[发明专利]一类基于1,3,6,8－四芳基－9－烷基取代咔唑衍生物及在发光二极管中的应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一类含9-烷基取代-1，3，6，8-四芳基咔唑衍生物及其制备方法和作为电致发光材料在有机平面显示器件及其白光照明器件中的应用。

背景技术：

1987年Eastern Kodak公司C.W.Tang等在文献(C.W.Tang，S.A.Vanslyke Appl.Phys.Lett.1987，51，913)和专利US4356429中发明了三明治结构的器件，采用荧光效率很高、有电子传输特性且能用真空镀膜的8-羟基喹啉铝(Alq3)和具有空穴传输特性的芳香族二胺(diamine)制成均匀致密的高质量薄膜，并制成有机EL器件，才使有机电致发光材料与器件的研究工作进入实用的时代。1990年英国剑桥大学Cavendish实验室的Friend等报道了在低电压下高分子电致发光的现象，揭开了高分子平板显示研究的新领域；1992年美国宾夕法尼亚州立大学的Heeger等首次发明了用塑料作为衬底制备可变形的柔性显示器，将有机电致发光显示器件最为迷人的一面展现在人们面前。1997年美国普林斯顿大学的Forrest等发现磷光电致发光现象，突破了有机电致发光材料量子效率低于25％的限制，使有机电致发光显示器件的研究进入一个新发展时期。

咔唑(carbazole)及其衍生物是典型的蓝色发光材料，具有很高的荧光量子效率，很好的光、热和化学稳定性，被认为是最好的发光材料之一。目前常用的磷光主发光材料的化学结构中几乎都含有咔唑基团，而且咔唑基团的衍生物都具有空穴传输的特性[(1)D.M.Pai，J.E.Yanus，M.Stolka J.Phys.Chem.，1984，88，4714；(2)X.Gong，M.R.Robinson，J.C.Ostrowski，D.Moses，G.C.Bazan，A.J.Heeger Adv.Mater.，2001，14，581]。最常被使用的主体发光材料为4，4’-双(9-咔唑基-)联苯(CBP)，CBP被报道具有双偶极传输的性质【H.Kanai，S.Ichinosawa，Y.Sato Synth.Met.，1997，71，195】，使用CBP的绿色、黄色和红色磷光器件的内部量子效率可达60～80％[J.Am.Chem.Soc.，123，4304(2001)；Jpn.J.Appl.Phys.Part 2，38，L1502(1999)；Org.Electron.，2，37(2001)；Nature(London)，403，750(2000)；Appl.Phys.Lett.，79，1045(2001)；Synth.Met.，122，203(2001)]，外部量子效率可高于10％。不过CBP的三重激发态能量只有2.56eV，若是掺杂具有高三重激发态能量(＞2.65eV)的蓝色磷光材料时，会发生将能量回传给主发光材料的现象，使器件的外部量子效率降为只有(5.7±0.3)％[Appl.Phys.Lett.，79，2082(2001)]。后来陆续开发出了各种含有咔唑基团的衍生物作为磷光器件的主体发光材料，较有名的有4，4’，4”-Tris(9-carbazoyl)triphenyl(TCTA)[Appl.Phys.Lett.，79，156(2001)]，采用空穴传输材料TCTA作为主发光材料，再利用星状的C60F42(CF-X)作为空穴和激子阻挡层，掺杂Ir(ppy)₃的器件，在3.52V的驱动电压下，外部量子效率可以提升到19.2％。

要提高蓝色磷光器件的效率，就必须使用高三重激发态能量的主发光材料，为此开发出了N，N’-dicarbazolyl-2，5-benzene(mCP)[New J.Chem.，26，1171(2002)；Appl.Phys.Lett.，82，2422(2003)]，此材料是将著名的主发光材料CBP的共轭系统缩短，将两个咔唑基团作为苯环的间位取代基，使mCP的三重激发态能量上升至2.9eV，两个咔唑取代基的空间位阻使得整个分子平面发生扭曲，可以减少因为客体发光材料堆积而产生浓度淬灭现象。将三重激发态能量为2.65eV的Iridium bis(4，6-difluorophenyl)-pyidinato-N，C²’)picolinate(FIrpic)蓝色磷光客体材料掺杂到mCP中，器件的外量子效率可以提升至(7.8±0.8)％。