[发明专利]一种有机半导体材料、制备方法和电致发光器件

说明书

技术领域

本发明属于光电材料领域，具体涉及一种有机半导体材料、制备方法和电致发光器件。

背景技术

有机电致发光器件具有驱动电压低、响应速度快、视角范围宽以及可通过化学结构微调改变发光性能使色彩丰富，容易实现分辨率高、重量轻、大面积平板显示等优点,被誉为“21世纪平板显示技术”，成为材料、信息、物理等学科和平板显示领域研究的热点。未来高效的商业化有机发光二极管将很可能会含有有机金属磷光体，因为它们可以将单线态和三线态激子均捕获，从而实现100%的内量子效率。然而，由于过渡金属配合物的激发态激子寿命相对过长，导致不需要的三线态-三线态（T₁-T₁）在器件实际工作中淬灭。为了克服这个问题，研究者们常将三线态发光物掺杂到有机主体材料中。

近年来，绿色和红色磷光OLED器件展示出令人满意的电致发光效率。而高效的蓝色磷光器件却很少，主要原因是缺乏同时具有较好的载流子传输性能和较高的三线态能级（ET）的主体材料。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种有机半导体材料，该有机半导体材料具有具有空穴传输性质和电子传输性质，使在发光层中空穴和电子的传输平衡，还具有较高的三线态能级，三线态能级大于2.78eV，有效的防止发光过程中能量回传给主体材料，大大提高发光效率，本发明有机半导体材料为双极性蓝光磷光主体材料提供了新的可选择的品种。本发明还提供了该有机半导体材料的制备方法，以及包含该有机半导体材料的电致发光器件。

一方面，本发明提供了一种有机半导体材料，所述有机半导体材料的化学式如下所示：

其中，R为C₁~C₂₀的烷基，n为10~100的整数。

第二方面，本发明提供了一种有机半导体材料的制备方法，包括如下步骤:

提供化合物A：和化合物B：其中，R为C₁~C₂₀的烷基；在惰性气氛下，将化合物A与化合物B按照摩尔比为1∶1~1∶1.2添加入含有催化剂和碱溶液的有机溶剂中，在70～130℃下进行Suzuki耦合反应12～96小时，所述催化剂为有机钯或为有机钯与有机磷配体的混合物，得到如下结构式表示的有机半导体材料P：

其中，n为10~100的整数。

优选地，所述有机半导体材料的制备方法还包括将有机半导体材料P进行分离纯化的步骤，所述分离纯化步骤如下：向所述化合物A和化合物B进行Suzuki耦合反应后的溶液中加入甲醇沉析并过滤，将过滤得到的固体依次用甲醇和正己烷进行抽提，将经过抽提后的固体用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸发溶剂得到纯化后的有机半导体材料P。

优选地，所述有机溶剂选自甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种。

优选地，所述碱溶液选自碳酸钠溶液、碳酸钾溶液及碳酸氢钠溶液中的至少一种，所述碱溶液中的溶质与化合物A的摩尔比为20:1~50:1。

优选地，所述有机钯为双三苯基膦二氯化钯、四三苯基膦钯、醋酸钯或三二亚苄基丙酮二钯，所述有机膦配体为三叔丁基膦、三邻甲苯基膦或2-双环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯，所述有机钯与所述有机膦配体的摩尔比为1:4~1:8。

优选地，所述催化剂中的有机钯与所述化合物A的摩尔比为1:20~1:100。

第三方面，本发明提供了一种电致发光器件，包括依次层叠的具有阳极的衬底、发光层以及阴极层，所述发光层为主体材料和客体材料的混合物，其中主体材料如下所示的有机半导体材料：其中，R为C₁~C₂₀的烷基，n为10~100的整数，客体材料为三[1-苯基异喹啉-C2,N]铱、双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、[二(2′,4′-二氟苯基)吡啶][四(1-吡唑基)硼]合铱或者[二(2′,4′-二氟苯基)吡啶](四唑吡啶)合铱。

优选地，所述主体材料与所述客体材料的质量百分比为5%～20%。

优选地，阳极材料为氧化铟锌或氧化锌铝，阴极为金属铝、银、金或镍。

本发明提供了一种有机半导体材料、制备方法和电致发光器件，具有以下有益效果：同时具有空穴传输性质和电子传输性质，使在发光层中空穴和电子的传输平衡，还具有较高的三线态能级，三线态能级大于2.78eV，有效的防止发光过程中能量回传给主体材料，大大提高发光效率。该材料采用了较简单的合成路线，减少了工艺流程，原材料价廉易得，制造成本得到降低。