本发明属于有机光电致发光材料,具体来说涉及到一种蓝光材料、制备方法以及有机电致发光器件。
背景技术:
1、有机电致发光显示器(oled)相比于传统的液晶显示器,其具有低电压、响应速度快、重量轻、组成及工艺简单等一些列优点,另外对比同类型的液晶显示器,制造成本明显较低,同时有机电致发光器件也被誉为“21世纪最具前途的显示技术”,已成为材料、物理等领域的研究热点。
2、oled为载流子双注入型发光器件,将电能转化为发光层有机分子材料的光能。有机发光器件由阳极、阴极以及夹在两者之间有机层组成,其中有机层由空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、发光层(eml)、电子传输层(etl)、电子注入层(eil)构成。oled发光机理为:向器件施加电压时,空穴和电子分别由阳极和阴极注入到发光层中,并在发光层中形成激子,激子回到基态时发光。
3、oled器件可通过发光层,实现红、绿、蓝等单色光。但要实现oled的全色显示,需在白色发光层上,叠加滤光片(红绿蓝);或将电致发光材料(红绿蓝)依次叠加;或蓝色发光材料与颜色转换材料混合;由此可知,要想获得全色显示,蓝光材料是必不可少的。目前oled器件中,蓝光的效率和寿命远低于绿光及红光的,是因为蓝光采用的是荧光结构,效率远远低于磷光结构的器件。
4、近年来,关于oled蓝光材料的研究已经开展较多,但性能优异的蓝光材料却寥寥无几,主要是难于突破蓝光材料自身的问题。例如:蓝光材料本身为宽带隙半导体材料,大的载流子注入势垒、电子-空穴传输不平衡等,因此研发出一种高性能oled蓝光材料依旧是目前研发人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、因此,本发明提供了一种蓝光材料及其制备方法和有机电致发光器件,其包括第一电极、第二电极以及介于两者之间的发光层。本发明的蓝光发光材料形成的有机电致发光器件具有低的驱动电压和明显较现有技术更高的寿命及发光效率。
2、为了解决上述技术问题,本发明的技术方案具体如下:
3、一种蓝光发光材料,所述蓝光发光材料的结构通式如下列式1所示:
4、
5、其中,r选自氢、经取代或未取代c6-c30的芳基、取代或未取代的杂芳基,其中杂芳基中的杂原子独立的选自o、n、s中的任意一种或多种。
6、其中,ar选自经取代或未取代c6-c30的芳基、取代或未取代的杂芳基,其中杂芳基中的杂原子独立的选自o、n、s中的任意一种或多种。
7、其中,z1为n或cr1;
8、其中,z2为n或cr2;
9、其中,z3为n或cr3;
10、其中,z4为n或cr4;
11、其中,z5为n或cr5。
12、其中,r1-r5独立地选自氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚杂芳基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的杂芳烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的烷氧基。
13、在进一步的技术方案中,上述结构通式式1包括式1-1、式1-2、式1-3、式1-4所示结构:
14、
15、在进一步的技术方案中,所述芳基为单芳基或多环芳基。所述的取代或未取代的芳基为:苯基、联苯基、三联苯基、萘基、萘基苯基、芴基、苯并芴基、菲基、苯基菲基、蒽基、茚基、芘基、苝基、基、三亚苯基、荧蒽基等。
16、所述杂芳基是指插入一个或多个o、n、s原子的杂芳基。所述的取代或未取代的杂芳基为:噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、苯并喹唑啉基、喹喔啉基、苯并喹喔啉基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噻二唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁唑基、噁二唑基、吲哚基、异吲哚基、苯并吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、菲啶基、氮杂联苯基以及吩噁嗪基等。
17、在进一步的技术方案中,ar选自取代或未取代的如下基团:
18、
19、
20、在进一步的技术方案中,所述蓝光发光材料选自具有下列1至360的分子结构的化合物:
21、
22、
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25、
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27、
28、
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30、
31、
32、
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34、
35、
