一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术属于有机电致发光领域，尤其涉及一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料、其制备方法及应用。本发明专利技术的OLED材料以氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉为母核，制备得到的衍生物，含有大的刚性基团，具有高的热稳定性。本发明专利技术的OLED材料的分解温度均大约360℃，作为磷光主体材料应用于OLED器件中，能够获得良好的器件性能，如低的启亮电压、器件的电流效率、功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，还大大提升了器件的寿命。本发明专利技术提供的有机光电材料在OLED中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。

OLED material containing nitrogen, two benzo furan and phenanthroline structure, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of organic electroluminescent, in particular to a OLED material containing nitrogen, two benzo, and phenanthroline structures, a preparation method and an application thereof. The OLED material of the present invention is prepared from a compound of nitrogen, two, benzoxazine and phenanthroline, which contains large rigid groups and has high thermal stability. The decomposition temperature of the OLED materials were about 360 DEG C, as the application of phosphorescent host materials in the OLED devices, can obtain good device performance, such as low turn-on voltage, the device current efficiency, power efficiency and external quantum efficiency have been greatly improved; at the same time, but also greatly enhance the life of the device. The organic photoelectric material provided by the invention has good application effect in OLED, and has good industrialization prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料、其制备方法及应用
本专利技术属于有机电致发光领域，尤其涉及一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料、其制备方法及应用。
技术介绍
有机电致发光器件(OLED)作为一种有着巨大应用前景的显示技术，受到人们越来越多的关注。由于其固有的特性，如自发光、广视角、响应速度快、可实现柔性显示等诸多优点，使其成为下一代显示技术的最有利竞争者。自从20世纪80年代专利技术以来，有机电致发光器件已经在产业上有所应用，比如用于相机、计算机、手机、电视机显示器等，由于各界多年来的持续投入和不懈努力，有机电致发光技术已经有了极大地发展。尽管如此，寿命短、效率低等诸多问题，依旧制约着有机电致发光器件的发展，这些问题的解决有待人们作进一步的探索。大多数高性能的有机电致发光器件都倾向于多层器件结构，包括空穴传输层、电子传输层和发光层，有些还具有空穴和电子的注入层。传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间穿越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。自从Forrest等人在1998年首次报道磷光有机发光器件(PHOLED)以来，PHOLED因为可实现100％的内量子效率而备受关注。磷光发光体典型地具有很长的寿命和扩散长度；然而，当发光体浓度很高时，浓度猝灭和T1-T1湮灭通常是导致不佳的器件性能的主要原因。为了解决这些问题，PHOLED一直是通过将磷光发光体掺杂到合适主体材料中以降低发光体浓度来制造。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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能同时满足高效率和高热稳定性、含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料、其制备方法及应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料，其结构式如下：其中，Ar为含有取代基或不含取代基的芳香基团。