一类基于2,6-二叔丁基蒽的蓝色有机半导体材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于有机光电材料技术领域，公开了一类基于2,6

【技术实现步骤摘要】
一类基于2,6-二叔丁基蒽的蓝色有机半导体材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于有机光电材料
，具体涉及一类基于2,6-二叔丁基蒽的蓝色有机半导体材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件(organic light emitting diode,OLED)由于其具有驱动电压低、响应速度快、发光效率高、色域广、重量轻而薄、可柔性折叠等优良特点，所以在显示和照明领域都显示出了巨大的应用潜力。OLED经过近三十年的发展，科学家们在材料制备、器件优化及理论研究方面都取得了巨大的突破；而有机发光材料作为OLED的核心技术，向来是显示领域科研的焦点。三原色中的绿光和红光高效率材料先后被研发出来并逐步走向商用领域，而作为三原色之一的蓝光材料却存在效率不足、稳定性差等特点。因此如何设计出高效率、高稳定性、低成本的蓝光材料分子体系逐渐成为显示领域的研发重点。
[0003]一种性能优异的蓝色荧光材料通常需具备两种特征：高纯度的蓝光发射和高的固态发光效率。通常一个合适的主体发光材料的选择往往就能很好的实现高纯度的蓝光发射。然而传统的有机荧光材料在单分子状态下呈现高亮度发射，而当分子聚集时则会导致荧光猝灭，通常我们将这种现象称之为聚集猝灭发光(aggregation-caused quenching,ACQ)，而这种现象将导致材料的固态发光效率很低，这对于OLEDs的制作是极其不利的。
[0004]蒽是一种高效的蓝色荧光发色团，具有较高的光致荧光量子产率；蒽还具有适当的宽禁带，保证了其衍生物的蓝发射；此外蒽还具有良好的光致发光和电致发光性能以及良好的载流子迁移能力，而且蒽的9，10位点可以进行不同基团的不对称修饰。但由于其平面刚性结构，使得其在聚集态下容易发生强的相互作用，使荧光减弱或严重猝灭。因此，许多蒽衍生物的蓝色发射器在薄膜中显示出较低的荧光量子产率。(Chen,B.；Liu,B.；Zeng,J.；Nie,H.；Xiong,Y.；Zou,H.；Ning,H.；Wang,Z.；Zhao,Z.；Tang,B.Z.Efficient Bipolar Blue AIEgens for High-Performance Nondoped Blue OLEDs and Hybrid White OLEDs.Adv.Funct.Mater.2018,28,1803369.)。聚集诱导发光(aggregation-induced emission，AIE)则是2001年唐本忠课题组报道的一个颠覆传统的概念，指的是分子在单分子状态下几乎不发光，而在聚集态或固态薄膜下发光显著增强的现象。AIE的提出为解决发光材料的ACQ问题提供了一个极好的新思路。特别是对于高效率的非掺OLED器件来说更是极好的显现了其巨大的优势。因此，选用2,6-二叔丁基蒽核作为发光核心，叔丁基的引入减弱了分子间强的作用力从而缓解了ACQ现象，然后通过修饰引入一些具有AIE性质的基团，从而在保证蓝发射的同时也保证了高的荧光量子产率，从而在分子设计层面有效提高了器件发光效率。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一类基于2,6-二叔丁基
蒽的蓝色有机半导体材料及其制备方法与应用。
[0006]蒽具有良好的光致发光、电致发光性能以及良好的载流子迁移能力，加之其适当的宽禁带，所以蒽是一种高效的蓝色荧光发色团。而蒽的平面和刚性结构使其易发生强的π-π相互作用，从而易导致聚集荧光猝灭(ACQ)现象，本专利技术将叔丁基引入则可有效抑制其紧密的分子堆积。
[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料体系。该类发光材料具备蓝光发射和AIE特性，由于其具有良好的固态荧光量子产率，所以在制备高效率、低效率滚降的非掺蓝色有机电致发光器件中具有巨大的优势。
[0008]本专利技术另一目的在于提供上述基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料的制备方法。本专利技术的方法工艺简单、原料易得、产率高。
[0009]本专利技术再一目的在于提供上述基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料在有机电致发光领域中的应用，特别是在制备有机发光二极管的发光层中的应用。
[0010]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0011]本专利技术提供的一种基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料，其化学结构式如下所示：
