一种有机光电材料及其应用制造技术

本发明专利技术属于光电材料应用科技技术领域，具体涉及一种有机光电材料及其应用。本发明专利技术所提供的有机光电材料以菲并咪唑和三嗪为基本结构单元，形成了一种热致延迟荧光材料，给电子性较强的三嗪基团、咪唑基团与具有较大共轭平面的菲基团键连或稠和有效改善了器件降滚，同时，吸电子性较强的功能性基团的进一步修饰提高了器件在高的电流密度下器件的激子传输和发光性能，在有机电致发光器件中是一种理想的发光层材料、电子传输材料和出光层材料。

An Organic Photoelectric Material and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种有机光电材料及其应用
本专利技术属于光电材料应用科技
，特别涉及一种有机光电材料及其应用。
技术介绍
有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)又称为有机电激光显示、有机发光半导体，由美籍华裔教授邓青云(ChingW.Tang)于1979年在实验室中发现，由于其具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点被广泛的运用于手机、数码摄像机、笔记本电脑、车载显示、电视和照明等领域，OLED材料的不断开发和有机发光二极管性能的提升成为光电科技领域研究的热点。OLED材料依据发光机理和发现时间的差异，可以分为三代。第一代材料以荧光材料三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)和蒽类芳香化合物为代表，在电致发光条件下，荧光材料的内量子效率理论极限仅为25％。第二代材料以铱(Ir)等金属配合物为代表，利用重原子的高核电荷来增强分子内的自旋-轨道耦合作用，使单重态与三重态波函数在某种程度上发生重叠，增大S1-T1的系间跃迁以及T1-S0的辐射跃迁几率，从而实现100％的内量子效率。此类磷光材料大多含有贵重金属(如铱、铂等)，且蓝光磷光材料的寿命问题很难解决，制约了其在显示和照明等领域的应用。为了克服这两类材料的缺点，Adachi等提出了利用三重态向单重态的反向系间跃迁(reverseintersystem-crossing，RISC)形成单重态激子而发光的第三代有机发光材料——热致延迟荧光材料。该类材料一般具有较小的单线态-三线态能级差，这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，利用不含有重金属原子的有机化合物实现与磷光材料相当的高效率，使得热致延迟荧光材料在光电科技领域应用前景十分广阔。热致延迟荧光材料的量子效率已经大大突破了传统荧光器件的理论极限，但实际上面临如下三个方面的问题：(1)如何调控所设计分子的微细结构，使材料的自旋耦合参数与单线态-三线态能级差，以及单重态条件下的辐射跃迁常数(kf)能够有效协同，从而使得材料兼具高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)如何通过材料离域效应设计提高材料在单重态条件下的辐射跃迁常数(kf)，避免非辐射跃迁，使单重态的辐射跃迁常数(kf)大于跃迁常数(kisc)，从调控激子寿命角度改善器件效率滚降；(3)在高效热致延迟荧光材料的基础上，如何匹配不同能级的功能性材料，从器件结构的角度改善提升器件性能。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种有机光电材料，所述材料是以菲并咪唑和三嗪为结构单元引入功能性基团构成的化合物，其结构通式如下列结构式：其中，R1、R2为取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基中的任意一种；R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基、取代或未取代的胺基中的任意一种；R1、R2、R3相同或不同。优选的，所述R1和R2是取代或未取代的下列基团中的任意一种：其中，*为与三嗪结构连接的位点。优选的，所述R1和R2相同。优选的，R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯胺基中的任意一种，所述R3与连接的苯环之间单键相连或直接稠合。下式所示化合物1-144是符合本专利技术精神和原则的代表结构，应当理解，列出以下化合物的具体结构，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。本专利技术还提供了一种上述有机光电材料的制备方法，包括以下路线：第一步：第二步：其中，R1、R2为取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基中的任意一种；R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基、取代或未取代的胺基中的任意一种；R1、R2、R3相同或不同。优选的，所述第一步中，所述碱为碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯中的一种，所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、水中的一种或多种，所述催化剂为四(三苯基膦)钯、醋酸钯、醋酸铜中的一种。