[发明专利]含咔唑基二苯乙烯衍生物结构的新型有机发光材料的合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机发光材料技术领域，特别涉及高玻璃化转变温度的发光材料以及聚集诱导发光材料的合成方法。 

背景技术

基于有机发光二极管(OLED)器件的薄膜显示器，它以更薄、更轻、主动发光、亮度高、色彩丰富、效率高、响应速度快、高清晰、广视角、功耗低、成本低、可卷曲、耐低温和抗震性能优异等众多优点而被喻为“梦幻显示器”(文尚胜、李爱源、文斐等，柔性有机电致发光器件的研究进展.量子电子学报，2007，24(6)：664)。现被公认为是继液晶显示LCD、等离子显示PDP后的新一代图形图象显示器件，其潜在应用前景引起了世界各国企业、科研机构的极大重视。但是OLED在发展过程中遇到了瓶颈问题，就是OLED器件的发光效率和寿命没能达到实际应用要求，因此，到目前为止，还没有OLED显示器真正商业化。有机电致发光材料是OLED的重要组成部分，它直接决定着OLED器件的发光效率与寿命，因此，研究开发OLED发光材料是OLED技术研究的重要组成部分，世界各国的主要研究机构投入大量的人力和物力开展这方面的工作。全色OLED器件需要红、绿、蓝三原色发光材料，目前绿光材料已经达到实用水平的要求，但蓝光和红光材料性能还有较大的差距，主要是发光效率低、稳定性差寿命短。从已报道的文献来看，像DPVBi常被用于制备OLED器件的蓝光发光材料，但是它的玻璃化温度(Tg)只有64℃，而绝大多数的发光材料的玻璃化温度在120℃以下(S.K.Kim，B.Yang，Y.G.Ma，J.H.Lee，J.W.Park，J.Mater.Chem.2008，18：3376.)。很显然的，Tg低是OLED稳定性差，寿命短的主要原因之一；另一方面，由于聚集淬灭现象的存在，绝大多数的发光材料在固态时发光效率和强度明显比在溶液中低，而发光材料在OLED中是以固体状态使用，因此克服聚集淬灭也是目前主要的研究方向。倘若有这样的材料，越是固态，发光效率和强度越高，它就是聚集诱导发光(AIE)材料，是近年来发现的一种新型功能材料(J.D.Luo，Z.L.Xie，J.W.Y.Lam，L.Cheng，H.Y.Chen，C.F.Qiu，H.S.Kwok，X.W.Zhan，Y.Q.Liu，D.B.Zhu，B.Z.Tang，Chem.Commun.2001，1740；B.K.An，S.K.Kwon，S.D.Jung，S.Y.Park，J.Am.Chem.Soc.2002，124，14410.)，这对克服材料和器件的老化问题，提高器件的使用寿命具有重要 的作用，而这种材料也可以作为刺激响应功能材料应用于化学/生物传感器。 

发明内容

本发明的目的是为了合成高Tg和具有AIE功能的发光材料，提高OLED发光材料的发光效率和寿命，提供一类含咔唑基二苯乙烯衍生物结构的新型有机发光材料，其具有高玻璃化转变温度和聚集诱导发光性能，非常适用于制备有机电致发光材料器件中的发光层材料或作为刺激响应功能材料应用于化学/生物传感器。 

本发明的另一个目的是提供上述发光材料的合成方法，合成工艺简单，纯化容易，所合成的含咔唑基二苯乙烯衍生物结构的有机发光材料具有高的热稳定性，高的玻璃化温度，高的发光强度。 

本发明的新型发光材料的结构如通式(1)所示。合成该发光材料的关键中间体的结构如通式(2)、(3)和(4)所示。根据所设计目标产物的结构要求，本发明的含咔唑基二苯乙烯衍生物结构的新型有机发光材料的合成方法有如下几种，例如：①利用结构如通式(2)的中间体直接和二膦酸酯叶立德试剂反应；②先将结构如通式(2)的中间体和卤代单膦酸酯叶立德试剂反应，转变成结构如通式(3)的中间体，再和二硼酸或有机锡化合物进行偶联反应进行合成，本发明优先采用二硼酸化合物；③利用结构如通式(3)的中间体和对乙烯基苯硼酸以及对甲酰基苯硼酸反应，转变成结构如通式(4)的中间体，再利用Heck反应或Wittig反应合成所设计目标产物。 

其中R₁，R₂，R₃，R₄选自H、C_1～8烷基，C_1～4烷氧基，二芳香氨基，咔唑基，取代咔唑基，苯基以及含取代基苯基和其它芳香基(如萘环等)；X为卤素基团，优选为Br；Ar为各种芳环或芳杂环，Ar优选结构如下：