[发明专利]一种蓝色荧光发光材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝色荧光发光材料，特别涉及一种用于有机电致发光器件(OLED)的蓝色荧光发光材料，以及该材料在蓝色荧光有机电致发光器件中的应用。

背景技术

有机电致发光器件被认为是下一代超薄平面显示设备的新星。由于其具有材料选择范围宽、响应速度快、面发光、全彩显示、驱动电压低、可实现柔性显示等诸多优点，必定将成为液晶显示器、等离子体显示器等的强有力的竞争对手。虽然现在全世界有许多研究机构和公司投入了大量的精力去研究和开发有机电致发光器件，但是和人们的预期相比，其产业化程度还相差甚远，其中，只有小型的手机显示屏对有机电致发光技术应用较好。究其原因，在有机电致发光领域，尚有许多关键问题没有得到真正解决，如色纯度、发光稳定性、有缘驱动技术和封装技术等方面，还存在着一定的问题，使得有机电致发光器件的寿命短，效率较低。

为了提升有机电致发光器件的性能，对发光材料的研究十分重要。选择发光材料必须满足以下几个要求：1、高量子效率的荧光特性；2、良好的半导体特性；3、良好的成膜性和热稳定性；4、良好的光稳定性。目前在OLED材料研究中，绿光和红光材料的性能已经非常出色，可以达到商品化的要求，而蓝光材料的研究则相对比较薄弱，这也制约着基于红绿蓝三原色发光的OLED全彩显示的发展。一般来说，由于蓝光材料具有较宽的带隙，很难同时满足蓝光材料对高效率和高色纯度的要求。如何做好这两个方面的平衡，成为开发优秀蓝光材料的关键。

虽然目前已经有很多OLED蓝色发光材料，但是具有高效率和高色纯度的蓝光材料并不多见。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可用作蓝色荧光发光材料的化合物，该化合物用于有机电致发光器件中，能得到色纯度和效率非常高的蓝光发射。

本发明的第二个目的是提供上述蓝色荧光发光材料在有机电致发光器件中的应用。

本发明的蓝色荧光发光材料，是结构式如式1或者式2所示的化合物，简称为DPSBF：

式1                    式2

其中R1～R9和R₁’～R₉’为氢，以及四个碳以内的烷基，含氧烷基。

上述蓝色荧光发光材料的制备方法，包括如下步骤：

通过2，7-二溴螺二芴或者2，2’-二溴螺二芴和取代菲基-9-硼酸的Suzuki反应制得式1或者式2所示的化合物。

其中，在上述步骤中，2，7-二溴螺二芴或者2，2’-二溴螺二芴和取代菲基-9-硼酸是在氮气或惰性气体的保护下，以Pd(PPh₃)₄或醋酸钯为催化剂，在80-100℃的条件下回流反应12-36小时。

以R1～R9和R₁’～R₉’均为氢为例，2，7-二溴螺二芴和取代菲基-9-硼酸制备第一蓝色荧光发光材料DPSBF1的反应流程如下(a)所示，2，2’-二溴螺二芴和取代菲基-9-硼酸制备第二蓝色荧光发光材料DPSBF2的反应流程如下(b)所示：

反应流程

要提高发光材料的色纯度，必须抑制分子内π共轭体系，降低共轭度。本发明采用非共平面的螺芴结构和共轭度较小的菲基相连接，得到了具有扭曲结构的蓝色荧光发光材料DPSBF。该蓝色荧光发光材料具有很高的荧光量子效率和色纯度。

本发明提供的上述蓝色荧光发光材料可用于蓝色有机电致发光器件的发光层。所制备的蓝色有机电致发光器件一般包括依次叠加的ITO导电玻璃衬底(阳极)、空穴传输层(NPB)，发光层(DPSBF单独或者掺杂使用)、电子传输层(PBD)、电子传输层(Alq3)、电子注入层(LiF)和阴极层(Al)。所有功能层均可采用真空蒸镀或者溶液成膜工艺。该器件中所用到的一些有机化合物的分子结构式如下所示：

当然，本发明器件的功能层并不限于使用上述材料，这些材料可以用其他材料代替，比如空穴传输层可以用TPD等代替，电子传输层可以用BPhen，TPBI等代替。这些材料的分子结构式如下所示：

本发明的蓝色荧光材料应用于蓝色有机电致发光器件中，显示出很高的色纯度，该材料的主要优点在于：

1)该材料采用以螺二芴为中心，连接两个菲基，形成扭曲非平面结构，有效避免了分子间的聚集，具有较高的荧光量子效率，以香豆素C102为基准，测得化合物(1)在氯仿溶剂中的荧光量子效率为0.94，化合物(2)在氯仿溶剂中的荧光量子效率为0.90。