可溶性电子传输型电致红光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了可溶性电子传输型电致红光材料及其制备方法与应用。该红光材料以４，７－二（４－取代噻吩）－２，１，３－苯并噻二唑为发光中心，接入刚性端基并调节噻吩４－位增溶性基团种类，使得所制备的发光材料兼具溶解性和非晶态特性，可以用溶液法纯化。在制备时，则以经过封端并且４－位取代的噻吩硼酸酯作为反应原料，通过钯催化（Ｓｕｚｕｋｉ）偶联反应，得到目标产物。该系列红色电致荧光材料在合成、纯化上具有优势；由于具有电子传输特性，可简化器件制作结构，如不需要空穴阻挡层，因此在电致发光显示、照明以及激光上具有重要应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可溶性电子传输型电致红光材料。具体涉及以4， 7—二 (4一取代噻吩) 一2， 1， 3 —苯并噻二唑为发光中心的可溶性电子传输型电致红光材料及其制备方法，本发 明还涉及该分子材料在发光材料以及发光二极管以及照明器件制备中的应用。
技术介绍
1987年，美国柯达公司的Tang和VanSlyke制备了以小分子有机金属配合物八羟基喹 啉铝(Alq3)作为发光层的"三明治型"(阳极/发光层/阴极)薄膜电致发光器件，开创了有 极小分子电致发光的基础与应用研究。在过去二十年中，有机电致发光二极管(OLEDs) 由于其在新一代显示器和照明技术中的潜在应用而引起广泛注意。用于发光材料的小分子材料有荧光和磷光两类。荧光小分子材料是一种非常有潜力的 材料(结构确定、可控合成、常规有机化学方法纯化)，在电致发光器件中的应用正日益受 到重视。众所周知，材料的空穴以及电子的注入是否平衡是影响器件效率的重要因素，由 于红光材料本身的结构特点，容易导致浓度淬灭并且通常需要在器件结构中加入电子传输/ 空穴阻挡层。因此设计合成具有电子传输性的红光材料以减少器件结构中的电子传输/空穴 阻挡层将会使制备工艺大大简化。本化合物结构是一种典型的D-A-D结构，通过对各个组 成部分的改变或修饰可以方便地实现红光分子的功能化。最近， 一系列红光有机分子发光 材料被开发出来。然而，要制作商品化的发光器件，现在仍存在一些重要的挑战，包括材 料的外量子效率(EQE)，工作电压(功耗)，发光色纯度以及长期稳定性等都必须重新优 化选择。研究人员努力改善和提高发光器件性能的方法，其中材料是重要的因素之一。许 多研究小组一直致力于开发外量子效率(EQE)更高，工作电压(功耗)更低，发光色纯 度更好以及具有长期稳定性的分子发光材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有的技术缺点，提供可溶性电子传输型电致红光材料。该分 子材料具有制备简单，易于提纯，色纯度好，长期稳定性好的优点。适用于高分辨全色显示以及照明。本专利技术的另一个目的在于提供一种可溶性电子传输型电致红光材料的制备方法。 本专利技术还有一目的在于将所述可溶性电子传输型电致红光材料的应用于制备发光二极 管以及照明器件中发光层的应用。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案 电子传输型电致红光材料，其特征在于该材料具有如下化学结构式所述的R1为增溶性烷基、烷氧基或者垸氧基取代的苯基；所述的R2， R3是刚性基团， 为芳烃、稠环芳烃或其衍生物。所述的含有增溶性烷基，垸氧基，或者烷氧基取代的苯基R1具有如下结构单元中的一其中，R5是含碳数为l一20的垸基、烷氧,基或者氟原子。所述的R2， R3具有如下结构单元中的一种且R2， R3不同时为苯基:所述的电子传输型电致红光材料可溶于有机溶剂。所述电子传输型电致红光材料的制备方法包括如下步骤(1) 以刚性端基和4， 7 — 二 (3 —取代噻吩)一2， 1， 3 —苯并噻二唑为原料，通过钯 催化(Suzuki)偶联反应制备产品。刚性端基和4， 7_二 (3 —取代噻吩)一2， 1， 3 一苯并噻二唑的摩尔比为2: 1。(2) 或者以3位被增溶性基团I^取代后的2-溴噻吩作为反应原料，通过钯催化(Suzuki) 偶联反应引入刚性基团，然后用丁基锂在噻吩的5 —位做成硼酸酯。