[发明专利]一类用于发光材料的有机硅化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机发光材料及其制备方法的技术领域，具体涉及一类以硅原子为中心、含有咔唑或其它氮杂环的官能化硅烷及其制备方法。

背景技术

自从1987年Kodak公司的C. W. Tang等人(见App1. Phy. Lett., 1987, 51, 913.)报道了以8-羟基喹啉铝(Alq)为发光层兼作电子传输层及芳香二胺作为空穴传输层的双层电致发光(EL)器件开始，有机电致发光器件(Organic Light-emitting Diodes，OLEDs)开始了突飞猛进的发展，并且近年来在各种消费性电子产品中大量被采用，如数位相机、行动电话、数位相框、PMP(Portable Multimedia Player)、行动电视、PND(Personal Navigation Device)。OLED具有体积小、重量轻、亮度高、成本低、视角宽，甚至可以弯曲折叠等优点，被业内人士认为是继液晶显示器(LCD)后的第四代显示器，具有巨大的应用前景。

目前有机电致发光材料研究很多，但此项技术存在着一个主要问题，即荧光材料的激发态浓度淬灭，并且还存在色彩纯度不够的缺陷。从化学的角度来看，可以设计合成具有立体位阻的多枝状或四面体状的材料，来避免或减少激发态的浓度淬灭。因此，从本世纪初，研究者将有机硅化合物，包括官能化硅烷，树枝状大分子，硅杂环戊二烯化合物等应用到此领域。其中，官能化硅烷不仅具有常规有机小分子的优点，如易合成、结构容易修饰等，同时还具有一些新的优势，如成膜性好，热稳定性高，光纯度高等等。

研究发现，官能化硅烷既可以作为发光层材料，也可以作为电子传输材料（ET）和空穴传输层材料(HT)，而且有的时候可以同时起到两种材料的作用。如美国专利US 6307083中，Igarashi等人合成了一系列的以Ph-CH=CH-为桥的官能化硅烷，将吡啶、芳胺、噻唑、吡嗪等官能团引入到有机硅化合物中，将这些化合物作为电子传输材料用于有机电致发光器件。如以含吡啶的硅烷作为电子传输层，在启动电压为13V时，发绿光，荧光亮度可达到4680 cd·m^-2。US 0214572中，Ogasawara等人合成了以苯基为桥含有咔唑、吲哚等杂环的硅烷，其中咔唑类衍生物是很好的空穴传输材料及发光材料。其它专利如US 0135167，US 0181200，US 6310231等也有类似的报道。

合成用于电致发光材料的含硅化合物通常是将具有发光、电子传输或空穴传输性能的官能团通过一定的有机合成反应与硅原子相连。但是，在这些已报道的有机硅化合物中，基本上只含有一种官能团，很难同时引入两种或两种以上的官能团，使得光学性能调节变得困难，限制了它们在有机电致发光材料中的应用，此外热稳定性也有待于提高。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述以有机硅化合物作为有机电致发光材料存在的如上问题，提供一类含有两种或两种以上官能团、具有高热稳定性的有机硅发光材料。

本发明的一类用于发光材料的有机硅化合物，是以硅为核的含有咔唑及其它氮杂环的有机硅化合物，其结构通式如下表示：

其中R³代表芳基、C₁-C₁₄烷基取代芳基、C₂-C₆烯基取代芳基， NR⁴、NR⁵代表五元、六元饱和或不饱和氮杂环及苯并体系；R¹，R²代表C₁-C₁₄烷基、C₂-C₆烯基、芳基、C₁-C₁₄烷基取代芳基、C₂-C₆烯基取代芳基。可以作为OLED的发光材料。

R³代表苯基；R¹、R²代表甲基、乙基、乙烯基、苯基中的一种或几种。

本发明合成路线如下所示：

本发明的合成步骤如下： 

a.N-取代咔唑衍生物的制备

在氮气保护下，将咔唑与金属钠在四氢呋喃混合，回流4h，冷却至室温；然后过滤除去未反应的金属钠，加入溴代芳烃，回流24h；再蒸除四氢呋喃，干燥，粗产品通过柱层析分离，以乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂，产物用无水乙醇重结晶，得N-取代咔唑衍生物；所述的咔唑与金属钠的摩尔比1:1.5~1:2。