一种噁二唑衍生物及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种噁二唑衍生物及其应用，本发明专利技术的噁二唑衍生物是以噁二唑、吡啶为电子受体、咔唑为电子给体，通过不同的连接方式形成位阻不同、共轭程度不同的分子。这些分子具有较高的三线态能级，兼具电荷和空穴传输功能，可用作有机电致发光领域的蓝色或绿色主体型材料。将其作为主体应用于以FIrpic为客体的蓝光有机器件中，可得到外量子效率为14.6％‑20.8％的发光器件。将其作为主体应用于以Ir(ppy)3为客体的绿色有机发光器件中，可得到外量子效率为10.6％‑21.8％的发光器件。

A Oxadiazole Derivative and Its Application

The present invention provides an oxadiazole derivative and its application. The oxadiazole derivative of the present invention uses oxadiazole, pyridine as electron acceptor and carbazole as electron donor to form molecules with different steric hindrance and conjugation degree through different connection modes. These molecules have high triplet energy levels, charge and hole transport functions, and can be used as blue or green host materials in organic electroluminescence. Applying it as the main body in blue-light organic devices with FIrpic as the object, the luminescent devices with external quantum efficiency of 14.6%20.8% can be obtained. Applying it as the main body in green organic light-emitting devices with Ir (ppy) 3 as the object, the light-emitting devices with external quantum efficiency of 10.6%21.8% can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种噁二唑衍生物及其应用
本专利技术属于有机电致发光材料领域，具体涉及一种噁二唑衍生物及其应用。
技术介绍
有机电致发光器件(OLEDs，organiclight-emittingdiodes或devices)及技术因为具有主动发光(不需要背光源)、响应快、无视角问题、柔性可卷曲以及制造成本低等突出优点，被认为是最有竞争力的新一代平板显示技术。同时，由于亮度高、色彩全，OLEDs也在照明领域具有潜在的应用前景。从上世纪九十年代至今，有机电致发光经历了最为辉煌的发展阶段，在基础研究和实际应用方面都已经取得了非常显著的成绩。磷光材料与荧光材料相比由于能充分利用电致激发产生的所有单线态和三线态激子而使得内量子效率理论上达到100％，而得到了广泛应用。磷光材料激发态寿命一般较长，在高浓度时容易发生三线态-三线态(T1-T1)湮灭和浓度淬灭，因此往往采用掺杂技术，即将磷光材料掺杂在具有较高三重态能级的纯有机主体材料中来制作器件。目前应用比较多的主体材料是双偶极主体材料，即将电子传输基团和空穴传输基团组装在一个分子内，使其同时具有电子-空穴双传输性。目前在红、绿、蓝三种基元色磷光主体材料中，蓝光主体材料的发展相对滞后，高效率、颜色纯正的蓝色磷光主体材料的种类相对较少，蓝光的稳定性也成为制约全彩色显示器件和白光照明器件使用寿命的最薄弱环节。这是因为蓝光双偶极主体材料的设计上有一个高度矛盾的问题-在保证足够高三线态能级的前提下，将电子传输单元和空穴传输单元结合到一个分子内。这个矛盾就在于，两种供吸性质的单元一旦结合，势必会发生分子内电荷转移，从而降低分子能级。但如果减弱了分子的共轭性，就又可能会影响分子的载流子传输能力以及热稳定性。此外，在设计分子时还必须考虑分子结构对HOMO/LUMO能级的影响。另外，目前的蓝光双偶极主体材料的电子传输性质大大低于空穴传输性质，使得载流子传输不平衡，器件效率低下。因此设计合成具有高三线态能级、较平衡电子和空穴传输能力、高量子效率蓝色磷光主体材料是当前的一个研究热点。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
针对现有技术存在问题中的一个或多个，在本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种噁二唑衍生物，所述噁二唑衍生物具有以下结构通式：其中：R选自N-苯基-3-咔唑基、3-(9-咔唑基)苯基、4-(9-咔唑基)苯基，R在苯环上的位置为噁二唑基团的对位或噁二唑基团的间位。