进一步，上述含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料，其结构式为：更进一步，Ar为如下基团中的任意一种：本专利技术的第二个目的在于提供上述含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料的制备方法，步骤如下：(1)在惰性气氛下，将原料Ⅰ与1,10-菲啰啉-5,6-二胺按照摩尔比为1:(1-1.2)投入无水乙醇和乙酸的混合溶液中，升温至75-80℃搅拌24h,降温至20-25℃后抽滤，滤饼用无水乙醇淋洗，所得粗品用二氯乙烷和无水乙醇结晶得到黄色固体，为中间体；(2)将原料Ⅱ与中间体按照摩尔比为(1-1.2)：1加入甲苯中，再加入碱性溶液和Pd(PPh3)4；在惰性气氛下，将混合液在80-85℃条件下反应10-16h，经冷却、分液、滤液旋蒸和过氧化铝柱，得到目标产物；所述的原料Ⅰ为所述的中间体为所述的原料Ⅱ为Ar-B(OH)2或其反应原理为：其中，步骤(2)中所述的碱性溶液与中间体的摩尔比为(2-4)：1；所述的Pd(PPh3)4与中间体的摩尔比为(0.005-0.02)：1。其中，所述的惰性气体为氮气或氩气。本专利技术的第三个目的在于提供一种上述含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料作为发光层材料，在制作有机电致发光器件领域的应用。应用时，所制备的有机电致发光器件一般包括依次向上叠加的ITO导电玻璃衬底(阳极)、空穴注入层(HAT-CN)、空穴传输层(NPB)、主体材料(本专利技术制备的材料)+掺杂材料Ir(ppy)3作为磷光发光层、电子传输层(TPBI)、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有机化合物的分子结构式如下所示。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的OLED材料以氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉为母核，制备得到的衍生物，含有大的刚性基团，具有高的热稳定性。本专利技术的OLED材料的分解温度均大约360℃，作为磷光主体材料应用于OLED器件中，能够获得良好的器件性能，如低的启亮电压、器件的电流效率、功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，还大大提升了器件的寿命。本专利技术提供的有机光电材料在OLED中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。2、本专利技术的制备方法简单便利，易于操作，且成本低廉，有利于大规模的推广。附图说明图1为本专利技术有机电致发光器件的结构示意图；图中，1、ITO导电玻璃衬底；2、空穴注入层；3、空穴传输层；4、发光层；5、电子传输层；6、电子注入层；7、阴极层。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制备中间体，反应方程式如下：在氮气保护下，将6-溴-苯并呋喃-2,3-二酮(22.7g，0.1mol)和1,10-菲啰啉-5,6-二胺(21.0g，0.1mol)投入到200mL无水乙醇、20mL乙酸的混合溶液中，反应体系升温至75-80℃搅拌24h，反应完毕，降温至25℃后直接抽滤，滤饼使用无水乙醇淋洗，粗品使用二氯乙烷和无水乙醇结晶得到黄色固体，即为中间体，收率60％。高分辨质谱，ESI源，正离子模式，分子式C20H9BrN4O，理论值401.2157，测试值401.2140。元素分析(C20H9BrN4O)，理论值C：59.87，H：2.26，N：13.96，Br：19.92，实测值C：59.80，H：2.25，N：14.02，Br：19.94。将实施例1制得的中间体作为实施例2-9的反应原料。实施例2化合物C-01的合成在氮气保护下，将中间体(4.01g，0.01mol)和萘硼酸(2.06g，0.012mol)加入到100mL甲苯中，然后投入催化剂Pd(PPh3)4(0.12g，0.1mmol)和碳酸钾(4.14g，0.03mol)水溶液，体系升温至80-85℃，回流搅拌12h，自然降温至室温后分液，旋蒸得到粗品。将粗品用中性氧化铝柱层析，淋洗剂用V二氯甲烷：V乙酸乙酯＝1:3提纯分离，得到类白色粉末，将所得粉末采用化学气相沉积系统进一步升华提纯，升华温度350℃，得到化合物C-01，收率50％。高分辨质谱，ESI源，正离子模式，分子式C30H16N4O，理论值448.4742，测试值448.4740。元素分析(C30H16N4O)，理论值C：80.34，H：3.60，N：12.49，实测值C：80.35，H：3.80，N：12.60。实施例3化合物C-02的合成在氮气保护下，将中间体(4.01g，0.01mol)和[1,1':3',1”-二苯基]-5'-苯硼酸(3.29g，0.012mmol)加入到100mL甲苯中，然后投入催化剂Pd(PPh3)4(0.12g，0.1mmol)和碳酸钾(4.14g，0.03mol)水溶液，体系升温至80-85℃，回流搅拌12h，自然降温至室温后分液，旋蒸得到粗品。将粗品用中性氧化铝柱层析，淋洗剂用V二氯甲烷：V乙酸乙酯＝1:3提纯分离，得到类白色粉末，将所得粉末采用化学气相沉积系统进一步升华提纯，升华温度360℃，得到化合物C-02，收率52％。高分辨质谱，ESI源，正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料，其特征在于，其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料，其特征在于，其结构式如下：其中，Ar为含有取代基或不含取代基的芳香基团。2.根据权利要求1所述的OLED材料，其特征在于，其结构式为：3.根据权利要求1或2所述的OLED材料，其特征在于，Ar为如下基团中的任意一种：4.一种权利要求1所述含有氮杂二苯并呋喃并邻菲罗啉结构的OLED材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)在惰性气氛下，将原料Ⅰ与1,10-菲啰啉-5,6-二胺按照摩尔比为1:(1-1.2)投入无水乙醇和乙酸的混合溶液中，升温至75-80℃搅拌24h,降温至20-25℃后抽滤，滤饼用无水乙醇淋洗，所得粗品用二氯乙烷和无水乙醇结晶得到黄色固体，为中间体；(2)将原料Ⅱ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学衡，王子宁，付文岗，崔明，李韶涛，盖明慧，
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