一种新型OLED材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种新型OLED材料、制备方法及其应用，属于有机光电材料领域。所述新型OLED材料具有通式一所示结构：通式一其中Ar1至少含有一个三嗪基团，Ar2至少含有吡咯、噻吩、呋喃基团中的一种或多种。本发明专利技术还公开了上述新型OLED材料的制备方法及其应用。本发明专利技术的OLED材料，以三嗪基团为吸电子基团、以吡咯和/或噻吩和/或呋喃及其衍生物为供电子基团，通过炔键连接，形成D‑π‑A结构，使其兼具空穴及电子传输性能，同时具备热致延迟荧光性能。另外，由于其具有较高的空穴及电子传输性能，可以被应用在有机电致发光领域，作为有机材料发光层及/或电子传输层及/或空穴传输层使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型OLED材料、制备方法及其应用，属于有机光电材料领域。
技术介绍
有机电致发光(OLED:OrganicLightEmissionDiodes)器件技术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，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△EST)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题：(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征，非常小的S1-T1态能隙，虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。炔键作为有机共轭体系中共轭桥的连接臂,具有以下优点:(i)炔键的引入,可降低体系HOMO和LUMO能级,且LUMO能级降低更显著,体系能隙变小。由此推断，块键的引入可以增强材料的抗氧化能力和电子注入能力；因此可以采用不同结构单元和连接方式对此类化合物前线轨道能级以及能级差进行有效的调节,且不同的调节方式对HOMO和LUMO的影响程度也不相同。(ii)炔键的引入,使得多数化合物的电离能有所降低,而电子亲和能则显著的增加,电离能与电子亲和能的变化趋势与前线轨道能级变化趋势一致,进一步证实了炔键的引入可以显著的提高电子的注入能力；(iii)块键的引入,空穴和电子迁移率均有显著的增加,这是因为炔基的引入使空穴和电子重组能显著的降低；(iv)增加共轭体系的长度,化合物的空穴和电子迁移率也均有所提高。结果表明,炔键的引入及端基及共轭桥的改变均可有效的调节此类化合物的光电性能。三嗪类衍生物是一类很好的吸电子基团，可用于有机电致发光领域，同时，三嗪类衍生物具有n-型导电性质，同时具有良好的热稳定性、机械性能和抗氧化性能等。吡咯及/或噻吩及/或呋喃及其衍生物在OLED材料中是较为常用且性能优良的供电子基团。若以三嗪基团作为吸电子基团和以吡咯及/或噻吩及/或呋喃及其衍生物作为供电子基团，以炔基作为有机共轭体系中共轭桥的连接臂，有望得到具有优良光电性能的有机光电材料。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种新型OLED材料。本专利技术的OLED材料，以三嗪基团为吸电子基团、以吡咯和/或噻吩和/或呋喃及其衍生物为供电子基团，通过炔键连接，形成D-π-A结构，使其兼具空穴及电子传输性能，同时具备热致延迟荧光性能。另外，由于其具有较高的空穴及电子传输性能，可以被应用在有机电致发光领域，作为有机材料发光层及/或电子传输层及/或空穴传输层使用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型OLED材料，具有通式一所示结构：其中Ar1至少含有一个三嗪基团，Ar2至少含有吡咯、噻吩、呋喃基团中的一种或多种。本专利技术的OLED材料，以三嗪基团为吸电子基团、以吡咯和/或噻吩和/或呋喃及其衍生物为供电子基团，通过炔键连接，形成D-π-A结构，使其兼具空穴及电子传输性能，同时具备热致延迟荧光性能。另外，由于其具有较高的空穴及电子传输性能，可以被应用在有机电致发光领域，作为有机材料发光层及/或电子传输层及/或空穴传输层使用。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Ar1为通式二或通式三中的一种：其中，R1、R2选自氢基、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种，R3选自碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种。采用上述进一步的有益效果是：一是提高Ar1基团的吸电子能力，使产品的LUMO能级集中在Ar1上；二是增加产品的电子传输性能；三是与Ar2结合可提高炔基的稳定性。更进一步，所述Ar1为式A1-A15中的一种：采用上述更进一步的有益效果是：上述结构式具有较合适的分子间距及吸电子能力，与Ar2相结合可得到光电性能较好的产品。