CN103467450B - 一类有机电致发光材料及其在器件中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一类新型有机电致发光材料及其在器件中的应用,其中,所述咔唑类化合物的分子结构通式为:
Description
技术领域
本发明涉及有机光电材料领域,尤其涉及一类新型有机电致发光材料及其在器件中的应用。
背景技术
有机电致发光(EL)器件(在下文中,简称为“有机EL器件”)。一般由两个对置的电极和***在该两个电极之间的至少一层有机发光化合物组成。电荷被注入到在阳极和阴极之间形成的有机层中,以形成电子和空穴对,使具有荧光或磷光特性的有机化合物产生了光发射。
对于有机EL材料的研究是从1950年Bernose对含有有机色素的高分子薄膜施加高电流电压观测得到的。1965年,Pope等人首次发现了蒽单晶的电致发光性质,这是有机化合物的首例电致发光现象。1987年,柯达公司的Tang等人发现,由有机材料形成的具有分离功能叠层的有机发光器件即使在10V或更小的低电压下也能提供1000cd/cm2或更高的高亮度。
由于在有机材料中空穴的迁移率显著高于电子迁移率,所以当使用合适的空穴传输层和电子传输层时可以更有效地向发光层传输空穴和电子。另外,当发光层中的空穴密度与电子密度平衡时,可以提高发光效率。
当电子、空穴在有机分子中再结合,会因电子自旋对称方式不同,产生两种激发态的形式。一种是由非自旋对称的基态电子形成的单重激发态形式,它会以荧光的形式释放能量回到基态;另一种是由自旋对称的基态电子形成的三重激发态形式,以磷光的形式释放出能量回到基态。但现有技术中的有机EL器件只有150小时的短寿命,因为CBP的玻璃化温度很低,仅110℃,并有结晶的可能,增加用户成本。
因此,现有技术还有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一类新型有机电致发光材料及其在器件中的应用,旨在一种新的高效的有机电致发光材料。
本发明的技术方案如下:
一种含咔唑类化合物,其中,所述咔唑类化合物的分子结构通式为:
其中,咔唑基团能连接其他的芳族取代基及杂环取代基。Ar为碳原子数为15~18的芳族氮杂环基。
所述的含咔唑类化合物,其中,所述咔唑基团上取代的芳族为取代基或杂环取代基。
所述的含咔唑类化合物,其中,所述含咔唑类化合物为:
中的一种。
一种含咔唑类化合物的制备方法,其包括如下步骤:
步骤S1:向反应容器中加入咔唑类取代化合物、Ar基团的化合物、氢氧化钾和溶剂;
步骤S2:对反应体系进行脱气,然后加入催化剂;
步骤S4:升高反应温度至140℃-160℃并回流,充分反应,得到所述的含咔唑类化合物。
所述的制备方法,其中,所述溶剂为8-羟基喹啉与二甲基亚砜。
一种有机电发光器件,其中,包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极、所述第二电极之间的一个或多个含咔唑类化合物层。
一种含咔唑类化合物在有机电致发光器件中的应用,其中,所述的含咔唑类化合物在所述有机电致发光器件中用作磷光绿色主体材料、荧光绿色主体材料、空穴注入材料或者空穴传输材料。
本发明提供的一类新型有机电致发光材料及其在器件中的应用,含咔唑类化合物具有高的发光效率,高的发光效率表明该化合物可作为发光材料或发光主体材料,应用在有机电致发光器件中,其制造成本较低,延长了有机电致发光器件的寿命,降低了有机电致发光器件的制造成本。
具体实施方式
本发明提供了一类新型有机电致发光材料及其在器件中的应用,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种含咔唑类化合物,其中,所述咔唑类化合物的分子结构通式为:
其中,咔唑基团能连接其他的芳族取代基及杂环取代基。Ar为碳原子数为15~18的芳族氮杂环基。并且所述咔唑基团上取代的芳族为取代基或杂环取代基。
更进一步的,所述含咔唑类化合物为表1中序号1-54中的一种。
表1
本发明还提供了一种含咔唑类化合物的制备方法,其包括如下步骤:
步骤S1:向反应容器中加入咔唑类取代化合物、Ar基团的化合物、氢氧化钾和溶剂;其中,所述溶剂为8-羟基喹啉与二甲基亚砜;
步骤S2:对反应体系进行脱气,然后加入催化剂;