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38、
39、
40、
41、但是,由式1表示的化合物的范围不限于化合物1至360。
42、本发明还提供上述蓝光发光材料的制备方法,所述制备方法的反应过程如下式所示,所述制备方法的步骤如下所述:
43、
44、在氮气保护的条件下,向三颈烧瓶中加入原材料a、原材料b、t-buona、pd2(dba)3、甲苯、p(t-bu)3,待反应完全,经后处理得到具有式1结构的化合物。其中,x为卤元素,r、ar、z1、z2、z3、z4、z5与上文所述含义相同。
45、所述后处理过程包括,向反应产物中加入ch2cl2使产物完全溶解,过滤,再将溶液浓缩得到粗品化合物,粗产物以硅胶为固定相,乙酸乙酯/甲醇为洗脱剂,进行柱层析分离,得到目标产物。
46、在实际制备过程中,原材料a的结构可根据目标化合物中对应的含n六元环中含n原子数、其上取代基的不同来确定,并利用现有技术直接选择或制备原材料a;原材料b的结构可根据目标化合中与ar、r结构对应的取代基的不同来确定,并利用现有技术直接选择或制备原材料b。
47、本发明还提供所述蓝光发光材料的用途,所述蓝光发光材料可以应用于有机太阳电池、折叠屏屏幕、光传感器、vr、有机晶体管或喷墨打印材料。
48、本发明还提供一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括第一电极、第二电极以及介于两者之间的发光层,其中,所述有机层包含上述蓝光发光材料。优选地,由上述蓝光发光材料作为有机电致发光器件中发光层的主体。
49、优选地,当所述有机电致发光器件中的有机层为上述蓝光发光材料时,发光层中主体材料的摩尔百分比为80%-100%,例如80.1%、80.3%、80.5%、80.7%、81%、83%、85%、87%、89%、91%、93%、95%、97%、99%。
50、优选地,所述发光层的主体为上述蓝光发光材料时,所述客体材料为磷光参杂剂,所述磷光参杂剂包括含ir、os、pt的配合物。
51、优选地,上述有机电致发光器件中的发光层为多层层合结构,其中有机层的结构从上到下依次为:空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、发光层(eml)、电子传输层(etl)、电子注入层(eil)。
52、优选地,所述有机电致发光器件包括第一电极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和第二电极,其中发光层为oled发光层。
53、对比于现有技术,本发明具有以下有益效果:
54、本发明所述蓝光发光材料的胺单元具有较低的离子化电位,较好的给电子性,较高的空穴迁移率,且能降低分子的对称性,增加分子的构象异构体。同时,化学式中的含n六元环或萘基上连有取代基,使化合物具有刚性平面结构,因增加分子量而使分子间不易结晶与聚集,从而使得材料具有较高的光热稳定性。待所述空穴传输材料用于有机电致发光器件后,使器件具有较高发光效率,较低驱动电压及较长发光寿命的特性。
1.一种蓝光发光材料,其特征在于,所述蓝光发光材料的通式如下列式1所示:
2.根据权利要求1所述的蓝光发光材料,其特征在于,其中所述式1的结构为以下式1-1至式1-4所示的结构中的至少一种:
3.根据权利要求1所述的蓝光发光材料,其特征在于,所述芳基为单芳基或多环芳基;
4.根据权利要求1所述的蓝光发光材料,其特征在于,所述ar选自取代或未取代的如下基团:
5.根据权利要求1所述的蓝光发光材料,其特征在于,所述蓝光发光材料为具有如下分子结构的化合物中的任意一种:
6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的蓝光发光材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法的反应过程如下式所示,所述制备方法的步骤如下所述:
7.一种如权利要求1-5中任意一项所述的蓝光发光材料的用途,其特征在于,所述蓝光发光材料可以应用于有机太阳电池、折叠屏屏幕、光传感器、vr、有机晶体管或喷墨打印材料。
8.一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括第一电极、第二电极以及介于两者之间的发光层,其特征在于,所述有光层包含如权利要求1-5中任意一项所述的蓝光发光材料。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述有机层的客体材料为磷光参杂剂,所述磷光参杂剂为含ir、os、pt的配合物。
10.根据权利要求8或9所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述发光层为多层层合结构,其中有机层的结构从上到下依次为:空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层。
