丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料及其制备方法和应用，上述有机电致发光材料以丙二腈取代的芳基蒽菲为母核，其结构式如式（I）所示。本发明专利技术提供的丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料制备工艺简单，HOMO和LUMO能级电子云可有效分离，单线态‑三线态能隙(ΔEST)小，三线态激子可以通过反向系间窜跃(RIST)转变成单线态激子发光，具有热激活延迟荧光性质；将本发明专利技术提供的丙二腈取代的芳基蒽菲类发光材料应用于OLED发光器件中得到了高的器件效率。

【技术实现步骤摘要】
丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种丙二腈取代芳基蒽菲类有机电致发光材料及其制备方法和应用，属于有机电致发光材料

技术介绍
1987年，美国柯达公司的C.W.Tang等人首次报道了利用真空蒸镀法制备的双层有机小分子薄膜器件，该器件的亮度大于1000cd/m2，操作电压低于10V。该发现是OLED领域的一项突破性进展，使人们看到了OLED技术走向商业化市场的无限潜力。有机电致发光是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象，通常将利用有机小分子或高分子作为电致发光材料制成的器件称为有机电致发光器件，简称OLED。OLED相比传统的无机电致发光器件而言，具有材料可选范围宽、可实现全彩显示、驱动电压低(3-10V)、发光亮度和发光效率高、视角宽、响应速度快(~1μs)、可实现柔性显示等诸多优点。在过去的近30年时间里，为进一步加快OLED技术的可行化和实用化，企业和学术界在开发新型的OLED材料和优化器件结构两方面做出了很大努力，也取得了一些进展。特别是一些3G产品如手机、数码相机出现以来OLED产品的商业优势日益突显出来，越来越多的OLED平板显示、大面积柔性显示以及高效率白光的成功研制，进一步证实了有机电致发光器件在下一代显示和照明领域的主流地位。根据自旋统计估算，在电激发条件下，空穴和电子结合形成25％的单线态激子和75％的三线态激子。对传统荧光染料而言，由于它只能利用单线态激子，因而制备的有机电致发光器件(OLEDs)的最大内量子效率仅为25％；而基于贵金属配合物的磷光染料通过利用重原子效应，提高了分子自旋。轨道耦合，能充分利单线态和三线态激子，制得的有机电致磷光器件(PHOLEDs)可以实现100％的内量子效率。然而，由于磷光染料大多含贵金属如Ir、Pt或Os等，成本较高，开发它们的替代物引起人们的越来越多的关注。其中，基于有机小分子的热激活延迟荧光(TADF)材料有望替代贵金属配合物。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，但实际上大多数TADF材料仍存在难以同时兼具高激子利用率和高荧光辐射效率的问题。就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有的OLED材料存在的上述问题，现提供一种丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料及其制备方法和应用，旨在提供一种具有良好光电性能的有机电致发光材料，以制备高效率的有机电致发光器件。具体技术方案如下：结构通式(I)所示的化合物，其中R选自(1)至(20)中所示化合物，其中Y选自中的1种；m=1或2，n=0或1；且m=1时n只能为1；当m=2时n只能为0。具体地说，当m=1时，n=1,通式I表示为，其中Y选自中的一种；当m=2时n只能为0，通式（I）所示化合物为。更具体地，所述化合物选自式(I-1)至式(I-50)、式(II-1)至式(II-185)所示结构化合物中的一种：。上述化合物的制备方法，其合成步骤包括：将A与B混合，加入反应溶剂，再加入催化剂和碱，在氮气或氩气氛围下，将上述反应物的混合溶液于80-200摄氏度反应8-24小时，停止反应后经冷却、过滤、柱层析，得到所述有机电致发光材料。在上述制备方法中，X为氯或溴，R选自下述(1)至(20)中的一种;Y选自中的一种；m为1或2；n为0或1；且m=1时n只能为1；当m=2时n只能为0；且所述A与B的摩尔比为1:2.5-3.5，。在上述制备方法中，所述催化剂选自Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2、Pd(OAc)2与叔丁基膦、CuI与1,10-邻菲罗啉中的一种，并且，所述催化剂与二卤代丙二腈芳基蒽菲化合物的摩尔比为0.012-0.03:1。