优选的，所述第一步中，4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-胺、含R1取代基的硼酸衍生物、含R2取代基的硼酸衍生物、催化剂、碱按照摩尔比1:1:1：2‰-5‰：2-4投料，所述溶剂包括甲苯、乙醇和水，且甲苯、乙醇、水的体积比为2:1:1，反应温度为60℃-100℃，反应时间为4-36小时。优选的，所述第一步中，4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-胺、含R1取代基的硼酸衍生物、含R2取代基的硼酸衍生物、催化剂、碱按照摩尔比1:1:1：3‰：2投料，反应温度为70℃-85℃，反应时间为6-24h。优选的，所述第二步中，R1、R2对应取代的1,3,5-三嗪-2-胺衍生物、R3对应取代的苯甲醛衍生物、菲醌、醋酸铵按照摩尔比1:1-1.5:1-1.5:2-4投料，反应温度为80-120℃，反应时间为4-12h。优选的，所述第二步中，R1、R2对应取代的1,3,5-三嗪-2-胺衍生物、R3对应取代的苯甲醛衍生物、菲醌、醋酸铵按照摩尔比1:1.2:1.2:2投料，反应温度为90-115℃，反应时间为5-10h。本专利技术还提供了一种上述有机光电材料的应用，所述有机光电材料用于制作有机电致发光器件、有机太阳能电池或有机场效应晶体管。本专利技术还提供了一种有机电致发光器件，由玻璃基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极依次堆叠而成，或者由玻璃基板、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、阴极和出光层依次堆叠而成，其中，所述发光层、所述电子传输层和/或所述出光层至少包含上述的有机光电材料。本专利技术以菲并咪唑和三嗪为基本结构单元，形成了一种热致延迟荧光材料。给电子性较强的三嗪基团、咪唑基团与具有较大共轭平面的菲基团键连或稠和形成了部分刚化的供体-受体型分子结构，减弱了激发态振动弛豫导致的非辐射跃迁，有效改善器件降滚，同时，吸电子性较强的功能性基团的进一步修饰强化分子扭曲程度，形成分子内电荷转移构型，有效减小了HOMO-LUMO(最高占据分子轨道-最低未占分子轨道)的重叠，进而有效减小了单重态-三重态能隙，赋予材料高激子利用率和高荧光辐射效率的协同效应，提高器件在高的电流密度下器件的激子传输和发光性能。使用本专利技术提供的有机光电材料作为发光层材料、电子传输材料、出光层材料制备的有机电致发光器件，发光亮度高，外量子效率高，驱动电压低，能有效改善器件降滚和非辐射跃迁，发出纯正的深蓝色光，是一种优异的OLED材料。附图说明图1是化合物144的器件能级图；图2是化合物144作为发光层客体材料以及不含本专利技术化合物制备器件的电压-亮度特性曲线图；图3是化合物144作为发光层客体材料以及不含本专利技术化合物制备器件的电压-亮度特性曲线图；图4是化合物144作为发光层客体材料以及不含本专利技术化合物制备器件的电流效率-电流密度特性曲线图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。依据本专利技术的技术实质对以下实施例所作的任何简单修改、等同变化等，仍属于本专利技术技术方案的保护范围。本专利技术不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机光电材料，其特征在于，所述材料是以菲并咪唑和三嗪为结构单元引入功能性基团构成的化合物，其结构通式如下列结构式：

【技术特征摘要】
1.一种有机光电材料，其特征在于，所述材料是以菲并咪唑和三嗪为结构单元引入功能性基团构成的化合物，其结构通式如下列结构式：其中，R1、R2为取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基中的任意一种；R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基、取代或未取代的胺基中的任意一种；R1、R2、R3相同或不同。2.根据权利要求1所述的有机光电材料，其特征在于，所述R1和R2是取代或未取代的下列基团中的任意一种：其中，*为与三嗪结构连接的位点。3.根据权利要求2所述的有机光电材料，其特征在于，所述R1和R2相同。4.根据权利要求1至3任一项所述的有机光电材料，其特征在于，R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯胺基中的任意一种，其中，所述R3与连接的苯环之间单键相连或直接稠合。5.一种如权利要求1至4任一项所述的有机光电材料的制备方法，其特征在于，包括以下路线：第一步：第二步：其中，R1、R2为取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基中的任意一种；R3为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的C6-C60的芳香基、取代或未取代的C5-C60的杂芳香基、取代或未取代的胺基中的任意一种；R1、R2、R3相同或不同。6.根据权利要求5所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆广园，庄少卿，任春婷，
申请(专利权)人：武汉尚赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42