步骤S4:升高反应温度至140℃-160℃并回流,充分反应,得到所述的含咔唑类化合物。
其更为具体的是:
比如化合物1的合成
嘧啶化合物5g(12.81mmol),咔唑1.93g(11.51mmol),碘化亚铜0.79g,(4.17mmol),氢氧化钾1.17g(2.86mmol),8-羟基喹啉2.01g(13.91mmol),二甲基亚砜100mL,并进行脱气,在氮气下升温至150℃搅拌。反应结束冷却至常温(25℃),加入甲醇,过滤,过滤的固体加入蒸馏水和甲醇洗涤,再用二氯甲烷和甲醇重结晶,得到含咔唑类米色固体化合物1的质量为3.85g,产率为70%。
至于合成化合物2-54的具体制备方法,以及各个原料以及各个原料的使用量,以充分反应为标准,可以根据需要确定,在此不再一一赘述。仅将其结果列于表2。
表2
本发明还提供了一种有机电发光器件,其包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极、所述第二电极之间的一个或多个含咔唑类化合物层。
以及一种含咔唑类化合物在有机电致发光器件中的应用,其所述的含咔唑类化合物在所述有机电致发光器件中用作磷光绿色主体材料、荧光绿色主体材料、空穴注入材料或者空穴传输材料。
为了更详尽的描述本发明,以下列举对比样品与本发明的样品进行性能对比。
对比样品
下面化学式a作为发光主体材料,下面化学式b作为参杂材料,2-TNATA(4,4,4-三(N-萘基)-N-苯基氨基)-三苯胺)为空穴输送材料,α-NPD(N,N’-二(萘基)-N,N’-二苯基联苯胺)为空穴传输材料,制作了下面结构的有机发光器件。
TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/化合物a+化合物b(30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm)。本实施例以及一下实施例中采用DOV公司制造的EL蒸镀机制作器件。
Corning社15Ω/cm2()ITO玻璃基板50mm*50mm*0.7mm大小切断后在丙酮,异丙醇,纯水中各在微波中洗净15分钟,在紫外中再洗净30分钟。在基板上面真空蒸镀80nm厚度的2-TNATA,形成空穴注入层。空穴注入层上面真空蒸镀30nm厚度的α-NPD,形成了空穴输送层。空穴输送层上面真空蒸镀30nm厚度的化学式a表示的化合物和化学式b表示的化合物(掺杂率10%),形成了发光层。电子输送层上面一次真空蒸镀LiF 0.5nm(电子注入)和Al 60nm制作了有机发光器件。
本发明序号1-54的化合物样品
将对比样品中化合物a采用本发明序号化合物1-54的绿光主体化合物代替,其他均采用对比样品中同样的方法ITO/2-TNATA(80nm)/α-NPD(30nm)/[磷光绿色主体化合物1~54中一种]/b(10%)](30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(60nm)的结构的有机发光器件。
测量对比样品以及本发明序号1-54的化合物样品的发光性能,采用Keithleysourcemeter“2400”,KONIKA MINOLTA“CS-2000”评价驱动电压,发光亮度,发光效率,发光颜色。对比样品以及本发明序号1-54的化合物样品。其结果列于表3中。
表3
根据表3所表示,对比样品以及本发明序号1-54的化合物样品,对比样品在范围511nm-517nm内显示绿色发光峰值。而本发明化合物发光效率得到了明显的提高。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种含咔唑类化合物,其特征在于,所述含咔唑类化合物为:与中的一种。
2.一种有机电发光器件,其特征在于,包括第一电极、第二电极和置于所述第一电极、所述第二电极之间的一个或多个含咔唑类化合物层;
所述含咔唑类化合物为:与中的一种。
3.一种含咔唑类化合物在有机电致发光器件中的应用,其特征在于,所述的含咔唑类化合物在所述有机电致发光器件中用作磷光绿色主体材料、荧光绿色主体材料、空穴注入材料或者空穴传输材料;
所述含咔唑类化合物为:与中的一种。
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