[发明专利]一种基于N-C=O共振结构的双极性有机光电材料及制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种基于N‑C＝O共振结构的双极性有机光电材料及制备方法和用途,材料的分子结构通式如Ⅰ所示，具有好的溶解性和热稳定性，高的三线态能级，并且具有非常平衡的载流子传输能力，从而有利于空穴和电子的注入和传输。

技术领域

本发明涉及双极性有机光电材料及制备方法和用途，特别涉及一种基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料及制备方法和用途。

背景技术

有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，其制备成本低、加工难度小、易于工业化生产、光电响应快，广泛应用于有机发光二极管、有机太阳能电池、有机薄膜晶体管、有机存储器和传感器等领域。其中，具有双极性传输的特性有机光电材料，能够同时高效地进行电子和空穴的传输，对于制备高性能的有机光电器件起到了重要的意义。目前，构建的双极性有机光电材料的种类较为单一，大多基于给体(Donor)-受体(Acceptor)结构或Donor-桥连单元(π桥)Acceptor结构，在同一分子中同时引入传空穴的给体单元和传电子的受体单元，从而实现空穴和电子的双极性传输。但是，这样的Donor-Acceptor结构，给体和受体单元之间通常存在较强的分子内相互作用，共轭体系延长，从而使得分子的带隙较窄和发光红移，以及三线态能级降低。因此，开发基于Donor-Acceptor结构设计具有较宽带隙的蓝光材料和较高的三线态能级的蓝光主体材料，成为当前研究的一个挑战问题。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料。

本发明另一目的是提供所述基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料的制备方法。

本发明最后一目的是提供所述基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料的用途。

技术方案：本发明提供一种基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料，其分子结构通式如Ⅰ所示：

式中，R₁和R₂相同或不同，分别为氢原子、溴原子或叔丁基。

所述的基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料，为如下任一种：

所述的基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料的制备方法，以咔唑或溴代咔唑或叔丁基咔唑和N,N-羰基二咪唑为原料，惰性气体保护下加入有机溶剂，加热搅拌4～10小时，反应结束后，冷却至室温，加入去离子水析出白色沉淀，抽滤，收集白色固体并溶解，干燥后过滤，滤液浓缩，经柱层析纯化。

合成路线如下：

进一步地，所述咔唑或溴代咔唑或叔丁基咔唑和N,N-羰基二咪唑的摩尔比为1～1.2：1。所述有机溶剂为二甲基亚砜。反应温度为100～120℃。

所述的基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料在有机电致发光器件中的用途。

本发明材料将具有空穴传输性能的咔唑单元和N-C＝O共振结构直接连接，通过N-C＝O共振结构的动态自适应性，使得分子中一个咔唑能够传空穴，另一个咔唑能够传电子，实现空穴和电子的传输平衡，制备了一种无受体的双极性有机光电材料。利用了这一无受体的双极性有机光电材料制备了不同类型的有机电致发光器件，所制备的电致发光器件证明了这是一种具有应用潜力的材料，为设计新型双极性有机光电材料提供了一种新的分子策略。

有益效果：本发明材料合成步骤简单易操作，原料易得，能够满足工业化需求。本发明的双极性有机光电材料，具有好的溶解性和热稳定性，高的三线态能级，并且具有非常平衡的载流子传输能力，从而有利于空穴和电子的注入和传输。本发明材料应用于有机电致发光器件中，可作为蓝光主体材料，利用本发明所述的基于N-C＝O共振结构的双极性有机光电材料制备的蓝光电致发光器件具有优异的器件性能。