[发明专利]含咔唑的有机半导体材料及制备方法和有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料领域，特别是涉及一种含咔唑的有机半导体材料及其制备方法和有机电致发光器件。

背景技术

随着信息时代的发展，高效、节能、轻质的有机电致发光平板显示器（OLEDs）及大面积白光照明越来越受到人们的关注。OLED技术被全球的科学家关注，相关的企业和实验室都在进行这项技术的研发。作为一种新型的LED技术，具有主动发光且轻、薄、对比度好、能耗低、可制成柔性器件等特点的有机电致发光器件对有机半导体材料提出了较高的要求。

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，而要实现全色显示及照明等应用目的，发光器件必须具有一定的效率和寿命。目前热稳定的蓝光材料较缺乏，这影响到白光器件的寿命及其发展。

发明内容

为解决上述高热稳定的有机电致发光蓝光材料较缺乏的问题，本发明旨在提供一种含咔唑的有机半导体材料，该有机半导体材料具有良好的空穴传输性能，同时具有较高的热稳定性，利于延长发光器件的使用寿命。

本发明还提供该有机半导体材料的制备方法及含有该有机半导体材料的有机电致发光器件。

一方面，本发明提供一种含咔唑的有机半导体材料，所述含咔唑的有机半导体材料为如下结构式所示的化合物P，简称DC_ZPAr：

其中，Ar为

本发明中，咔唑为富电子基团，具有良好的空穴传输性能，1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑为缺电子基团，具有良好的电子传输性能，咔唑与苯基及1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑单元形成共轭结构，使本发明的含咔唑的有机半导体材料具有良好的空穴及电子双重载流子传输性能，从而具有较高的发光效率；同时咔唑及1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑单元都具有一定的刚性，1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑单元具有一定的位阻，使本发明含咔唑的有机半导体材料具有较强的热稳定性。

另一方面，本发明提供一种含咔唑的有机半导体材料的制备方法，包括如下步骤:

分别提供如下结构式表示的化合物A和化合物B：

A为B为

在无氧状态和惰性气体氛围中，将所述化合物A、所述化合物B与有机钯催化剂混合，然后加入碱性溶液与有机溶剂，加热进行Suzuki耦合反应，制得含咔唑的有机半导体材料，即化合物P，

其中，Ar为

所述制备方法中Suzuki耦合反应的反应式如下：

其中，Ar为

优选地，所述化合物A与化合物B的摩尔比为1:(1~2)。

优选地，所述有机钯催化剂与化合物A的摩尔比为(0.05~0.1):1。优选地，有机钯催化剂为四(三苯基膦)钯、双(三苯基膦)二氯化钯或者三(二亚苄基丙酮)二钯。

优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。

优选地，所述碱性溶液为Cs₂CO₃水溶液、K₂CO₃水溶液或Na₂CO₃水溶液中的一种或多种，所述碱性溶液的浓度为2mol/L，碱性溶液中溶质的摩尔用量为化合物A的摩尔用量的20～25倍。

优选地，所述有机溶剂四氢呋喃、乙二醇二甲醚或甲苯。

优选地，所述Suzuki耦合反应的反应温度为75～120℃，反应时间为24～48小时。

优选地，所述含咔唑的有机半导体材料（即化合物P）的制备方法进一步包括分离纯化的步骤，所述分离纯化的步骤如下：将反应结束后得到的含有含咔唑的有机半导体材料的反应液加入饱和氯化铵水溶液中，用二氯甲烷萃取，有机相用氯化钠水溶液洗，干燥，旋蒸除去二氯甲烷后得到粗产物，随后将粗产物进行硅胶柱层析分离提纯，得到提纯后的含咔唑的有机半导体材料。

第三方面，本发明提供了一种有机电致发光器件，包括阳极、功能层、发光层和阴极，所述发光层的材质为如下结构式所示的含咔唑的有机半导体材料，

即化合物P：

其中，Ar为