[发明专利]含吡啶基团的通用型双极主体材料及其制备与在有机发光二极管中的应用

说明书

本发明属于有机光电材料技术领域，公开了含吡啶基团的通用型双极主体材料及其制备与在有机发光二极管中的应用。所述含吡啶基团的通用型双极主体材料的结构如下，其中，n为1～10的整数，R₁为氢原子或烷基链，Ar为芳香环衍生物给电子基团。本发明还公开主体材料的制备方法。本发明的主体材料增加了三线态能量，兼具优异的电子传输性能和空穴传输性能；能够制备具有高效率、低效率滚降等优异性能的蓝光、绿光和红光PHOLEDs，利用该主体材料有望实现单一主体的高性能白光PHOLEDs。本发明的主体材料应用于有机光电器件领域。

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，特别涉及一类含吡啶基团的通用型双极主体材料及其制备与在有机发光二极管中的应用。

背景技术

以过渡金属配合物为发光材料的磷光有机发光二极管(PHOLEDs)由于能够同时捕获单重态和三重态激子，实现接近100％的内部量子效率，因此受到人们的广泛关注。然而，磷光材料激发态寿命较长，当三线态激子浓度较高时容易形成三线态-三线态凐灭和三线态-极化子间凐灭。为了降低三线态激子浓度猝灭效应的影响，在制备发光器件时，磷光材料常常作为客体分散到主体材料基质中以构成发射层。当前PHOLEDs的主体材料研究进展较为深入，已经实现了高度商业化。

但是现有主体材料依然存在以下问题：(1)单一主体材料难以同时用于制备蓝色、绿色和红色等多种光色的高效磷光器件。这导致我们在制备高性能白光PHOLEDs时，需要使用多种主体材料，分别掺杂不同光色的磷光染料构成发射中心，增加了器件结构的异质性；(2)当前大部分商业化主体材料为空穴传输型主体材料或电子传输型主体材料，由于载流子传输性能的不平衡，单极的主体材料容易形成窄的激子复合区域，加快三重态-三重态湮灭过程，从而导致发光效率下降。

发明内容

为了解决传统白光PHOLEDs的结构异质性，提高主体材料载流子传输性能的平衡性，实现单一主体材料的高性能白光PHOLEDs，本发明的首要目的在于提供一类含吡啶基团的通用型双极主体材料。该主体材料可同时用于制备具有高效率、低效率滚降等优异性能的红光、绿光和蓝光PHOLEDs。本发明可采用单光色器件的器件结构设计方法，将红绿蓝三基色的磷光材料掺杂在该通用双极主体材料不同区域，制备单一主体的掺杂白光器件。此方法可以有效地降低传统白光PHOLEDs器件的结构异质性，改善载流子传输平衡性，从而实现制备高性能白光PHOLEDs的目的。

本发明另一目的在于提供上述含吡啶基团的通用型双极主体材料的制备方法。本发明的方法工艺简单、条件温和、原料易得、产率较高。

本发明再一目的在于提供上述含吡啶基团的通用型双极主体材料的应用。所述含吡啶基团的通用型双极主体材料在有机发光二极管中的应用，特别是磷光有机发光二极管中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一类含吡啶基团的通用型双极主体材料，既含有电子传输结构单元，又含有空穴传输结构单元，其特征在于，该材料具有如下化学结构：

其中，n为1～10的整数，R₁为氢原子或烷基链，Ar为芳香环衍生物给电子基团，特别是空穴传输型主体材料的给电子基团或双极性传输主体材料的给电子基团。

所述烷基链指具有1～20个碳原子的直链、支链或者环状烷基链，烷基链上的一个或多个碳原子可被氧原子、烯基、炔基、芳基、羰基、羟基、氨基、羧基、氰基、硝基或酯基取代，烷基链上的氢原子可被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子取代。

上述芳香环衍生物给电子基团Ar为以下1～25中的一种：

其中，R₂或R₃独立地为氢原子、取代或未取代的苯基或烷基链。