进一步，所述Ar2为通式四-通式七中的一种：其中X选自S、O、N中的一种，Y选自S、O中的一种；其中R4、R6、R7选自氢基、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种，R5选自碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种。采用上述进一步的有益效果是：一是提高Ar2基团的供电子能力，使产品的HOMO能级集中在Ar2上；二是增加产品的空穴传输性能；三是与Ar1结合可提高炔基的稳定性。更进一步，所述Ar2为式B1-B48中的一种：采用上述更进一步的有益效果是：上述结构式具有较合适的分子间距及吸电子能力，与Ar2相结合可得到光电性能较好的产品。进一步，所述新型OLED材料的结构为式1-式48中的一种：本专利技术还提供了上述新型OLED材料的合成方法，按照下述合成路线实现：将溴带物Ar1-Br与2-甲基-3-炔基-2-丁醇进行sonogashira反应，制得中间体A；以中间体A为原料与氢氧化钾反应脱去丙酮制得末端炔中间体B；以中间体B与溴带物Ar2-Br进行sonogashira反应，制得产品。本专利技术的目的之二，是提供上述新型OLED材料的制备方法。本专利技术的制备方法合成路线简单，反应均属于经典反应，反应难度较低。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型OLED材料的制备方法，包括如下步骤：(1)中间体A的制备：将Ar1-Br与2-甲基-3-炔基-2-丁醇混合，以二三苯基磷合氯化钯、碘化亚铜、DMAP为催化剂，以三乙胺为溶剂，回流反应，降温抽滤，滤液脱溶剂，得到中间体A；(2)中间体B的制备：将步骤(1)得到的中间体A与氢氧化钾混合，升温反应，反应完毕降温，加入水、甲苯，分出有机相，经柱层析得到中间体B；(3)新型OLED材料的制备：将Ar2-Br与中间体B混合，以二三苯基磷合氯化钯、碘化亚铜、DMAP为催化剂，以三乙胺为溶剂，回流反应，反应完毕后降温抽滤，滤液脱溶剂，得到粗品，经柱层析，即得到所述新型OLED材料。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，步骤(1)所述Ar1-Br与2-甲基-3-炔基-2-丁醇的摩尔比为1:1-3；所述A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型OLED材料，其特征在于，具有通式一所示结构：其中Ar1至少含有一个三嗪基团，Ar2至少含有吡咯、噻吩、呋喃基团中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种新型OLED材料，其特征在于，具有通式一所示结构：其中Ar1至少含有一个三嗪基团，Ar2至少含有吡咯、噻吩、呋喃基团中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种新型OLED材料，其特征在于，所述Ar1为通式二或通式三中的一种：其中，R1、R2选自氢基、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种，R3选自碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种。3.根据权利要求2所述的一种新型OLED材料，其特征在于，所述Ar1为式A1-A15中的一种：4.根据权利要求1所述的一种新型OLED材料，其特征在于，所述Ar2为通式四-通式七中的一种：其中X选自S、O、N中的一种，Y选自S、O中的一种；其中R4、R6、R7选自氢基、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种，R5选自碳原子数为6-20的芳基和碳原子数为10-60的多环芳基中的一种。5.根据权利要求4所述的一种新型OLED材料，其特征在于，所述Ar2为式B1-B48中的一种：6.根据权利要求1-5任一项所述的一种新型OLED材料，其特征在于，所述新型OLED材料的结构为式1-式48中的一种：7.一种新型OLED材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)中间体A的制备：将Ar1-Br与2-甲基-3-炔基-2-丁醇混合，以二三苯基磷合氯化钯、碘化亚铜、DMAP为催化剂，以三乙胺为溶剂，回流反应，降温抽滤，滤液脱溶剂，得到中间体A；(2)中间体B的制备：将步骤(1)得到的中间体A与氢氧化钾混合，升温反应，反应完毕降温，加入水、甲苯，分出有机相，经柱层析得到中间体B；(3)新型OLED材料的制备：将Ar2-Br与步骤(2)得到的中间体B混合，以二三苯基磷合...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎，孙晟源，付文岗，张善国，刘铁，王乐，
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