[发明专利]一种基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料及以该材料作为发光层的有机光电器件

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料及以该材料作为发光层的有机光电器件。

背景技术

近二十年来，有机电致发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备及全色显示等优点具有广阔的应用前景，得到人们的广泛关注。该研究始于上个世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士等在专利US4356429中采用三明治器件结构，研制出的OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度达到1000cd/m²，使OLED获得了划时代的发展。

有机电致发光主要分为荧光和磷光，但根据自旋量子统计理论，单重态激子和三重态激子的概率为1：3，即来自单重态激子辐射跃迁的荧光的理论极限为25％，三重态激子辐射跃迁的荧光的理论极限为75％。如何利用75％的三线态激子的能量成为当务之急。1997年Forrest等发现磷光电致发光现象突破了有机电致有机小分子材料量子效率25％效率的限制。1999年Forrest将绿光掺杂材料Ir(ppy)₃以6％质量掺杂浓度掺杂在主体材料4，4’-N，N’-二咔唑基-联苯(CBP)中，得到外量子效率8％，功率效率高达31lm/W，大大高于荧光材料器件，引起人们对金属配合物磷光材料的广泛关注。从此，人们对磷光材料进行了大量的研究。而磷光材料的使用，要求其它周边材料，如主体材料、空穴传输材料以及电子传输材料具有较高的三线态能级，以防止能量由磷光材料向这些周边材料的转移。

因此，开发同时具有高三线态和双载流子传输能力的主体材料，在降低器件电压、提高器件效率的同时，使器件结构更为简单，从而达到降低制作成本的目的。

截止目前，用于有机电致发光电器件的有机小分子材料虽然已有很多报道，但是以螺式硫杂蒽结构为核的有机小分子材料却鲜有报道。正基于此，本发明设计了以螺式硫杂蒽结构为核的有机小分子主体材料，并借以硫原子价态的改变进一步改善该材料平衡载流子的能力，从而提高器件的效率及稳定性。

这种有机小分子材料结构单一，分子量确定，具有较好的溶解性及成膜性，可应用在包括有机发光二极管等有机光电器件中。

发明内容

为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料。

本发明的另一目的在于提供一种以上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料作为发光层的有机光电器件。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料，所述材料具有如下结构式：

式中R1和R2表示相同或者不相同的含苯环的结构。

上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料优选具有P1n～P8n任一项所示的结构式：

其中Ar表示(1)或(2)所示的基团，

上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料更优选具有P1～P22任一项所示的结构式：

上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料是通过乌尔曼反应或金属化反应制备得到。

一种制备上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料的中间体，所述中间体具有以下1～14任一项所示的结构式，

一种以上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料中的一种或两种以上作为发光层的有机光电器件。所述有机光电器件包括基板，以及依次形成在基板上的阳极层、若干个发光层单元和阴极层；所述的发光层单元包括空穴注入层、空穴传输层、一个或多个发光层和电子传输层，所述的发光层的主要制备材料为上述基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料中的一种或两种以上。

本发明的材料及以该材料作为发光层的有机光电器件具有如下优点及有益效果：

(1)含螺式硫杂蒽结构的材料结构单一，分子量确定，便于提纯，多次合成再现性好，且便于研究结构-性能的关系；

(2)含螺式硫杂蒽结构的小分子材料具有较好的溶解性、成膜性和薄膜形态稳定性；

(3)通过改变连接的化学结构可以有效地调控该材料的共轭长度、亲电性和成膜性；

(4)通过改变芳香结构上的修饰基团，可进一步改善该材料的载流子传输特性以及以该材料作为发光层的光电器件性能。

附图说明

图1是基于螺式硫杂蒽的有机小分子材料P5在薄膜状态下的吸收和发射光谱图；

图2为实施例28～31的有机电致发光器件电压-电流密度/亮度关系曲线图；