[发明专利]一类有机小分子空穴传输材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机光电材料的技术领域，公开了一类有机小分子空穴传输材料及其制备方法和应用。所述小分子空穴传输材料，其结构式为式(I)。本发明还公开了小分子空穴传输材料的制备方法，其制备方法简单，可大规模生产。本发明的小分子空穴传输材料空间位阻较大，具有优异的溶解性，成膜质量佳，有利于空穴的注入和传输，降低器件的启亮电压；而且以本发明的小分子材料为空穴传输层的OLED器件的最大流明效率能达到11.0坎德拉每安培，表现出优异的电致发光性能。

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类有机小分子空穴传输材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，有机/聚合物发光二极管(O/PLED)逐渐走进大众视野，OLED主要应用于显示和照明两大领域。在显示领域，OLED显示器与液晶显示器相比，其具有主动发光、不需背板、对比度高、视角宽以及响应速度快、驱动电压低、工作温度范围大等优点。在照明领域，OLED光源不含紫外线辐射，不会造成眩光现象，并且在器件结构中不含汞等，是一种绿色健康光源。在显示和照明领域的诸多优点使得OLED成为科学研究的焦点。

OLED器件发光过程主要包含：载流子注入、载流子传输、载流子复合形成激子、激子辐射跃迁发光四部分。在上述过程中，OLED由于载流子注入势垒过大、载流子迁移率不平衡等诸多问题，使得器件性能低下、启亮电压过高、发光效率较小。因此需要向OLED器件中引入空穴传输层去优化和改善器件性能。

作为空穴传输材料，需满足以下五个条件：(1)合适的HOMO能级，使之与相邻有机层能级匹配，减小器件的空穴注入势垒；(2)具有较浅的LUMO能级，将电子限制在发光层中，减少电子在阳极界面的湮灭；(3)材料的吸收光谱与发光层的发射光谱重叠程度小，避免发光层的能量转移到界面层，从而降低发光层的发光效率损失；(4)具有合适的空穴迁移率，使得器件内空穴、电子迁移率平衡；(5)热稳定性好，薄膜的稳定性好，延长器件寿命。

文献报道(有机电子，2017年第51卷页码111-118)报道空穴传输材料N-联苯-4-基-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(BCFN)引入以聚芴为发光层的蓝光聚合物电致发光器件中，性能得到提高，但是最大流明效率仅为4.31cd A^-1。蓝光电致发光效率仍有待提高。本专利所申请的空穴传输材料用于蓝光电致发光器件中性能更优异，有商业应用前景。

发明内容

为了能够提高OLED器件的性能，发展新的空穴传输材料，本发明的目的在于提供一类空穴传输材料及其制备方法和应用。本发明的空穴传输材料由三苯胺、咔唑及其衍生物构成，引入富电子单元，可减少空穴注入势垒，提升空穴迁移率，改善OLED器件的光电性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一类有机小分子空穴传输材料，其结构式为式(I)：

式中，R₁、R₂和R₃可相同，可不相同；R₁、R₂和R₃相对独立的为氢，取代或未取代的芳基，具有1～20个碳原子的直链、支化或者环状的烷基、烷氧基、烷硫基，具有2～20个碳原子的直链、支化或者环状的烯基、烯氧基、烯硫基，具有2～20个碳原子的直链、支化或者环状的炔基中的一种。

所述有机小分子空穴传输材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在惰性气体氛围和有机溶剂中，将化合物N,N-二(4-溴苯基)-R₁取代苯胺与联硼酸频那醇酯在催化体系的作用下发生硼酯化反应，纯化，获得化合物M1；

(2)在惰性气体氛围和有机溶剂中，将化合物M1与3-溴-9-(R₂取代)苯基-9H-咔唑在催化体系下发生Suzuki偶联反应，纯化，获得化合物M2；