[0012][0013]其中，Ar1、Ar2为功能调控基团，Ar1、Ar2为取代或未取代的芳基或杂芳基；Ar1、Ar2相同或者不同。本专利技术主要通过2,6-二叔丁基蒽的9，10位上连接不同的修饰基团调控蒽衍生物的发光物理性质和能级特性。
[0014]进一步地，所述功能调控基团为如下结构式a-p中的一种：
[0015][0016]其中，结构式a中n为大于等于1的整数，结构式b-p中的n为0～10的整数。同一结构或不同结构中的R＇相同或不同，R＇为氢原子、取代或未取代的烷基。所述烷基为具有1～20个碳原子的直链、支链烷基，烷基中的取代独立地指一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、羟基、羧基、羰基、氨基、氰基、硝基或酯基取代，或者一个或多个氢原子被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、芳基取代。
[0017]本专利技术提供的一种制备基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料的方法，包括如下步骤：
[0018](1)当材料为对称化合物时
[0019]以蒽和叔丁醇为原料，在三氟乙酸溶剂中发生Friedel-Crafts烷基化反应得到叔丁基取代的蒽；然后将叔丁基取代的蒽与液溴进行溴化反应得到9，10位取代的二溴取代化合物；将二溴取代化合物直接与芳基硼酸或硼酸酯进行一步Suzuki交叉偶联即得有机半导体材料；
[0020](2)当材料为非对称化合物时
[0021]以蒽和叔丁醇为原料，在三氟乙酸溶剂中发生Friedel-Crafts烷基化反应得到叔丁基取代的蒽；然后将叔丁基取代的蒽与液溴进行溴化反应得到9，10位取代的二溴取代化合物；将二溴取代化合物与芳基硼酸或硼酸酯进行Suzuki交叉偶联得到芳基溴代化合物，将芳基溴代化合物再与另一芳基硼酸或硼酸酯进行Suzuki交叉偶联得到蓝光有机半导体材料。
[0022]所述叔丁基取代的蒽的结构式为式II，二溴取代化合物的结构式为式III，芳基溴代化合物的结构式为式IV：
[0023][0024]进一步地，步骤(1)和(2)所述蒽和叔丁醇的摩尔比为1:3-1:4；叔丁基取代的蒽与液溴的摩尔比为1:1-1:2,优选为1:1。
[0025]进一步地，当材料为对称化合物时，步骤(1)所述二溴取代化合物与芳基硼酸或硼酸酯的摩尔比为1:2-1:3，优选为1:2.5。
[0026]进一步地，当材料为非对称化合物时，步骤(2)所述二溴取代化合物与芳基硼酸或硼酸酯的摩尔比为1:1-1:2，优选为1:1；芳基溴代化合物与芳基硼酸或硼酸酯的摩尔比为1:1-1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料，其特征在于，化学结构式如式I：其中，Ar1、Ar2为功能调控基团，Ar1、Ar2为取代或未取代的芳基或杂芳基；Ar1、Ar2相同或者不同。2.根据权利要求1所述的基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料，其特征在于，所述Ar1、Ar2的功能调控基团为如下结构式a-p中的一种：其中，结构式a中n为大于等于1的整数，结构式b-p中的n为0～10的整数；同一结构或不同结构中的R＇相同或不同，R＇为氢原子、取代或未取代的烷基；所述烷基为具有1～20个碳原子的直链、支链烷基，烷基中的取代独立地指一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、羟基、羧基、羰基、氨基、氰基、硝基或酯基取代，或者一个或多个氢原子被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、芳基取代。3.一种制备权利要求1-2任一项所述的基于2,6-二叔丁基蒽的蓝光有机半导体材料的
方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)当蓝光有机半导体材料为对称化合物时，以蒽和叔丁醇为原料，在三氟乙酸溶剂中发生Friedel-Crafts烷基化反应得到叔丁基取代的蒽；然后将叔丁基取代的蒽与液溴进行溴化反应得到9，10位取代的二溴取代化合物；将二溴取代化合物直接与芳基硼酸或硼酸酯进行一步Suzuki交叉偶联即得有机半导体材料；(2)当蓝光有机半导体材料为非对称化合物时，以蒽和叔丁醇为原料，在三氟乙酸溶剂中发生Friedel-Crafts烷基化反应得到叔丁基取代的蒽；然后将叔丁基取代的蒽与液溴进行溴化反应得到9，10位取代的二溴取代化合物；将二溴取代化合物与芳基硼酸或硼酸酯进行Suzuki交叉偶联得到芳基溴代化合物，将芳基溴代化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，赵祖金，邬子龙，朱翔宇，秦安军，胡蓉蓉，王志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：