一类有机发光分子及其在有机发光二极管中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一类有机发光分子及其在有机发光二极管中的应用。这种分子兼具宽带隙、高荧光量子产率、高电子迁移率、高空穴迁移率、高激子利用率等特点。这类分子具有不对称结构，可以抑制分子聚集，减少激子淬灭。此外，可以通过改变两种单元的连接位点，调节其发射光谱。可用于制备不同发射波长的高效率蓝光有机电致发光器件。

【技术实现步骤摘要】
一类有机发光分子及其在有机发光二极管中的应用
本专利技术属于有机光电材料
，具体涉及一种咪唑类有机蓝光分子及具有该分子的有机发光二极管。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)具有柔性、主动发光、高效率、低电压驱动和容易制备大面积器件等优点，受到了人们的广泛关注。OLED相关研究最早可追溯到20世纪60年代，1963年，纽约大学的Pope教授等第一次发现了有机分子单晶蒽的电致发光现象，随后相继出现了一些单晶结构材料电致发光性能的研究，但由于当时的器件驱动电压高，未能引起广泛关注。直到1987年美国柯达公司的邓青云等人采用三明治的器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下亮度达到1000cdm-2，这使OLED研究获得了划时代的发展。OLED器件结构包括阴极、阳极和中间的有机层，有机层一般包括电子/空穴传输层、发光层。在电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入，并分别在功能层中进行迁移，然后在发光层中形成激子，激子通过辐射跃迁回到基态并发出光子。有机发光二极管主要应用前景在两个方面：其一是应用于新型显示，其二是应用于固态照明。发光材料是OLED中最核心的部分，决定了器件发光颜色，并且在很大程度上决定了器件效率和器件寿命。要实现高显色指数的全彩色显示面板，需要红绿蓝三色发射的有机发光材料。相比于绿光和红光材料，高效率的蓝色荧光材料还比较匮乏，因此，开发出新型的高性能的蓝光材料是OLED研究的一个重点。菲并咪唑具有大的共轭刚性结构，有利于增加辐射跃迁速率，提高发光效率。而且，咪唑环上的两个氮原子分别为富电子和缺电子状态，使得其具有双极性的特点，拥有更加平衡的载流子传输能力，有助于提高电致发光效率。本专利技术以菲并咪唑为受体单元，咔唑为给体单元，构筑新型的给受体型蓝色荧光分子。这种分子具有高的荧光量子产率，较高且平衡的载流子传输能力，易调节的光谱等特点，可用于制备高效率的有机发光二极管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一类咪唑类有机蓝光分子及其在有机发光二极管中的应用。咪唑单元具有宽带隙、高稳定性、高荧光量子产率、高载流子迁移率等特点，同时不对称的分子结构可以抑制分子聚集，构筑的小分子可用于制备高效率的蓝光有机发光二极管。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一类咪唑类有机蓝光分子，其化学结构式满足如下结构之一：式中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10分别为H、D、碳原子数为1～4的烷基中的一种。Ar为碳原子数为1～4的烷基或碳原子数6～30的芳香族烃基，优选为以下结构：所述一类咪唑类有机蓝光分子可应用于有机发光二极管。进一步地，上述的一类咪唑类有机蓝光分子在有机发光二极管中的应用，其特征在于：有机电致发光的器件结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极，器件结构中还可含有电子阻挡层、空穴阻挡层、光取出层等其他功能层。器件中有机发光层中至少含有一种所述的一类咪唑类有机蓝光分子。发光层是所述的咪唑类有机蓝光分子的小分子纯膜，或者是所述的咪唑类有机蓝光分子和主体/客体材料的混合膜。本专利技术的一类咪唑类有机蓝光分子及其有机发光二极管具有如下特点：(1)菲并咪唑单元为刚性共轭分子，具有良好的热稳定性和高的荧光量子产率。(2)咔唑和菲并咪唑分别为电子给体/受体单元，构建的D-A型分子具有良好的空穴和电子注入与传输能力，具有双极性传输的特点。(3)可以简单的改变咔唑和菲并咪唑的偶联位点，调节分子的载流子传输能力、发射光谱等，获得不同发射波长的蓝光材料。(4)这类咪唑类蓝光分子具有杂化-局域电荷转移(HLCT)态特征，可以获得高激子利用率，实现高效率。