以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料、制备方法及其在有机电致发光器件上的应用技术

本发明专利技术提供了一种式(I)结构的化合物及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的式(I)结构的化合物是以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，不同于传统树枝状双极主体的D‑π‑A型结构，本发明专利技术所述的以中心核三嗪作为电子受体(A)、外围树枝作为电子给体(D)，通过给受体直接连接形成的D‑A型树枝状双极主体维持了高的三线态能级(2.8‑3.3eV)，有利于其在蓝光OLED器件上的应用；实验发现，通过将本发明专利技术所述的化合物作为主体材料制备的蓝磷光电致发光器件的最大电流效率可达46.7cd/A，最大功率效率可达50.11m/W，最大亮度可达32000cd/m

【技术实现步骤摘要】
以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料、制备方法及其在有机电致发光器件上的应用
本专利技术涉及有机半导体光电材料领域，尤其涉及一种以三嗪为中心核的树枝状双极主体及其制备方法和应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)具有超薄、柔性、面光源等特点，已经逐步应用于平板显示和固态照明等领域。溶液加工型OLED因其低成本，易于大面积加工等优点受到了学术界和工业界的广泛关注。在溶液加工型OLED器件的制备中，为了提升器件性能，通常将发光客体掺杂于主体材料之中，以抑制发光层内三线态-三线态淬灭(TTA)，三线态-极化子淬灭(TPA)等不利过程。因此，主体材料的选择对于OLED器件的性能具有至关重要的影响。目前，溶液加工型主体材料可分为三类：小分子、聚合物和树枝状分子。其中，树枝状分子具有小分子结构明确的优点，因此可实现较高的化学纯度。此外，树枝状分子还具有聚合物材料优异的溶液加工性能。由此可见，兼具小分子和聚合物优点的树枝状主体材料在液加工型OLED中具有广阔的应用前景。而树枝状主体材料根据其载流子传输能力的不同又可分为单极主体和双极主体。其中，由电子给体单元(D)和电子受体单元(A)所组成的双极主体材料兼具空穴和电子传输能力，有利于实现发光层内空穴/电子传输平衡，扩大激子复合区域，可进一步抑制由激子浓度过大导致的TTA与TPA过程。而目前所报道的树枝状双极主体材料主要采用由共轭片段(π)连接D和A单元的D-π-A型结构，此种分子设计会增加分子共轭长度，降低主体材料的三线态能级(T1)，导致其无法用于组装高性能蓝光OLED器件。因此，提供一种适用于蓝光OLED器件的具有高三线态能级的树枝状双极主体材料具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种以三嗪为中心核的树枝状双极主体及其制备方法和应用，本专利技术提供的主体材料具有双极传输能力和高三线态能级，可用于蓝光OLED的制备。与现有技术相比，本专利技术提供的式(I)结构的化合物是以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，不同于传统树枝状双极主体的D-π-A型结构，本专利技术所述的以中心核三嗪作为电子受体(A)、外围树枝作为电子给体(D)，通过给受体直接连接形成的D-A型树枝状双极主体维持了高的三线态能级(2.8-3.3eV)，有利于其在蓝光OLED器件上的应用；实验发现，通过将本专利技术所述的化合物作为主体材料制备的蓝磷光电致发光器件的最大电流效率可达46.7cd/A，最大功率效率可达50.11m/W，最大亮度可达32000cd/m2，启亮电压为2.4V。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的主体材料式(1)膜态荧光光谱；图2为本专利技术实施例1制备的主体材料式(1)膜态磷光光谱；图3为本专利技术实施例1制备的主体材料式(1)循环伏安图；图4为本专利技术基于主体材料式(1)所制备的蓝磷光器件的电致发光光谱；图5为本专利技术基于主体材料式(1)所制备的蓝磷光器件的电压-电流密度-亮度曲线；图6为本专利技术基于主体材料式(1)所制备的蓝磷光器件的亮度-电流效率曲线；图7为本专利技术基于主体材料式(1)所制备的蓝磷光器件的亮度-功率效率曲线；图8为本专利技术实施例3制备的主体材料式(3)膜态荧光光谱；图9为本专利技术实施例3制备的主体材料式(3)膜态磷光光谱；图10为本专利技术实施例3制备的主体材料式(3)循环伏安图；图11为本专利技术基于主体材料式(3)所制备的蓝磷光器件的电致发光光谱；图12为本专利技术基于主体材料式(3)所制备的蓝磷光器件的电压-电流密度-亮度曲线；图13为本专利技术基于主体材料式(3)所制备的蓝磷光器件的亮度-电流效率曲线；图14为本专利技术基于主体材料式(3)所制备的蓝磷光器件的亮度-功率效率曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种以三嗪为中心的树枝状双极主体材料，具有式(I)所示结构，其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自供电子的芳基、供电子的杂芳基或氢；Z1、Z2、Z3独立的选自单键、氧原子、硫原子、中的一种或两种及以上连接在一起形成的组合；其中，R1、R2独立的选自氢、C1～C12的烷基、C6～C30的芳基或C5～C25的杂芳基。本专利技术中，所述Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自C6～C50的供电子芳基、C5～C50供电子的杂芳基或氢；其中，所述杂芳基中的杂原子为N、S、O、B和Si中的一种或几种；优选的，所述Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自如下基团：其中，所述L1、L2、L3、L4独立的选自C1～C22的直链烷基、C1～C22的支链烷基、C3～C22的环烷基、C1～C22的烷氧基或C6～C30的芳基，优选的，所述L1、L2、L3、L4独立的选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、苯基、萘基、蒽基、菲基或芴基。本专利技术中，所述R1、R2独立的选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、呋喃基、吡啶基、哌啶基或噻吩基。更具体的，所述以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料具有以下结构：本专利技术还提供了一种本专利技术所述的化合物的制备方法，包括：将式(VI-1)结构的化合物、式(VI-2)结构的化合物、式(VI-3)结构的化合物和式(VII)结构的化合物反应，得到式(I)结构的化合物，其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自供电子的芳基、供电子的杂芳基或氢；Z1、Z2、Z3独立的选自单键、氧原子、硫原子、中的一种或两种及以上连接在一起形成的组合；其中，R1、R2独立的选自氢、C1～C12的烷基、C6～C30的芳基或C5～C25的杂芳基。按照本专利技术，本专利技术将式(VI-1)结构的化合物、式(VI-2)结构的化合物、式(VI-3)结构的化合物和式(VII)结构的化合物反应，得到式(I)结构的化合物；具体的，本专利技术首先将式(VI-1)结构的化合物、式(VI-2)结构的化合物、式(VI-3)结构的化合物和正丁基锂混合，然后在加入式(VII)结构的化合物反应，得到式(I)结构的化合物；其中，所述所示(VII)结构化合物：(式(VI-1)结构的化合物+式(VI-2)结构的化合物+式(VI-3)结构的化合物)：正丁基锂的摩尔比优选为1：(3～5)：(3～6)；所述反应的溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或二甲基亚砜；所述反应温度优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，具有式(I)所示结构，/n