3位被取代后的2-溴噻 吩与刚性基团的摩尔比为h 1;(3) 以步骤(2)所得硼酸酯，通过钯催化(Suzuki)偶联与4， 7-二溴-2,1,3苯并噻 二唑进行反应，得到目标产物，硼酸酯与4， 7-二溴-2，l,3苯并噻二唑的摩尔比为2: 1。所述的钯催化(Suzuki)偶联反应引入刚性基团是指反应物在惰性气体保护下，反应温 度范围在70 110 °C，反应时间范围在8 24h，使用摩尔比为1%~3%的四(三苯基瞵)钯 作为催化剂。所述的钯催化(Suzuki)偶联反应与苯并噻二唑进行反应是指反应物在惰性气体保护 下，反应温度范围在70-110 °C，反应时间范围在8 24h，使用摩尔比为1%~3%的钯催化 剂。所述的可溶性电子传输型电致红光材料的在制备发光材料中的应用。 所述的可溶性电子传输型电致红光材料的在电致发光、照明及激光器件中的应用。 相比于已有材料和技术，本专利技术具有如下优点和有益效果(1) 可溶性电子传输型电致红光材料合成简单，提纯方便；(2) 电子传输型电致红光材料具有较好的溶解性和成膜性；(3) 可溶性电子传输型电致红光材料具有较高薄膜形态稳定性(真空蒸镀或者旋涂 成膜)；(4) 可溶性电子传输型电致红光材料高的光致发光和电致发光效率。 本专利技术所述的可溶性电子传输型电致红光材料是一种对称结构的分子设计，但是除了通常所用的将刚性端基直接与核相连以外，还可以采取与以往不同的合成路线，即先将3 位取代后的2-溴噻吩与刚性端基反应，反应后的产物的硼酸酯再与4， 7-二溴-2,1,3苯并噻 二唑反应。由于噻吩基团上的可溶性基团的引入以及整个分子的空间构型使材料可以溶于 多种有机溶剂，如甲苯，氯仿，氯苯等，并能够通过真空蒸镀或者旋涂的方法形成均匀的 薄膜。同时，由于苯并噻二唑自身的刚性以及引入的刚性基团使得材料具有较好的热稳定 性和较高薄膜形态稳定性，避免了材料在长期使用过程中结晶而影响器件的性能与寿命。具体实施方式以下结合具体实施例以及图例来对可溶性电子传输型电致红光材料的制备作进一步的 说明，但本专利技术所要求保护的范围并不局限于实施例所涉及的范围。 实施例l， l-溴-3， 5-二 (l-萘基)苯的制备将l-萘基硼酸(12.0g,7mmo1)， 1，3，5-三溴苯(10.0 g， 3 mmol)溶解在甲苯(100 ml)， Na2C03的水溶液(2 mol/L， 50 ml)和乙醇(20 ml)的混合液中，搅拌并用注射器针头排气 30分钟，迅速加入四(三苯基膦)钯(81 mg，0.07mmo1， 1.0%),反应温度90。C,在氮气 保护下加热回流24h后，冷却至室温并用二氯甲垸萃取，有机层用无水MgS04干燥，过 滤，减压除去溶剂后用硅胶柱分离，洗脱剂为石油醚，得到白色固体。 实施例2， 4,4,5，5-四甲基一2— (3， 5 — 二 (1—萘基)苯基)_ 1,3，2 — 二氧杂硼烷的制备:将l-溴-3， 5-二 (l-萘基)苯(4.0 g， 9.78 mmol)溶于干燥过的四氢呋喃(THF ，60 ml) 中，在-78 'C下逐滴加入正丁基锂(2.5 M, 5.1 ml， 12.8 mmol)，在N2气氛下反应1 h，再快 速加入2-异丙基-4,4,5,5-四甲基-l,3，2-二氧杂硼烷(2.7 ml， 13.0 mmol)，然后逐渐升到室温 反应8 h。将反应混合物倒入水中，并用二氯甲烷萃取。有机层用食盐水洗涤并用无水MgS04 干燥。减压除去溶剂后用硅胶柱分离，洗脱剂为石油醚/二氯甲烷的混合溶剂，得到白色产实施例3， 4， 7-二 (4-己基-5- (3， 5-二 (l一萘基)苯基)噻吩))苯并噻二唑的制备:<formula>formula see original document page 8</formula>将4，4，5，5-四本文档来自技高网...

【技术保护点】
可溶性电子传输型电致红光材料，其特征在于该材料具有如下化学结构式：　　　　＊＊＊　　　　其中，Ｒ１为增溶性烷基、烷氧基或者烷氧基取代的苯基；Ｒ２，Ｒ３是刚性基团，为芳烃、稠环芳烃或其衍生物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭辉，黄菊，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]