[发明专利]一种新型电致发光材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型电致发光材料及其应用，具体涉及一种含咔唑和螺芴的小分子发光材料，并涉及该材料在有机电致发光、有机场效应管、有机太阳能电池等领域的应用。

背景技术

近年来，有机电致发光器件已经成为海内外非常热门的新兴平板显示器产业，被认为是下一代的“明星”平板显示技术。由于其具有自发光、广视角、响应速度快、发光效率高、面板厚度薄、材料选择范围宽、驱动电压低、可实现柔性显示等诸多优点，必定将成为液晶显示器、等离子体显示器等的强有力的竞争对手。由于各界多年来的投入和努力，OLED在基础科学上的发展有了极大地发展，但是有机电致发光器件是近二十年发展起来的新兴技术，尚有许多关键问题没有得到真正解决，主要是在发光材料的优化、彩色化技术、高分辨显示技术、有源驱动技术和封装技术等方面仍存在着重大基础问题，使得有机电致发光器件的寿命短，效率较低。

用于有机电致发光器件的材料主要包括电极材料、载流子传输材料、发光材料。电极材料分为阴极材料和阳极材料，载流子传输材料包括电子传输材料和空穴传输材料，其中发光材料在OLED中是最重要的材料。实现彩色显示需要高效率和高色纯度的红、绿、蓝三种颜色发光。在与红绿蓝三色发光显示材料中,红色和绿色发光材料性能稳定，使用寿命长，已经满足了实用化需要；但高效稳定的蓝色发光材料仍然较少，发光效率较低，使用寿命相对较短，很大程度上影响了有机发光器件的发展，阻碍了全彩色OLED以及白光器件的产业化步伐。

有机电致发光材料的发光性能主要取决于其化学结构，一般来说，一个强的荧光物质所需具备的结构特征主要有以下两点：具有大的共轭键结构，特别是平面结构；取代基团中有较多的给电子取代基。螺环芳香类化合物具有大的共轭体系和特有的螺共轭效应，较好的刚性共面性，玻璃化温度高，热稳定性好，因此，近年来成为科学家们的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于有机电致发光器件中，能得到色纯度高及效率高的蓝色发光的材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型电致发光材料，简称为MCSF，结构式如式1所示：

式1，

其中，所述式1中，R₁、R₂、R₃及R₄的结构式均为氢和以下结构式中的至少两个，且所述R₁、R₂、R₃及R₄的结构式相同或者不相同：

式2

其中，所述R₅和R₆均可为氢、任意长度的烷基、含氧烷基、咔唑基或取代的咔唑基中的任意一种或几种的组合；所述Ar包括萘、蒽、菲或芘等的芳香化合物中的任意一种。

本发明的有益效果是：

本发明的新型电致发光材料应用于蓝色有机电致发光器件中，显示出很高的色纯度，主要优点在于：

1.采用以螺二芴为中心，连接两个苯基咔唑，形成扭曲非平面结构，有效避免了分子间的聚集，具有较高的荧光量子效率，以硫酸奎宁为基准，测得化合物DCSF 1在氯仿溶剂中的荧光量子效率为0.92，化合物TCSF在氯仿溶剂中的荧光量子效率为0.95。

2.具有很好的热稳定性，玻璃化转变温度和分解温度都很高。

3.具有很好的电致发光特性，以化合物DCSF1为发光材料制备的蓝色有机电致发光器件，器件的发光波长为424nm，CIE坐标为(0.16,0.10)，很接近NTSC的标准蓝色(0.14,0.08)。

4.该材料具有适合的分子能级，适合做蓝色荧光或磷光材料的发光材料，同时具有红色和绿色应用的潜力。

本发明中新型电致发光材料的制备方法，包括如下步骤：

通过2,7-二溴螺二芴、2,2’-二溴螺二芴、2,2’,7-三溴螺二芴和2,2’,7,7’-四溴螺二芴与咔唑芳香硼酸的Suzuki反应制得上述式1所示的化合物。

其中，在上述步骤中，Suzuki反应是在氮气或其他惰性气体的保护下，以Pd(PPh₃)₄或醋酸钯为催化剂，在80～100℃的条件下回流反应12～36小时。