[发明专利]一种有机半导体材料、制备方法和电致发光器件

说明书

技术领域

本发明属于光电材料领域，具体涉及一种有机半导体材料、制备方法和电致发光器件。

背景技术

1987年，美国Eastman Kodak公司的Tang和VanSlyke报道了有机电致发光研究中的突破性进展。他们首次利用真空蒸镀技术把具有空穴传输性的芳香族二胺和荧光效率较高并具有电子传输性的8-羟基喹啉铝(Alq₃)组合制备出了双层有机电致发光器件。器件在10V驱动电压下，发射绿光，亮度高达1000cd/m²，效率达到1.5lm/W，寿命超过1000小时。这个里程碑式的工作使人们看到了有机电致发光实用化和商业化的美好前景。

采用主客体掺杂的电致磷光器件，在发光过程中可以同时利用单线态和三线态激子，理论上内量子效率可以达到100％，因此采用这种主客体掺杂的电致磷光器件成为提高器件效率的主要途径。主体材料的选择至关重要，尤其是目前蓝光主体材料比较缺乏，主体材料应满足以下条件：一是主体的发射光谱和客体的吸收光谱有较大的重叠，这样主体受到激发后，能量能够顺利地转移给客体分子；二是主体对客体的激子能量的猝灭作用小，即主体的三线态能量要高于客体；三是主体材料应具有良好的载流子迁移性质；四是主体和客体之间应具有良好的相容性，防止相分离而导致浓度猝灭。

Chiechi等[Adv Mater 2006，18，325]报道了一个刚性的荧蒽衍生物7，8，10-三苯基荧蒽(TPF)，采用其作为蓝光材料，这种化合物合成简单，只需要两步，并且在固态具有较高的荧光量子效率(0.86)和空穴迁移率。芴由于具有大的带隙能而被科学家们广泛用作潜在蓝光材料，而且芴具有独特的一些优点，如热稳定性好、高的空穴迁移率、高的三线态能级，易加工处理、固态荧光量子产率高等，因此备受科学家们的亲睐。然而，芴和荧蒽的电子传输性能都不好。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种有机半导体材料，该有机半导体材料含有芴、荧蒽及二苯膦氧基，其中二苯膦氧基具有良好的电子传输性能，本发明有机半导体材料为蓝光主体材料提供了新的可选择的品种。本发明还提供了该有机半导体材料的制备方法，以及包含该有机半导体材料的电致发光器件。

一方面，本发明提供了一种有机半导体材料，所述有机半导体材料的化学式如式(I)所示：

R为C₁～C₁₂的直链烷基。

本发明中，有机半导体材料含有芴、荧蒽及二苯膦氧基，刚性取代基荧蒽使材料具有优异空穴传输性能，荧蒽基团具有优异的荧光量子效率，并且由于结构中引入了芴基团，芴具有高的三线态能级和空穴传输性，提高了材料的溶解性，提高了材料的成膜性，另外二苯膦氧基具有好的电子传输性能，此种材料可作为高效磷光电致发光器件的主体材料，有利于得到高效电致发光器件。

第二方面，本发明提供了一种有机半导体材料的制备方法，包括如下步骤：

提供化合物D：在惰性气氛下，将化合物D溶解于有机溶剂中，降温至-78℃，向溶有化合物D的有机溶剂中加入正丁基锂，所述化合物D与所述正丁基锂的摩尔比为1∶1.1～1.2，搅拌1～5h后加入二苯基氯化膦，所述化合物D与所述二苯基氯化膦的摩尔比为1∶1.1～1.2，将反应温度升至室温搅拌反应3～12h，加入水终止反应后，萃取有机层，采用硅胶层析分离提纯得到固体产物，将所述固体产物溶解到二氯甲烷或氯仿中并加入双氧水氧化12～24小时，制得有机半导体材料，所述有机半导体材料的化学式如式(I)所示：

R为C₁～C₁₂的直链烷基。

优选地，硅胶层析分离提纯步骤采用石油醚和二氯甲烷作为淋洗液进行硅胶层析分离。

优选地，该制备方法进一步包括后处理步骤，所述后处理步骤为将有机半导体材料溶解后采用饱和食盐水和蒸馏水洗涤，旋蒸溶剂后采用乙酸乙酯和甲醇作为展开剂经过硅胶柱分离纯化。

优选地，有机溶剂选自四氢呋喃、乙醚、异丙醚、乙基丁基醚或乙二醇二甲醚。

优选地，化合物D：的制备方法如下：

提供化合物B：R为C₁～C₁₂的直链烷基，

及化合物C：