在上述制备方法中，所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸铯、叔丁醇钠或叔丁醇钾中的一种，并且，所述碱与所述二卤代丙二腈芳基蒽菲化合物的摩尔比为2.0-4.0:1。在上述制备方法中，所述反应溶剂选自甲苯、二甲苯、均三甲苯、氮氮二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二氯乙烷中的一种。上述化合物作为有机电致发光器件中的有机发光染料的应用，所述有机电致发光器件的结构为：基片/阳极/空穴传输层/有机发光层/电子传输层/阴极；基片为玻璃、聚酯类、聚酞亚胺类化合物中的一种材料；阳极为氧化铟锡、氧化锌、氧化锡锌、金、银、铜、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺中的一种材料；阴极为锂、镁、钙、锶、铝或铟，或它们中的一种与铜、金或银的合金，或上述金属或合金与金属氟化物交替形成的电极层；空穴传输层为三芳胺类材料；电子传输层为氮杂环类材料；有机发光层的发光染料为式（I）所示的丙二腈取代芳基蒽菲类有机电致发光材料。本专利技术有益效果：本专利技术提供的丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料具有热激活延迟荧光性质，HOMO和LUMO能级电子云可有效分离，进而实现较小的S1-T1态能隙，并有效提高激子利用率和高荧光辐射效率，并有助于提高器件效率、改善器件性能；本专利技术所提供的丙二腈取代的芳基蒽菲类有机电致发光材料应用于OLED发光器件制作中，均获得了高的功率效率、外量子效率和好的色纯度。附图说明图1为本专利技术的有机电致发光器件的结构示意图；图2为本专利技术所制备的化合物II-40的热激活延迟性质，（a）化合物在不同温度下的瞬态荧光光谱；(b)化合物在没有时间延迟和8us时间延迟情况下的荧光发光光谱。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。实施例1250mL圆底烧瓶中，加入2,2'-(3,6-二溴菲-9,10-二亚甲基)丙二腈，4-二苯氨基苯硼酸，Pd(PPh3)4,进行抽真空，鼓氩气处理。加入无氧混合溶剂（甲苯，乙醇，饱和Na2CO3溶液），搅拌加热回流12h。取样点板，反应完全，停止加热。使用饱和NH4Cl溶液淬灭反应，使用二氯甲烷（DCM）萃取三次。组合有机相，使用无水Na2SO4干燥，抽滤，将滤液旋干，进行柱色谱分离，得到目标产物。元素分析结构(分子式:C56H34N6)：理论值：C85.04；H4.33；N10.63，测试值：C85.03；H4.30；N10.67。质谱分析得到相对分子质量为：790.29。实施例2实施例2制备方法与实施例1制备方法相同，将4-二苯氨基苯硼酸换成4-（N-咔唑基）苯硼酸即可。元素分析结构(分子式:C56H30N6)：理论值：C85.48；H3.84；N10.68，测试值：C85.40；H3.81本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结构通式（I）所示的化合物，

【技术特征摘要】
1.结构通式（I）所示的化合物，其中R选自(1)至(20)所示化合物，Y选自中的一种；m=1或2，n=0或1；且m=1时n只能为1；当m=2时n只能为0。2.根据权利要求1所述化合物，其特征在于：当m=1时，n=1,通式I表示为，其中Y选自中的一种；当m=2时n只能为0，通式（I）所示化合物为。3.根据权利要求1或2所述化合物，其特征在于所述化合物选自式(I-1)至式(I-50)、式(II-1)至式(II-186)所示结构化合物中的一种：。4.根据权利要求1-3任一项所述化合物的制备方法，其合成步骤包括：将A与B混合，加入反应溶剂，再加入催化剂和碱，在氮气或氩气氛围下，将上述反应物的混合溶液于80-200摄氏度反应8-24小时，停止反应后经冷却、过滤、柱层析，得到所述有机电致发光材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，X为氯或溴，R选自下述(1)至(20)中的一种;Y选自中的一种；m为1或2；n为0或1；且m=1时n只能为1；当m=2时n只能为0；且所述A与B的摩尔比为1:2.5-3.5，。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2、Pd(OA...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会，罗添友，栾新军，林智双，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61