一种包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽结构有机电致发光材料及其应用和器件制造技术

本发明专利技术属于有机电致发光材料领域，具体涉及一种包含4,5‑二氮杂螺式硫杂蒽结构有机电致发光材料及其应用和器件，可用于有机发光二极管，并且具有很好地双极性传输性质，可作为主体材料使用。结构式如下：

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机电致发光材料领域，具体涉及一种包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽结构有机电致发光材料及其应用和器件。
技术介绍
磷光材料可以充分利用了电致发光器件中电子空穴复合产生的占75％比例的三线态激子，单线态激子发生系间窜越向更低能级的三线态转移能使磷光器件的激子利用率甚至可以达到100％。磷光材料通常作为客体材料掺杂在主体材料中，有效的主体材料应具有理想的带隙以便使能量有效转移到客体，良好的载流子传输性质以便在发射层中实现载流子的平衡重组，与邻近层的能级匹配以实现有效的电荷注入，和足够的热和形态学稳定性以延长器件寿命，因此主体材料的开发对于高效率的电致磷光发光极其重要。传统的主体材料通常只具有单一载流子传输性质，这种不平衡的载流子传输性质已经显示出对OLED的开启电压和寿命的不利性。开发新的主体材料要求必须具有好的双极载流子(空穴和电子)注入和传输性质，以避免载流子在发光层和电荷传输层之间累计，引起界面处激基复合物发光，导致器件的外量子效率、功率效率、电流效率等主要参数偏低，启亮电压偏高，光谱不稳定等现象。因此，近年来可平衡载流子传输的双极主体材料引起了相当大的关注。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有机电致发光材料及其应用，本专利技术涉及一种包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽结构的有机电致发光材料。本有机电致发光材料具有很好的热力学稳定性、良好的成膜性和载流子传输能力，其结构如式通式(1)所示：其中，Ar1、Ar2分别独立的选自氢原子、C3～C30的取代或者非取代的咔唑基团、C3～C30取代或者非取代的芳胺基团、C3～C30取代或者非取代的吩噻嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吩噁嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吖啶基团，Ar1、Ar2不同时为氢。专利技术人在研究中意外的发现，本专利技术所述的双极性主体有机电致发光材料具有以下优点：1.本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料具有较高的载流子注入和传输能力。2.本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料，具有较高玻璃化转变温度和热分解温度，化合物的稳定性高等优点。3.本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料具有较高的单线态和三线态能级，进一步可作为蓝光、绿光主体材料使用。应用本专利技术的有机化合物作为主体材料，制备的器件能够有效的提升外量子效率、功率效率和电流效率。进一步，所述Ar1、Ar2分别独立的选自以下结构：采用上述进一步技术方案的有益效果为：专利技术人在研究中意外的发现，Ar1、Ar2独立的选自上述基团，有利于提升材料的热稳定性和载流子传输效率。进一步，所述化合物结构式优先选自C1-C52中的结构式中的任意一种：化合物C01-C52，是符合本专利技术精神和原则的代表结构或优选结构，应当理解，列出上述化合物结构，只是为了更好地解释本专利技术，并非是对本专利技术的限制。采用上述进一步技术方案的有益效果为：上述的化合物C01-C52，通过实验验证，具有很好地热力学稳定性、良好的载流子传输性质、良好的成膜性等优点。本专利技术还提供上述双极性主体有机电致发光材料在有机电致发光领域中的应用。所述双极性主体有机电致发光材料可以作为主体材料，尤其作为蓝光主体材料或绿光主体材料。例如：将上述材料作为绿光主体材料用于有机电致发光领域，尤其是用于有机电致发光器件的发光层。在具体的应用的过程中，所述实施过程与结果，只是为了更好地解释本专利技术，并非是对本专利技术的限制。本专利技术提供一种有机电致发光器件，包括：阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的有机发光功能层，其中所述有机发光功能层包括上述的双极性主体有机电致发光材料。如果有机发光功能层设有多个时，至少一个有机发光功能层含有上述的双极性主体有机电致发光材料。采用上述技术方案的有益效果为：由于本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料具有良好的传输空穴和电子的双极特性，使用这种材料制备的有机电致发光器件具有启亮电压低、发光效率高等优点；本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料具有较高的玻璃化转变温度和热分解温度，化合物的稳定性高，有利于显著提高器件的寿命；本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料具有较高的单线态和三线态能级，优选地，可作为绿光主体材料使用。