[发明专利]一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机光电技术材料领域，具体涉及一种以三茚芴单元为核的双极性小分子发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

有机发光二极管(OLED)因具有高效、低电压驱动，易于大面积制备等优点得到人们广泛的关注。OLED的研究始于20世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士采用三明治器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度可达到1000cd/m²，使OLED获得了划时代的发展。OLED器件由阴极、阳极和中间的有机层构成，有机层一般包括电子传输层、发光层和空穴传输层，首先电子和空穴分别从阴阳两极注入，并分别在功能层中进行迁移，然后电子和空穴在合适的位置形成激子，激子在一定范围内进行迁移，最后激子发光。

为了早日实现有机/高分子电致发光器件的商业化，除了应满足能够实现全彩色显示、单色纯度高、热化学稳定性好和使用寿命长等要求外，还希望器件具有高的发光效率。目前影响OLED器件效率的主要因素之一是材料本身的电子和空穴传输注入的不平衡。因此，为了获得高效的OLED器件，必须合理调节材料的电子/空穴传输与注入的平衡。近年来，双极性材料因具有平衡的空穴和电子载流子流，在有机电致发光领域吸引了人们广泛的关注，而且该材料使得器件的结构简化。这种新型的技术不仅在理论研究领域被科学家所青睐，而且正在逐步走向工业化生产，因而开发双极性材料具有实用化价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料，且三茚芴单元含有极性基团；三茚芴单元的引入，有利于降低单体的最高占据分子轨道(HOMO)能级的同时，大大改善了有机电致发光器件中空穴的注入与传输。

本发明的目的还在于提供所述的一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述的一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料在制备有机发光二极管的发光层中的应用。

本发明的目的通过如下具体技术方案实现。

一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料，具有如下化学结构式：

式中，Ar₁为吸电子单元，Ar₂为给电子单元；R为碳原子数1-20的直链或支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。

进一步地，所述吸电子单元Ar₁为如下结构式中的任意一种：

其中，n＝1-3；R₁为碳原子数1-20的直链或支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。

进一步地，所述给电子单元Ar₂为如下结构式中的任意一种：

所述的一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料的制备方法，主要包括中心含极性基团的三茚芴单元的制备。

所述的一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料的制备方法，包括如下步骤：

以含基团R的三茚芴单元为核，通过Suzuki偶联反应，将吸电子单元A₁和给电子单元A₂依次连接在三茚芴单元上，得到所述以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料。

进一步地，所述Suzuki偶联反应的温度为110℃～160℃。

进一步地，所述Suzuki偶联反应的时间为18～32小时。

所述的一种以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料应用于制备有机发光二极管的发光层，将以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料用有机溶剂溶解后，通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，制得有机发光二极管的发光层；基于制备的发光层组装的有机发光二极管可用于制作平板显示器。

进一步地，所述有机溶剂包括甲苯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明首次使用三茚芴单元为中心，合成了双极性小分子发光材料，且合成方法简单，容易提纯，有利于工业化应用；

(2)本发明以三茚芴单元为核的星型双极性小分子发光材料具有良好的电子和空穴传输性能，可以平衡载流子的注入与传输，使得更多的空穴和电子有效地复合产生激子，从而提高发光器件的发光效率；