附图说明图1为化合物M1的结构式及合成路线；图2为化合物M2的结构式及合成路线；图3为化合物M3和M4的结构式及合成路线；图4为化合物M5的结构式及合成路线；图5化合物M6的结构式及合成路线；图6为化合物M7和M8的结构式及合成路线；图7为化合物M9的结构式及合成路线；图8化合物M10的结构式及合成路线图9为M3为发光层材料时的器件外量子效率对亮度曲线。具体实施方式实施例1化合物M1的制备化合物M1的结构式及合成路线如下所示，具体合成方法如下(1)化合物1的合成氮气保护下，将菲醌(10mmol)、对溴苯甲醛(10mmol)、苯胺(10mmol)加入100ml乙酸中，加热至回流反应24小时。冷却至室温静置后，抽滤，滤渣用乙醇冲洗3遍，得到粗产物。用四氢呋喃/乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体产物，产率85％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。(2)化合物2的合成氮气气氛中，将化合物1(10mmol)、联硼酸频哪醇酯(12mmol)、醋酸钾(10mmol)、[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.5mmol)加入50ml1,4-二氧六环中，升温至80℃并反应12小时。反应完成后，冷却，减压蒸馏旋干反应溶剂后用二氯甲烷萃取，然后用饱和氯化钠溶液洗涤3遍，粗产物用石油醚/二氯甲烷作淋洗剂柱层析提纯，得到白色固体产物，产率90％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。(3)化合物3的合成氮气保护下，将化合物2(10mmol)、9,10-二溴蒽(10mmol)、碳酸钾(30mmol)、四(三苯基膦)钯(0.5mmol)溶于50ml甲苯和15ml水中，再加入四丁基溴化铵作相转移催化剂，升温至85℃反应8小时。反应结束后，减压蒸馏除去甲苯溶剂，用二氯甲烷萃取产物，饱和氯化钠水溶液洗涤三次，有机相使用旋转蒸发仪除去溶剂，使用柱层析方法对粗产物进行提纯，用硅胶作为固定相，石油醚/二氯甲烷作为流动相，纯化后得到固体产物，产率75％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。(4)化合物M1的合成氮气保护下，将化合物3(10mmol)、化合物3(10mmol)、碳酸钾(50mmol)、四(三苯基膦)钯(0.5mmol)溶于100ml甲苯和25ml水中，再加入四丁基溴化铵作相转移催化剂，升温至85℃反应8小时。反应结束后，减压蒸馏除去甲苯溶剂，用二氯甲烷萃取产物，饱和氯化钠水溶液洗涤三次，有机相使用旋转蒸发仪除去溶剂，使用柱层析方法对粗产物进行提纯，用硅胶作为固定相，石油醚/二氯甲烷作为流动相，纯化后得到固体产物，产率83％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物。测得荧光量子产率为55％。实施例2化合物M2的制备化合物M2的结构式及合成路线如下所示，具体合成方法如下(1)化合物4的合成氮气保护下，将菲醌(10mmol)、间溴苯甲醛(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种咪唑类有机蓝光分子，其化学结构式为如下结构之一：/n

【技术特征摘要】
1.一种咪唑类有机蓝光分子，其化学结构式为如下结构之一：



式中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10分别为H、D、碳原子数为1～4的烷基中的一种，Ar为碳原子数为1～4的烷基或碳原子数6～30的芳香族烃基。


2.权利要求1所述的咪唑类有机蓝光分子，其特征在于，Ar单元优选为以下结构：





3.一种根据权利要求1-2所述的咪唑类有机蓝光分子在有机发光二极管中的应用，其特征在于：所述有机发光二极管含权利要求1述所的咪唑类有机蓝光分子。


4.根据权利要求3所述的咪唑类有机蓝光分子在有机发光二极管中的应用，其特征在于：所述有机发光二极管的器件结构包括阳极、空穴注入层...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文彬，彭沣，
申请(专利权)人：东莞阿尔达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44