[发明专利]含咔唑的有机半导体材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体的说是涉及一种含咔唑的有机半导体材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息时代的发展，具有高效、节能、轻质的有机电致发光平板显示器(OLEDs)及大面积白光照明越来越受到人们的关注。OLED技术被全球的科学家关注，相关的企业和实验室都在进行这项技术的研发。作为一种新型的LED技术，具有主动发光、轻、薄、对比度好、能耗低、可制成柔性器件等特点的有机电致发光器件对材料提出了较高的要求。

1987年，美国Eastman Kodak公司的Tang和VanSlyke报道了有机电致发光研究中的突破性进展。而要实现全色显示及照明等应用目的，发光器件必须具有一定的效率和寿命。目前高效、稳定的电致蓝光、白光器件比较少，尤其是高能量的蓝光的效率和寿命都还比较低。

在OLED制作及实际工作时，会受到热的作用，此时对于一些热稳定性差的有机材料，易受到这些热的作用诱使膜层产生结晶型态或薄膜的其它形态发生变化(如玻璃化转变)，如此将会改变有机材料原本的物理性质，进而造成OLED亮度、效率衰退等现象，如此反复地受热作用变化，材料易老化，其制成的器件寿命必然降低。因此选择具有高热稳定性的主体材料对提升器件的寿命是一个很重要的因素。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种双极性传输和热稳定性高的含咔唑的有机半导体材料。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、产率高、安全性高、易于操作和控制的含咔唑的有机半导体材料制备方法。

本发明进一步的目的在于提供上述含咔唑的有机半导体材料在有机电致发光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机光存储器、有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种含咔唑的有机半导体材料，其分子结构通式为下述(I)：

(I)式中，R为烷氧基。

以及，上述含咔唑的有机半导体材料制备方法，包括如下步骤：

获取如下结构式表示的化合物A，其中，D为烷氧基，

A：

在无水、无氧环境和有机溶剂的体系中，在-70℃～-78℃温度下，先将化合物A与正丁基锂混合反应，再加入二苯基氯化膦，升温至20℃～25℃下继续反应，得到中间产物；

将所述中间产物溶解，并加入氧化剂进行反应，得到如下结构通式(I)表示的含咔唑的有机半导体材料，

进一步，上述含咔唑的有机半导体材料在有机电致发光器，有机太阳能电池，有机场效应晶体管，有机光存储器，有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。

上述含咔唑的有机半导体材料具有优良的双极性传输和高热稳定性的特性。该含咔唑的有机半导体材料其含有的咔唑基团单元为富电子基团，该基团的存在有效改善了该含咔唑的有机半导体材料空穴传输性能；含有的二苯膦氧基为缺电子基团，该基团的有效的改善该含咔唑的有机半导体材料的电子传输性能；该含咔唑基团单元和二苯膦氧基团单元使得该含咔唑的有机半导体材料具有较高的电子和空穴迁移率，有利于含有该含咔唑的有机半导体材料的器件中载流子的传输，有效地利用从电极注入的空穴、电子(它们复合形成的激子能量转移到客体而辐射发光)，得到高的发光效率。该含咔唑的有机半导体材料含有的9，9-二(3′-(N-苯基咔唑基))螺芴结构由于其刚性及大的立体位阻结构，使该含咔唑的有机半导体材料具有较高的热稳定性；含有的烷氧基团改善了该含咔唑的有机半导体材料还具有良好的溶解性和成膜性，从而扩展了其应用范围。通过光谱测试得知，该含咔唑的有机半导体材料的最大发光波长在蓝光范围、具有高的三线态能级。

该含咔唑的有机半导体材料制备方法只需通过控制反应条件以及反应物的用量即可获得，工艺简单，易于操作和控制，安全性高和产物的产率高，降低了生产成本，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例含咔唑的有机半导体材料制备方法的流程示意图；

图2是以实施例1制备的含咔唑的有机半导体材料作为做发光层的有机电致发光器件的结构示意图；

图3是应用实施例1制备的有机电致发光器件在电压为7V时的荧光发光光谱图；

图4是以实施例2制备的含咔唑的有机半导体材料作为活性层的太阳能电池器件的结构示意图；