[发明专利]一种可溶液加工的以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电技术领域，具体涉及一种以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料及其制备方法与应用。

背景技术

有机发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备等优点得到人们广泛的关注。1987年美国柯达公司的邓青云博士采用三明治器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度可达到1000cdm^-2，使OLED获得了划时代的发展。

有机发光二极管的核心部位是发光层材料。为了降低发光材料的浓度猝灭从而提高器件效率，一般将发光材料以1％-10％的质量比掺杂到一定的主体材料中，故而主体材料分子对器件性能起着至关重要的角色。双极性小分子一般指将电子给体单元与电子受体单元同时引入到一个分子结构中，从而实现电子和空穴的平衡传输以最大效率地利用激子，提高器件效率。且双极性小分子的结构使得器件的结构简化。

另一方面，基于溶液加工的有机发光二极管由于制备成本更低，材料延展性更好，可用于大规模生产引起了人们的广泛关注。这种新型的技术正在逐步走向工业化生产，因而开发基于溶液加工的双极性小分子主体材料具有实用化价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料，该材料具有良好的电子和空穴传输性能，具有较高的三线态能级，可以平衡载流子的注入与传输，使得更多的电子与空穴有效复合产生激子，从而提高基于该双极性小分子主体材料的器件的发光效率。

本发明的目的还在于提供所述以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料的制备方法。

本发明的目的还在于可以采用有机溶剂进行加工，提供所述以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料在制备发光二极管中的应用。

本发明的具体技术方案如下。

一种可溶液加工的以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料，化学结构式如下：

式中，X为C、N、O、Si、S或Se原子；R₁为碳原子数1-30的直链或者支链烷基；Ar为吸电子单元。

进一步地，吸电子单元Ar为如下结构式中的任意一种：

式中，R为碳原子数1-30的直链或者支链烷基。

所述的一种可溶液加工的以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料，通过将杂原子引入芴9位，调节连接的受体单元，得到分子量较大的受体-给体-受体(A-D-A)分子结构的主体材料，使材料得以应用于成本更低的溶液加工工艺。以杂核芴为核，一方面使9位上的杂原子具有一定的给电子特性，另一方面则很好地改善材料在有机溶剂中的溶解性。

所述的一种可溶液加工的以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料的制备方法，包括如下步骤：

氮气气氛下，将杂核芴单体及含Ar吸电子单元的硼酸酯单体通过Suzuki聚合反应，制备得到所述以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料。

进一步地，所述杂核芴单体与吸电子单元的硼酸酯单体的摩尔比为1:2.0～2.3。

进一步地，所述Suzuki反应采用Pd(PPh₃)₄为催化剂。

进一步地，所述Suzuki反应的温度为110～120℃，时间为10～12小时。

所述的一种可溶液加工的以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料应用于制备发光二极管或平板显示器的发光层，将以杂核芴单元为核的双极性小分子主体材料与辅助发光材料用有机溶剂溶解，再通过旋涂、喷墨打印或印刷方法成膜，得到发光二极管或平板显示器的发光层。

进一步地，所述辅助发光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱的衍生物(IrG)。

进一步地，所述双极性小分子主体材料与辅助发光材料的质量比为9:1～99:1。

进一步地，所述有机溶剂包括乙醇。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明首次使用杂核芴为中心合成了双极性小分子材料，合成方法简单，容易提纯，有利于工业化应用。

(2)本发明制备的双极性小分子材料具有良好的溶解性、成膜性和薄膜形态稳定性，基于该双极性小分子材料的发光层在制备器件时不用退火处理，使得制备工艺简单。

(3)本发明的双极性小分子主体材料具有良好的电子和空穴传输性能，保证了基于该双极性小分子材料的发光层中载流子的平衡传输，从而显著提高了器件的效率。

附图说明