优选地，上述噁二唑衍生物的具体结构选自：在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了上述噁二唑衍生物的制备方法，所述方法包括：S1：将2-吡啶甲酸，过量无水乙醇置于双口烧瓶中，在50℃条件下逐滴滴加浓硫酸，所述浓硫酸与所述2-吡啶甲酸的计量比为1:1，滴加完毕后立即升温到80℃，反应12小时，得到2-吡啶甲酸乙酯；S2：将所得2-吡啶甲酸乙酯和过量水合联肼置于反应瓶中，在80℃氩气保护下反应15小时，得到2-吡啶甲酰肼；S3：以无水四氢呋喃为溶剂，将所得2-吡啶甲酰肼与间溴苯甲酰氯按照1:1的计量比混合，碳酸钠作用下氩气保护回流反应15小时，得到N'-(3-溴苯甲酰基)-2-吡啶甲酰肼；S4：将N'-(3-溴苯甲酰基)-2-吡啶甲酰肼与过量三氯氧磷混合，在氩气保护下反应12小时得到2-(3-溴苯基)-5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑；S5：将2-(3-溴苯基)-5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑与3-(9-咔唑基)苯硼酸、4-(9-咔唑基)苯硼酸或N-苯基-3-咔唑硼酸反应得到所述噁二唑衍生物。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了上述噁二唑衍生物的制备方法，所述方法包括：S1：将2-吡啶甲酸，过量无水乙醇置于双口烧瓶中，在50℃条件下逐滴滴加浓硫酸，所述浓硫酸与所述2-吡啶甲酸的计量比为1:1，滴加完毕后立即升温到80℃，反应12小时，得到2-吡啶甲酸乙酯；S2：将所得2-吡啶甲酸乙酯和过量水合联肼置于反应瓶中，在80℃氩气保护下反应15小时，得到2-吡啶甲酰肼；S3：以无水四氢呋喃为溶剂，将所得2-吡啶甲酰肼与对溴苯甲酰氯按照1:1的计量比混合，碳酸钠作用下氩气保护回流反应15小时，得到N'-(4-溴苯甲酰基)-2-吡啶甲酰肼；S4：将N'-(4-溴苯甲酰基)-2-吡啶甲酰肼与过量三氯氧磷混合，在氩气保护下反应12小时得到2-(4-溴苯基)-5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑；S5：将2-(4-溴苯基)-5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑与N-苯基-3-咔唑硼酸反应得到所述噁二唑衍生物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提供了上述噁二唑衍生物在制备有机电致发光器件中的应用。优选地，上述的噁二唑衍生物在制备有机电致发光器件中用作蓝色或绿色磷光主体材料。在本专利技术的又一方面，本专利技术提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件的结构为：ITO/HATCN(5nm)/TAPC(20nm)/噁二唑衍生物：6％FIrpic(20nm)/TmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)。优选地，上述噁二唑衍生物为上述的M1，并且所述有机电致发光器件启亮电压为3.5V，当电压达到8.5V时达到最大亮度20156cdm-2。在电流密度为0.99mAcm-2时，所述有机电致发光器件达到最大发光效率39.7cdA-1，最大功率效率25.0lmW-1和最大外量子效率20.8％。优选地，上述噁二唑衍生物为上述的M2，并且所述有机电致发光器件的启亮电压为3.0V，当电压达到8.0V时达到最大亮度15572cdm-2。在操作电压为3.5V时，所述有机电致发光器件达到最大发光效率28.8cdA-1,最大功率效率20.8lmW-1和最大外量子效率14.6％。基于以上技术方案，本专利技术得到以吡啶、噁二唑为电子受体、咔唑为电子给体，通过不同的连接方式形成位阻不同、共轭程度不同的分子。本专利技术方法通过调节分子中吸电子基团(吡啶，噁二唑)与给电子基团(咔唑)比例为2：1，从而改善了分子的电子传输能力，使得其中一些分子具有更为平衡的载流子传输能力和较高三线态能级，可用作有机电致发光领域的蓝色或绿色磷光器件的主体材料。将它们作为主体应用于以FIrpic为客体的蓝光有机器件中，可得到外量子效率为14.6％-20.8％的发光器件。将它们作为主体应用于以Ir(ppy)3为客体的绿色有机发光器件中，可得到外量子效率为10.6％-21.8％的发光器件。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为M1-M4在二氯甲烷溶液中的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱；图2为M1-M4在2-甲基四氢呋喃溶液中的低温磷光光谱；图3为M1、M2蓝光器件的电流密度-电压-亮度曲线；图4为M1、M2的蓝光器件外量子效率-亮度-电流效率曲线。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同方法。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的材料和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种噁二唑衍生物，其特征在于，所述噁二唑衍生物具有以下结构通式：

【技术特征摘要】
1.一种噁二唑衍生物，其特征在于，所述噁二唑衍生物具有以下结构通式：其中：R选自N-苯基-3-咔唑基、3-(9-咔唑基)苯基、4-(9-咔唑基)苯基，R在苯环上的位置为噁二唑基团的对位或噁二唑基团的间位。2.权利要求1所述的噁二唑衍生物，其特征在于，所述噁二唑衍生物的具体结构选自：。3.权利要求1或2所述的噁二唑衍生物在制备有机电致发光器件中的应用。4.权利要求3所述的应用，其特征在于，所述噁二唑衍生物制备有机电致发光器件中用作蓝色或绿色磷光主体材料。5.一种有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件的结构为：ITO/HATCN(5nm)/TAPC(20nm)/噁二唑衍生物：6％FIrpic(20nm)/TmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延铭，李国祥，赵志伟，段可可，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15