[发明专利]吡啶芴类有机电致磷光主体发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及基于将9-羟基-9-(2-吡啶基)芴的9位羟基用芳环取代使其功能化的制备方法，并涉及这些材料在制备过程中采用的步骤以及原料。

背景技术

自1987年邓青云报道了高亮度低电压具有三明治结构的有机发光二极管以来，有机电致发光二极管作为下一代平板显示和固体照明技术而受到广大科学工作者的高度重视及工业界精英极大的研究热情。同无机材料的显示器相比，有机电致发光显示器件有着其无法企及的诸多优势，如：材料来源广、能耗小、重量轻、体积小、制造工艺简单、对比度高、视角广、驱动电压低、颜色可调、响应速度快、发光效率高、柔性显示等等。因此，被誉为“21世纪平板显示技术”，是业界公认的最理想和最具发展前景的显示技术。。

有机电致发光材料分为荧光和磷光两类材料。而有机电致荧光材料由于其三线态激子存在自旋禁阻而不能有效利用其三线态激子能量，使其器件内量子效率一直存在25%的理论极限。与此相反，有机小分子电致磷光材料由于因重金属的旋轨耦合作用而使得其三线态激子通过系间穿越而有效发光，从而使得有机小分子磷光材料突破内量子效率25%的理论限制而达到100%。另外，其简单的制备方法及颜色可调等性能也备受科学工作者的青睐。2001 年Baldo 等把(ppy)₂ Ir (acac)掺杂在 TAZ中，制备了高效磷光器件，该器件的内量子效率几乎达到 100 %，其外量子效率达到19%。使得电致发光器件的效率得到空前的提高并引起了极大的轰动。然而，有机电致磷光器件通常是将客体材料掺杂到主体材料中，以防止客体材料在固体状态下发生浓度淬灭或三线态湮灭。因此制备有效的主体材料乃是制备稳定高效磷光器件的关键。为了能够获得高效的磷光器件，理想的主体材料需要满足以下几个条件：首先，主体材料需要有适当的三线态能级（即主体材料的三线态能级要大于客体材料），以防止发生能量反转；其次，合适的HOMO与LUMO能级，使其能够与相邻载流子传输层的能级相匹配，降低驱动电压提高发光效率；再次，主体材料要有高的热稳定性和良好的成膜特性，以提高器件的稳定性；最后，主体材料需要有良好的载流子注入和传输能力以及能够有效的平衡载流子使其在客体材料中有效复合发光，以提高器件的发光效率。因此，设计合成有效的主体材料是制备稳定高效发光器件的关键。

吡啶芴类因具有较大的三维空间位阻效应而具有稳定的无定形态及高的热稳定性，能够有效抑制客体磷光材料在薄膜状态下的浓度淬灭及三线态湮灭。另外，芴具有较高的三线态能级(2.95 eV)，通过对其9-位修饰而能够使其既具有良好的光电性能又因非共轭连接而具有适当的三线态能级。基于这种思想，本发明以9-羟基-9(2-吡啶基)芴通过付克反应，简洁高效的制备了一系列将9-羟基-9(2-吡啶基)芴功能化的发光材料，并对在OLEDs方面的应用进行了初步研究。

总之，本发明是在对当前有机电致发光材料全面了解的前提下，跟踪有机电子器件前沿动态，围绕有机电致发光材料的合成、EL器件的制备及其相关作用机制进行展开。以分子设计为指导，设计合成稳定有效的主体材料，制备稳定高效的磷光器件。

发明内容

技术问题：本发明的目的提供一种吡啶芴类发光材料及其制备方法和应用，设计合成基于一种吡啶芴类发光材料，制备稳定有效的主体材料, 其在电致发光、存储器件方面存在广泛应用。

技术方案：本发明是一种吡啶芴类发光材料及其制备方法和应用，该材料是将吡啶芴类中芴的9位氢原子位用不同的芳环取代使其功能化，其具有如下结构： 

通式I

通式I中，n = 1或2，Ar为芳环结构，其具体如下列结构：

。

 

通式I所代表的化合物均含吡啶芴类，所有引入的功能性官能团Ar均连接在芴的9位。

本发明的吡啶芴类有机电致磷光主体发光材料的制备方法为:  

a. 取2-溴吡啶加入到单口圆底烧瓶，在干冰丙酮及氮气保护下低温搅拌，取正丁基锂缓慢加入反应器中，低温反应0.5-5小时，取芴酮用THF溶解注入恒压滴液漏斗中，并加入乙醚稀释，滴加到反应器中，低温反应1-5 小时，然后常温反应；用水处理，用乙酸调pH约为中性，用二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩、柱层析得产品；