发光层。进一步地，采用本专利技术产物制备的电致发光器件的结构如图1所示，各部件名称为：透明玻璃或其它透明衬底1、附着在透明衬底上的ITO(铟锡氧化物)阳极2、NPB(N，N'-二(1-萘基)-N，N'-二苯基-1，1'-联苯-4，4'-二胺)空穴传输层3、采用本专利技术所述材料的发光层4(菲并咪唑衍生物可以直接制备成发光层获得蓝光电致发光器件)、间三(苯基苯并咪唑)苯(TPBI)电子传输层5、LiF电子注入层6、金属Al作为阴极7。本专利技术所述的电致发光器件可用于制备有机电致发光显示器或有机电致发光照明光源。NPB及TPBI结构式如下所示：具体实施方式实施例1：化合物M1的合成：将菲醌(12mmol)，对溴苯甲醛(12mmol)，苯胺(32mmol)，乙酸铵(62.5mmol)，乙酸(50mL)加入三口瓶中，N2保护下，于油浴123℃加热回流12h。停止反应，将反应混合物倒入蒸馏水中，搅拌过滤，所得灰色滤饼依次用水、冰醋酸、乙醇洗涤，烘干后得到对位溴取代的菲并咪唑中间体1(4.57g，产率85％)。将菲并咪唑中间体1(5.00g，11.1mmol)溶解于事先除水的150毫升四氢呋喃溶剂中，置于低温反应仪中维持-78℃，脱气三次后氮气保护。待体系稳定后使用注射器将正丁基锂(2.4M，5.3mL)逐滴加入到上述反应体系中，搅拌三个小时。再将2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷(2.70g，14.50mmol)逐滴加入到反应体系中。反应混合物颜色变为土黄色。反应2小时后，拿到室温下搅拌12小时。将反应混合物用水和二氯甲烷溶剂进行萃取，有机相用无水硫酸钠干燥。真空蒸馏，浓缩有机相。使用硅胶柱层析分离，展开剂为二氯甲烷。得到白色菲并咪唑硼酯2(2.5g，产率为45.2％)。将9,10-二溴蒽(0.67g,2mmol)，二苯胺(0.37g，2.2mmol)，碳酸钾(1.66g，12mmol)，四(三苯基磷)钯(23.1mg，0.02mmol)与20mL甲苯和6mL水混合加入圆底烧瓶中。脱气三次后氮气保护，在85℃下反应12小时。待反应混合物冷却后，使用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏，浓缩溶剂后经硅胶柱层析分析，展开剂为二氯甲烷和石油醚的混合溶剂(体积比为1:3)，得到白色固体化合物3(524mg，产率为62.0％)。将上述得到的化合物2(0.90g，2mmol)，化合物3(0.93g，2.2mmol)，碳酸钾(1.66g，12mmol)，四(三苯基磷)钯(23.1mg，0.02mmol)与20mL甲苯和6mL水混合加入圆底烧瓶中。脱气三次后氮气保护，在85℃下反应12小时。待反应混合物冷却后，使用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏，浓缩溶剂后经硅胶柱层析分析，展开剂为二氯甲烷，得到白色固体M11.11g，产率为75.0％。质谱分析确定的分子离子质量为：713.45(计算值为：713.28)；理论元素含量(％)C53H35N3：C，89.17；H，4.94；N，5.89，实测元素含量(％)：C，89.35；H，4.86；N，5.78。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。实施例2：化合物M2的合成：依照化合物M1的合成，步骤相同，用4-甲基苯胺代替苯胺，得到白色粉末状化合物M2(1.11g，产率76％)，质谱分析确定的分子离子质量为：727.41(计算值为：727.30)；理论元素含量(％)C54H37N3：C，89.10；H，5.12；N，5.77；实测元素含量(％)：C，89.02；H，5.33；N，5.64。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。实施例3：化合物M3的合成：依照化合物1的合成，步骤相同，用4-叔丁基苯胺代替苯胺，得到白色粉末状化合物M3(1.11g，产率72％)，质谱分析确定的分子离子质量为：769.52(计算值为：769.35)；理论元素含量(％)C57H43N3：C，8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种菲并咪唑‑蒽‑二苯胺衍生物发光材料，其特征在于：其结构式如下之一所示：其中，R1、R2、R3和R4相同或不相同，是H、F、CN、含有1～10个碳原子的直链或支链烷基、含有1～10个碳原子的直链或支链烷氧基、苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷氧基取代苯基。Ar是苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷氧基取代苯基。

【技术特征摘要】
1.一种菲并咪唑-蒽-二苯胺衍生物发光材料，其特征在于：其结构式如下之一
所示：
其中，R1、R2、R3和R4相同或不相同，是H、F、CN、含有1～10个碳原
子的直链或支链烷基、含有1～10个碳原子的直链或支链烷氧基、苯基、含有1～4
个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷氧基
取代苯基。
Ar是苯基、含有1～4个碳原子的直链或支链烷基取代苯基、含有1～4个碳
原子的直链或支链烷氧基取代苯基。
2.如权利要求1所述的一种菲并咪唑-蒽-二苯胺衍生物发光材料，其特征在于：
其结构式如下之一所示，
3.权利要求1或2所述的一种菲并咪唑-蒽-二苯胺衍生物发光材料在制备有机

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，叶开其，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22