[发明专利]一种基于菲并‑S,S‑二氧‑二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料领域，具体涉及一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

有机发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备等优点得到人们广泛的关注。OLED的研究始于20世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士采用三明治器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度可达到1000cd m^-2，使OLED获得了划时代的发展。

OLED器件由阴极、阳极和中间的有机层构成，有机层一般包括电子传输层、发光层和空穴传输层，首先电子和空穴分别从阴阳两极注入，并分别在功能层中进行迁移，然后电子和空穴在合适的位置形成激子，激子在一定范围内进行迁移，最后激子发光。

为了早日实现有机/高分子电致发光器件的商业化，除了应满足能够实现全色显示、单色纯度高、热化学稳定性好和使用寿命长等要求外，还希望器件具有高的发光效率。目前影响OLED器件效率的主要因素之一是材料本身的电子和空穴传输注入的不平衡。因此，为了获得高效的OLED器件，必须合理调节材料的电子空穴传输与注入的平衡。

近年来，双极性材料因具有平衡的空穴和电子载流子流，在有机电致发光领域吸引了人们广泛的关注，而且该材料使得器件的结构简化。这种新型的技术不仅在理论研究领域被科学家所青睐，而且正在逐步走向工业化生产，因而开发双极性材料具有实用化价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料。该材料具有良好的电子和空穴传输能力，可以平衡载流子的传输，使得更多的电致和空穴有效复合产生激子，进而提高发光效率。

本发明的目的还在于提供所述的一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述的一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料在制备发光二极管的发光层中的应用。

本发明的具体技术方案如下。

一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料，具有如下结构式：

式中，Ar₁为给体单元；R₁-R₄为氢、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或者支链烷基、碳原子数1-20的烷氧基，或为-(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-X，其中，n＝1-10，m＝1-10，X为如下结构中的任意一种：

进一步地，给体单元Ar₁为如下结构中的任意一种：

制备所述的一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料的方法，包括如下步骤：

以菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元为核，通过Suzuki偶联反应，将给体单元连接在菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元上，得到所述基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料。

进一步地，所述Suzuki偶联反应的温度为110～160℃，时间为18～24小时。

进一步地，所述Suzuki偶联反应在氩气氛围下进行。

所述的一种基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料在制备发光二极管的发光层中的应用，将所述基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料用有机溶剂溶解，通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，得到发光二极管的发光层；基于该发光层的发光二极管可应用与制备平板显示器。

进一步地，所述有机溶剂包括氯苯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明首次以菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元为中心，菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩是一种很好的电子传输单元，有利于电子的注入与传输，再引入给电子单元，形成D-A-D型双极性小分子发光材料；

(2)本发明的基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料，由于同时含有电子传输单元和空穴传输单元，具有了较高的荧光量子产率，有利于材料的器件效率提高；

(3)本发明的基于菲并-S,S-二氧-二苯并噻吩单元的双极性小分子发光材料，具有较好的溶解性，通过包括旋涂、喷墨打印或印刷方式进行加工成膜；