[发明专利]有机电致发光半导体材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机发光材料技术领域，具体的说是涉及一种有机电致发光半导体材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光器件（Organic Light Emission Diode，以下简称OLED）是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。OLED的发光原理是基于在外加电场的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低未占有分子轨道（LUMO），而空穴从阳极注入到有机物的最高占有轨道（HOMO）。电子和空穴在发光层相遇、复合、形成激子，激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光材料，并激发电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能。

OLED具有发光效率高、材料选择范围宽、驱动电压低、全固化主动发光、轻、薄等优点，同时拥有高清晰、广视角、响应速度快、低成本以及色彩鲜艳等优势，是一种极具潜力的显示技术和光源，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，以及绿色照明技术的要求，因此，被业内人士认为是最有可能在未来的照明和显示器件市场上占据霸主地位的新一代器件。正是由于该OLED具有该优点，随着信息时代的发展，具有高效、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，同时对制备OLED的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。但是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。目前具有高效、稳定的蓝光材料较缺乏，影响了OLED器件效率和寿命的提升。

蒽单晶是最早使用的蓝色有机电致发光材料，但由于其易结晶而使器件不稳定。为了防止其再结晶，提高热稳定性，本领域技术人员对有机蒽单晶蓝色有机电致发光材料的进行了分子结构上的改进和探索，但是制备的蓝色有机电致发光材料依然存在下述问题，制约了作为OLED三基色材料之一蓝光材料在OLED器件中的应用：1.在电场下长时间工作或在升温回火程序中，蓝光材料的薄膜形态依然不稳定且容易结晶，很难形成无定形的膜；2.载流子传输性能差，荧光量子效率都不高。

另外，目前也有将含咔唑化合物作为电致发光材料，但是该类含咔唑化合物依然存在热稳定性和载流子传输性能差的不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种有机电致发光半导体材料，以解决现有有机电致发光材料热稳定性差易发生结晶现象和载流子传输性能差的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种产率高，易于操作和控制的有机电致发光半导体材料的制备方法。

本发明进一步的目的在于提供上述有机电致发光半导体材料的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种有机电致发光半导体材料，其分子结构通式为下述（Ⅰ）：

式中，R为苯基或C₁～C₆的烷基。

以及，一种制备上述有机电致发光半导体材料的方法，包括如下步骤：

提供如下结构式通式的化合物A、B：

在无氧、碱性环境中和有机金属催化剂、有机溶剂存在的条件下，将所述化合物A与B进行Suzuki偶联反应，得到如下结构通式为（Ⅰ）表示的有机电致发光半导体材料：

其中，化合物A、结构通式（Ⅰ）中的R为苯基或C₁～C₆的烷基。

以及，上述有机电致发光半导体材料在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件、有机非线性材料或/和有机激光器件中的应用。

上述有机电致发光半导体材料在咔唑基团1,8位上引入大位阻苯并咪唑基团，其起到立构位阻的作用，从而有效增强了该有机电致发光半导体材料的热稳定性能。同时，咔唑为平面刚性含氮富电子基团，具有较好的空穴传输性能，在其1,8位上引入缺电性的该苯并咪唑基团，通过咔唑基团和苯并咪唑基团协同作用，赋予该有机电致发光半导体材料优异的电子传输性能、空穴传输性能（载流子传输性能）和发光效率。另外，有机电致发光半导体材料还具有优异的溶解性和成膜性。正是由于该有机电致发光半导体材料具有优异的热稳定性、载流子传输等性能，扩宽了该有机电致发光半导体材料的应用范围。