【技术特征摘要】
1.一种以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，具有式(I)所示结构，



其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自供电子的芳基、供电子的杂芳基或氢；
Z1、Z2、Z3独立的选自单键、氧原子、硫原子、中的一种或两种及以上连接在一起形成的组合；其中，R1、R2独立的选自氢、C1～C12的烷基、C6～C30的芳基或C5～C25的杂芳基。


2.根据权利要求1所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自C6～C50的供电子芳基、C5～C50供电子的杂芳基或氢；
其中，所述杂芳基中的杂原子为N、S、O、B和Si中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6独立的选自如下基团：



其中，所述L1、L2、L3、L4独立的选自C1～C22的直链烷基、C1～C22的支链烷基、C3～C22的环烷基、C1～C22的烷氧基或C6～C30的芳基。


4.根据权利要求3所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述L1、L2、L3、L4独立的选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、苯基、萘基、蒽基、菲基或芴基。


5.根据权利要求1所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述R1选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、呋喃基、吡啶基、哌啶基或噻吩基。


6.根据权利要求1所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述R2选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、呋喃基、吡啶基、哌啶基或噻吩基。


7.根据权利要求1所述的以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料，其特征在于，所述以三嗪为中心核的树枝状双极主体材料具有以下结构：









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【专利技术属性】
技术研发人员：吕剑虹，王淑萌，张明明，王兴东，赵磊，陈亮，王利祥，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22