应用本专利技术所述双极性主体有机电致发光材料作为主体材料，制备的器件能够有效的提升外量子效率、功率效率和电流效率。进一步，所述有机发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层、电子阻挡层中的任意一种或任意几种的组合。进一步，所述发光层包含主体材料和客体发光材料，其中，所述主体材料包含所述的双极性主体有机电致发光材料。以绿光OLED器件为例，一般包括依次叠加的ITO导电玻璃衬底(阳极)、空穴注入层(HATCN)、空穴传输层(TAPC)、发光层(本专利技术涉及的有机电致发光材料)、电子传输层(TmPyPB)、电子注入层(LiF)和阴极层(Al)。所有功能层均采用真空蒸镀工艺制成。该类器件中所用到的一些有机化合物的分子结构式如下所示。本专利技术中，器件的功能层并不限于使用上述材料，这些材料可以用其它材料代替，以期待进一步改善器件性能，如空穴传输层可以用NPB等代替，电子传输层可以用TpPyPB、TPBi等代替，这些材料的分子结构式如下：附图说明图1为本专利技术制备的有机电致发光器件的结构示意图，由下层至上层，依次为101、ITO导电玻璃衬底，102、空穴注入层，103、空穴传输层，104、发光层，105、电子传输层，106、电子注入层，107、阴极层,其中，发光层涉及到本专利技术所述的有机电致发光材料。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1：中间体M1的制备氮气保护条件下，向500mL三口烧瓶中加入二苯砜(10.9g，0.05mol)、四氢呋喃(109mL)。浴温设置为-85℃，搅拌降温。内温降至-80℃，开始滴加正丁基锂的正己烷溶液(24mL，2.5M)，控制滴速，保持内温小于-80℃。滴加完毕，保温反应3h,移至室温25℃条件下搅拌升温2h。滴加5-溴-[2,2'-联吡啶]-3-甲酸甲酯(14.6g，0.05mol)的四氢呋喃(100mL)溶液。滴加完毕，室温25℃条件下搅拌10h。100mL饱和氯化铵水溶液淬灭反应，水解生成相应的醇类中间体。分液，保留上层有机相，无水硫酸钠干燥有机相，直接过柱，过柱液脱溶剂，得到21.5g类白色粉末状固体。向500mL三口瓶内加入上述所得醇类中间体，200mL甲苯，对甲苯磺酸(0.95g，0.005mol)，氮气保护条件下，内温110℃搅拌回流3h，TLC监测反应进程。反应完毕，将反应液倒入300mL水相中，分液，200mL乙酸乙酯萃取水相，分液，合并有机相。无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶剂得浅黄色粉末状固体。硅胶柱层析分离得到12.4g类白色粉末状中间体M1，收率：54％。质谱MS(m/e)，分子式C23H13BrN2O2S，理论值459.9，测试值459.0。元素分析(C23H13BrN2O2S)，理论值C：59.88％，H：2.84％，Br:17.32，O：6.94％，N：6.07％，S：6.95％；实测值C：59.77％，H：2.74％，Br:17.35，O：7.01％，N：6.07％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含4,5‑二氮杂螺式硫杂蒽的有机电致发光材料，其特征在于，具有通式(1)所示的结构，其中，Ar1、Ar2分别独立的选自氢原子、C3～C30的取代或者非取代的咔唑基团、C3～C30取代或者非取代的芳胺基团、C3～C30取代或者非取代的吩噻嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吩噁嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吩嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吖啶基团，Ar1、Ar2不同时为氢。

【技术特征摘要】
1.一种包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽的有机电致发光材料，其特征在于，具有通式(1)所示的结构，其中，Ar1、Ar2分别独立的选自氢原子、C3～C30的取代或者非取代的咔唑基团、C3～C30取代或者非取代的芳胺基团、C3～C30取代或者非取代的吩噻嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吩噁嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吩嗪基团、C3～C30取代或者非取代的吖啶基团，Ar1、Ar2不同时为氢。2.根据权利要求1所述的包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽的有机电致发光材料，其特征在于，所述Ar1、Ar2分别独立的选自以下结构：3.根据权利要求1所述的包含4,5-二氮杂螺式硫杂蒽的有机电致发光材料，其特征在于，化合物结构式选自C1-C52中的任意一种：4.一种根据权利要求1至3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆，张成新，巴玲玲，石宇，刘英瑞，高自良，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37