[发明专利]一种共轭树枝状电致纯红光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光材料领域，特别涉及一类新型稳定的共轭树枝状分子材料及其制备方法，它们可以作为纯红光材料应用于有机电致发光二极管(OLED)的发光层。

背景技术

近年来，有机电致发光二极管(OLED)逐渐成为平面显示领域的重要发展方向，因其无需背景光源，无视角问题，轻便，可柔屏显示，并且工艺简单成本低等特点，受到人们越来越多的重视。OLED器件，是通过电场下从阳极注入空穴和阴极注入电子，在有机发光层复合成激子，最后激子退激发出可见光。通常，好的有机发光材料必须具备高的量子效率，好的成膜性，以及优秀的光、电稳定性。OLED发光材料，按照化合物结构可以分为有机小分子和高分子聚合物两大类，其中小分子为单一化合物，纯度高，易修饰，发光亮度和色纯度较好，但是小分子一般需要蒸镀成膜，成本高，而且小分子材料的玻璃化转变温度低，器件工作时产生的焦耳热易使小分子材料重结晶，降低器件的寿命；与之相比，高分子聚合物的发光材料可以避免这样的晶体析出，而且这类材料可以通过廉价的旋涂或喷墨打印的方式成膜，材料利用率高，另外，旋涂或喷墨打印工艺决定了高分子发光材料可以实现更大尺度的平面显示，但是，高分子材料是多分散的聚合物，纯度不易提高，在颜色和亮度方面不及小分子发光材料；而分子量介于有机小分子和高分子聚合物之间，更接近高分子聚合物尺度的共轭树枝状分子，兼具二者优点，因为树枝状分子是单分散的，纯度高，无结构缺陷，发光亮度和色纯度高，且树枝状分子不易结晶，能够通过旋涂或者喷墨打印成膜，另外，树枝状分子枝化的结构还能够有效的阻止分子内和分子间的聚集，而分子的聚集可能造成荧光的淬灭和/或激基复合物(eximer，会造成长波长的不纯光发射)的形成。因此，共轭树枝状分子在OLED领域受到越来越多的重视。

OLED器件为了实现全彩显示，必须获得发射红绿蓝三原色的有机发光材料。目前绿光材料的发展最为完善，出现了许多商品化的性能优良的产品，而蓝光材料存在稳定性差的问题，红光材料的发光效率较低。在红光材料领域中，传统方法是采用小分子红光发射材料掺杂在具有较高能量发射的母体材料当中，利用分子内或者分子间能量转移从而获得纯度较高的红光发射。但是此类方法对于掺杂工艺要求较高，在母体材料当中掺杂的小分子材料范围很窄，浓度过高会导致小分子发光材料聚集而发生自淬灭作用，浓度过低又会使得器件整体发光效率降低，同时母体材料的部分能量由于不能完全转移而自身发光，使得器件色纯度降低。同时掺杂工艺使得器件的制作复杂，并不适合工业化的大规模生产。上世纪末，人们开始尝试使用共轭树枝状分子来制备红光材料，合成了以卟啉为核心，以共轭或非共轭树枝状化合物为臂端一类衍生物，但是由于此类材料合成上的难度以及分子本身结构导致分子内和分子间能量转移并不充分，所以并没有典型的OLED器件效率的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的共轭树枝状分子的红光材料，以及一种采用这种红光材料作为发光层的电致发光器件。

本发明的红光材料是一种以卟啉为核、以三聚茚为桥联、以寡居芴为天线分子的共轭树枝状分子及其衍生物，其结构通式如下式A所示：

上式中，R₁代表氢、烷基、寡聚醚链。

R₂代表非共轭基团、π-共轭基团，或者是非共轭基团与π-共轭基团以各种取代方式连接的组合。所述非共轭基团包括烷基、烷氧基、寡聚醚链及其组合；所述π-共轭基团包括芳基以及芳基的寡聚物。

上文所述的烷基一般是指具有1-20个碳原子的直链或支链的烷基，优选具有4-8个碳原子的直链或支链烷基，例如：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正己基等。

上文所述的烷氧基一般是指具有1-20个碳原子的直链或支链的烷氧基，优选具有4-8个碳原子的直链或支链烷氧基，例如：甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正己氧基等。

上文所述的寡聚醚链一般是指具有1-20个碳原子的直链或支链的醚链，例如二缩乙二醇链、三缩乙二醇链。最优选二缩乙二醇链。

上文所述芳基一般指具有6～15个碳原子的芳基，优选为苯基、噻吩基、吡咯基、芴基、咔唑基等。

本发明的纯红光材料例如具有如下1、2所示结构的共轭树枝状分子：

上式中，R₁＝n-C₆H₁₃。