[发明专利]基于硅嗪单元的光电功能材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于硅嗪单元的光电功能材料及其制备方法和应用，该光电功能材料的结构式如式I或式II所示：其中R₁是苯基，R₂是甲基或苯基。其制备方法是将咔唑与邻溴碘苯或1,4‑二溴‑2,5‑二氟苯反应，再将含溴中间体与正丁基锂反应，然后加入二苯基氯硅烷或甲基苯基氯硅烷，最后将硅氢衍生物与叔丁基过氧化氢反应，得到基于硅嗪单元的光电功能材料。本发明的光电功能材料有高的三线态能级，具有较好的空穴传输性能的同时具有一定的电子传输性质，且合成原料廉价。利用本发明材料制备的有机电致磷光器件具有较低的启亮电压，较高的效率和稳定的发光性能。

技术领域

本发明属于电致发光材料技术领域，具体涉及一种基于硅嗪单元的光电功能材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光二极管(Organic light-emitting diodes,OLEDs)是新一代的显示和照明技术。相比于现在广泛应用的无机发光二极管(light-emitting diodes,LEDs)，OLED具有器件轻薄、亮度高、成本低、视角广等优点，近年来受到科研工作者的广泛关注。根据自旋量子统计，在电致激发条件下，产生单线态激子和三线态激子的比例约为1:3，而传统的电致荧光器件只能利用单线态激子发光，内量子效率极限为25％，大大限制其商业化应用。而电致磷光器件(phosphorescent organic light-emitting diodes,PhOLEDs)能够同时利用单线态和三线态激子，激子利用率可以达到100％。同时为了防止发光材料广泛存在的浓度猝灭效应，一般将发光材料分散在主体材料中，因此主体材料的性能对磷光器件的整体性能影响很大。较好的主体材料一般需要满足以下要求：1)主体材料的前线轨道分布与客体材料相匹配，保证载流子的有效注入；2)有较高的三线态能级，防止三线态能量从客体回传到主体；3)较好的热稳定性和化学稳定性；4)较高的载流子迁移率。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于硅嗪单元的光电功能材料及其制备方法和应用，该材料具有优良的光电性能、热稳定性和溶解性，并且制备简便，成本低廉。

技术方案：基于硅嗪单元的光电功能材料，其结构式如式I或式II所示：

其中R₁是苯基，R₂是甲基或苯基。

上述基于硅嗪单元的光电功能材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，对于式I，在氮气保护下，将咔唑、碘化亚铜、碳酸钾溶解于二甲苯中，再加入邻溴碘苯进行反应，萃取后提纯，得到含溴中间体；

对于式II，在氮气保护下，将咔唑、碳酸钾溶解于二甲亚砜中，再加入1,4-二溴-2,5-二氟苯进行反应，得到含溴中间体；

步骤2，在氮气保护下，将含溴中间体溶解于四氢呋喃中，再加入正丁基锂反应，得到反应体系；

步骤3，向反应体系中加入二苯基氯硅烷或甲基苯基氯硅烷，升温至室温进行反应，萃取后提纯，得到硅氢衍生物；

步骤4，在氮气保护下，将硅氢衍生物、四丁基碘化铵溶解于苯中，加入叔丁基过氧化氢反应，萃取后提纯，得到基于硅嗪单元的光电功能材料。

优选的，步骤1中，咔唑与邻溴碘苯的摩尔比为1:1.2～1.5，咔唑与1,4-二溴-2,5-二氟苯的摩尔比为2～2.5:1；反应温度为140℃，反应时间为48小时。

优选的，步骤2中，含溴中间体与四氢呋喃的摩尔比为1:1～2，反应温度为-78℃，反应时间为1～2小时。

优选的，步骤3中，含溴中间体与二苯基氯硅烷或甲基苯基氯硅烷的摩尔比为1:1.5～3，萃取用二氯甲烷和水，反应时间为12小时。