一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料、其制備方法及應用技術

本發明專利技術屬于有機電致發光領域，尤其涉及一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料、其制備方法及應用。本發明專利技術的OLED材料以氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉為母核，制備得到的衍生物，含有大的剛性基團，具有高的熱穩定性。本發明專利技術的OLED材料的分解溫度均大約360℃，作為磷光主體材料應用于OLED器件中，能夠獲得良好的器件性能，如低的啟亮電壓、器件的電流效率、功率效率和外量子效率均得到很大改善；同時，還大大提升了器件的壽命。本發明專利技術提供的有機光電材料在OLED中具有良好的應用效果，具有良好的產業化前景。

OLED material containing nitrogen, two benzo furan and phenanthroline structure, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of organic electroluminescent, in particular to a OLED material containing nitrogen, two benzo, and phenanthroline structures, a preparation method and an application thereof. The OLED material of the present invention is prepared from a compound of nitrogen, two, benzoxazine and phenanthroline, which contains large rigid groups and has high thermal stability. The decomposition temperature of the OLED materials were about 360 DEG C, as the application of phosphorescent host materials in the OLED devices, can obtain good device performance, such as low turn-on voltage, the device current efficiency, power efficiency and external quantum efficiency have been greatly improved; at the same time, but also greatly enhance the life of the device. The organic photoelectric material provided by the invention has good application effect in OLED, and has good industrialization prospect.

