[发明专利]4-芳基嘧啶或4-杂环芳基嘧啶化合物发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光材料，属于光电材料技术领域。具体来说是涉及一类4-芳基嘧啶或4-杂环芳基嘧啶化合物发光材料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展，新型、高效、轻质的柔性有机电致发光显示器(OLEDs)越来越受到关注，是近年来国内外研究焦点之一。这种柔性的大面积显示必须具备自发光、宽视角、反应时间快、亮度高、操作电压低、可全彩化、使用温度范围大、制备简单等性能，因此对可用于这种显示器的材料的要求几乎苛刻。有机电致发光器件用的发光材料不但要求其材料具备良好的稳定性、良好的成膜性、良好的溶解性、高发光强度、使用寿命长，同时需具备机械性能好、加工工艺简单、制作器件方便、生产成本低等。

在有机电致发光显示领域，近年来国内外不断致力于开发各种发光材料，包括荧光材料和磷光材料。虽然荧光材料从理论上讲只能利用输入能量的25％，但是荧光材料除了自身可作为发光材料用于有机电致发光显示器件之外，还可以作为磷光电致发光器件中的主体材料。有机电致发光器件的结构在金属阴极与ITO阳极之间通常有若干有机材料层，如电子注入层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴注入层等等，因此要求作为发光层的发光材料具有与相邻辅助层材料相匹配的能级。但是辅助层越多，器件的制备越复杂，所以国内外研究了很多同时具有电子传输单元和空穴传输单元的两极发光材料，以求得到结构简单的高发光效率的器件。聚合物发光材料也是研究的焦点之一，目的在于提高材料的发光性能和使用寿命。尽管越来越多的新颖的有机电致发光材料被开发并应用于有机电致发光器件，包括小分子和聚合物，性能也不断被提高，可是其效率仍无法达到真正实现高效的柔性大面积显示屏，提高材料的发光效率和使用寿命仍是关键所在。

对于荧光材料，一般来说，共轭体系越大，离域π电子越容易被激发，相应地，荧光更容易产生，而且往往芳香体系越大，荧光强度也越强。从化合物分子结构的角度，引入共轭的芳香环可以增加化合物的共轭程度，从而增强其荧光强度。本发明在芳香化合物和杂环芳香化合物上引入嘧啶环，可以增大体系的共轭程度，大大增强其荧光强度。

目前电致发光领域研究的另一热点是磷光电致发光材料。在磷光电致发光器件中，发光层中主客体的能量转移是磷光发光体(客体分子)被激发而发光的主要途径。当注入的载流子在发光层复合形成激子时，由于层内主体分子占主要成分，激子的生成是以主体分子的激发为其特征的，因此，主体材料被激发的能量转移给客体分子是有机磷光电致发光器件的一个重要环节。作为主体材料，从原则上说必须符合以下的要求：(1)主体分子应有较大的光吸收面积，分子中一般含有芳香化合物片段；(2)主体材料的三重态能级应该高于客体材料的三重态能级，但也不是越高越好；(3)主体分子的发射光谱和客体分子的吸收光谱应该有一定的重叠，这样主体受激发后的能量才能顺利转移给客体分子；(4)主体的激发寿命应比客体长；(5)主客体之间应有良好的相容性。本发明在芳香化合物和杂环芳香化合物上引入嘧啶环，就是为了调节材料的能级分布和发光性能，使其可作为磷光电致发光器件的主体材料。

发明内容

技术问题：本发明的目的是开发出一种4-芳基嘧啶或4-杂环芳基嘧啶化合物发光材料及其制备方法，该材料具有良好的光电性能、稳定性、成膜性、溶解性等优点，并且制备简便，、成本低廉的发光材料或主体材料，使其能有效地单独作为发光材料或作为主体材料与磷光材料掺杂主体材料应用于有机电致发光器件中。

技术方案：本发明将含有乙酰基的芳香化合物或杂环芳香化合物与原甲酸三酯、乙酸铵在催化剂存在条件下一锅法进行三组分偶联反应，得到一类4-芳基嘧啶或4-杂环芳基嘧啶化合物。本发明得到的发光材料既有既可以是同时含有空穴传输单元和电子传输单元的两极化合物，也可以仅仅是含有只传输电子的电子传输材料；既可以单独作为发光层材料使用，也可以作为磷光电致发光器件的主体材料。本发明研究了此类小分子发光材料的发光性能以及引入不同数量的嘧啶环对发光性能的影响。这种发光材料不但稳定性好、溶解性好、成膜性好，而且发光效率高，成本较低，从而实现了本发明的目的。

本发明的4-芳基嘧啶或4-杂环芳基嘧啶化合物发光材料，其特征是，具有结构由下述通式(1)、通式(2)、通式(3)或通式(4)表示的结构：