【技術實現步驟摘要】
一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料、其制備方法及應用
本專利技術屬于有機電致發光領域，尤其涉及一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料、其制備方法及應用。
技術介紹
有機電致發光器件(OLED)作為一種有著巨大應用前景的顯示技術，受到人們越來越多的關注。由于其固有的特性，如自發光、廣視角、響應速度快、可實現柔性顯示等諸多優點，使其成為下一代顯示技術的最有利競爭者。自從20世紀80年代專利技術以來，有機電致發光器件已經在產業上有所應用，比如用于相機、計算機、手機、電視機顯示器等，由于各界多年來的持續投入和不懈努力，有機電致發光技術已經有了極大地發展。盡管如此，壽命短、效率低等諸多問題，依舊制約著有機電致發光器件的發展，這些問題的解決有待人們作進一步的探索。大多數高性能的有機電致發光器件都傾向于多層器件結構，包括空穴傳輸層、電子傳輸層和發光層，有些還具有空穴和電子的注入層。傳統有機熒光材料只能利用電激發形成的25％單線態激子發光，器件的內量子效率較低(最高為25％)。外量子效率普遍低于5％，與磷光器件的效率還有很大差距。磷光材料由于重原子中心強的自旋-軌道耦合增強了系間穿越，可以有效利用電激發形成的單線態激子和三線態激子發光，使器件的內量子效率達100％。自從Forrest等人在1998年首次報道磷光有機發光器件(PHOLED)以來，PHOLED因為可實現100％的內量子效率而備受關注。磷光發光體典型地具有很長的壽命和擴散長度；然而，當發光體濃度很高時，濃度猝滅和T1-T1湮滅通常是導致不佳的器件性能的主要原因。為了解決這些問題，PHOLED一直是通過將磷光發光體摻雜到合適主體材料中以降低發光體濃度來制造。因此，主體材料的開發對于高效率的電致磷光發光極其重要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種能同時滿足高效率和高熱穩定性、含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料、其制備方法及應用。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料，其結構式如下：其中，Ar為含有取代基或不含取代基的芳香基團。進一步，上述含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料，其結構式為：更進一步，Ar為如下基團中的任意一種：本專利技術的第二個目的在于提供上述含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料的制備方法，步驟如下：(1)在惰性氣氛下，將原料Ⅰ與1,10-菲啰啉-5,6-二胺按照摩爾比為1:(1-1.2)投入無水乙醇和乙酸的混合溶液中，升溫至75-80℃攪拌24h,降溫至20-25℃后抽濾，濾餅用無水乙醇淋洗，所得粗品用二氯乙烷和無水乙醇結晶得到黃色固體，為中間體；(2)將原料Ⅱ與中間體按照摩爾比為(1-1.2)：1加入甲苯中，再加入堿性溶液和Pd(PPh3)4；在惰性氣氛下，將混合液在80-85℃條件下反應10-16h，經冷卻、分液、濾液旋蒸和過氧化鋁柱，得到目標產物；所述的原料Ⅰ為所述的中間體為所述的原料Ⅱ為Ar-B(OH)2或其反應原理為：其中，步驟(2)中所述的堿性溶液與中間體的摩爾比為(2-4)：1；所述的Pd(PPh3)4與中間體的摩爾比為(0.005-0.02)：1。其中，所述的惰性氣體為氮氣或氬氣。本專利技術的第三個目的在于提供一種上述含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料作為發光層材料，在制作有機電致發光器件領域的應用。應用時，所制備的有機電致發光器件一般包括依次向上疊加的ITO導電玻璃襯底(陽極)、空穴注入層(HAT-CN)、空穴傳輸層(NPB)、主體材料(本專利技術制備的材料)+摻雜材料Ir(ppy)3作為磷光發光層、電子傳輸層(TPBI)、電子注入層(LiF)和陰極層(Al)。所有功能層均采用真空蒸鍍工藝制成。該類器件中所用到的有機化合物的分子結構式如下所示。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術的OLED材料以氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉為母核，制備得到的衍生物，含有大的剛性基團，具有高的熱穩定性。本專利技術的OLED材料的分解溫度均大約360℃，作為磷光主體材料應用于OLED器件中，能夠獲得良好的器件性能，如低的啟亮電壓、器件的電流效率、功率效率和外量子效率均得到很大改善；同時，還大大提升了器件的壽命。本專利技術提供的有機光電材料在OLED中具有良好的應用效果，具有良好的產業化前景。2、本專利技術的制備方法簡單便利，易于操作，且成本低廉，有利于大規模的推廣。附圖說明圖1為本專利技術有機電致發光器件的結構示意圖；圖中，1、ITO導電玻璃襯底；2、空穴注入層；3、空穴傳輸層；4、發光層；5、電子傳輸層；6、電子注入層；7、陰極層。具體實施方式以下對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。實施例1制備中間體，反應方程式如下：在氮氣保護下，將6-溴-苯并呋喃-2,3-二酮(22.7g，0.1mol)和1,10-菲啰啉-5,6-二胺(21.0g，0.1mol)投入到200mL無水乙醇、20mL乙酸的混合溶液中，反應體系升溫至75-80℃攪拌24h，反應完畢，降溫至25℃后直接抽濾，濾餅使用無水乙醇淋洗，粗品使用二氯乙烷和無水乙醇結晶得到黃色固體，即為中間體，收率60％。高分辨質譜，ESI源，正離子模式，分子式C20H9BrN4O，理論值401.2157，測試值401.2140。元素分析(C20H9BrN4O)，理論值C：59.87，H：2.26，N：13.96，Br：19.92，實測值C：59.80，H：2.25，N：14.02，Br：19.94。將實施例1制得的中間體作為實施例2-9的反應原料。實施例2化合物C-01的合成在氮氣保護下，將中間體(4.01g，0.01mol)和萘硼酸(2.06g，0.012mol)加入到100mL甲苯中，然后投入催化劑Pd(PPh3)4(0.12g，0.1mmol)和碳酸鉀(4.14g，0.03mol)水溶液，體系升溫至80-85℃，回流攪拌12h，自然降溫至室溫后分液，旋蒸得到粗品。將粗品用中性氧化鋁柱層析，淋洗劑用V二氯甲烷：V乙酸乙酯＝1:3提純分離，得到類白色粉末，將所得粉末采用化學氣相沉積系統進一步升華提純，升華溫度350℃，得到化合物C-01，收率50％。高分辨質譜，ESI源，正離子模式，分子式C30H16N4O，理論值448.4742，測試值448.4740。元素分析(C30H16N4O)，理論值C：80.34，H：3.60，N：12.49，實測值C：80.35，H：3.80，N：12.60。實施例3化合物C-02的合成在氮氣保護下，將中間體(4.01g，0.01mol)和[1,1':3',1”-二苯基]-5'-苯硼酸(3.29g，0.012mmol)加入到100mL甲苯中，然后投入催化劑Pd(PPh3)4(0.12g，0.1mmol)和碳酸鉀(4.14g，0.03mol)水溶液，體系升溫至80-85℃，回流攪拌12h，自然降溫至室溫后分液，旋蒸得到粗品。將粗品用中性氧化鋁柱層析，淋洗劑用V二氯甲烷：V乙酸乙酯＝1:3提純分離，得到類白色粉末，將所得粉末采用化學氣相沉積系統進一步升華提純，升華溫度360℃，得到化合物C-02，收率52％。高分辨質譜，ESI源，正本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料，其特征在于，其結構式如下：

【技術特征摘要】
1.一種含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料，其特征在于，其結構式如下：其中，Ar為含有取代基或不含取代基的芳香基團。2.根據權利要求1所述的OLED材料，其特征在于，其結構式為：3.根據權利要求1或2所述的OLED材料，其特征在于，Ar為如下基團中的任意一種：4.一種權利要求1所述含有氮雜二苯并呋喃并鄰菲羅啉結構的OLED材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：(1)在惰性氣氛下，將原料Ⅰ與1,10-菲啰啉-5,6-二胺按照摩爾比為1:(1-1.2)投入無水乙醇和乙酸的混合溶液中，升溫至75-80℃攪拌24h,降溫至20-25℃后抽濾，濾餅用無水乙醇淋洗，所得粗品用二氯乙烷和無水乙醇結晶得到黃色固體，為中間體；(2)將原料Ⅱ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張學衡，王子寧，付文崗，崔明，李韶濤，蓋明慧，
申請(專利權)人：中節能萬潤股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37