一种基于三嗪环结构的有机发光材料及电致发光器件的制作方法

1.本发明涉及有机发光材料领域，具体为一种基于三嗪环结构的有机发光材料及电致发光器件。


背景技术：

2.1965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。为制作效率高的有机发光器件，研究者逐渐把器件内的有机物层的结构从单层变为了多层结构。把el器件设计为多层结构式是由于空穴和电子的移动速度不同，适当的设计出空穴注入层，空穴传输层、电子传输层及电子注入层，提高了空穴和电子的传输效率，使器件中空穴和电子达到了均衡，从而提高了发光效率。当在oled器件的两个电极之间施加电压时，阳极产生的空穴和阴极产生的电子被注入到发光层中，空穴和电子在发光层复合并产生激子，在从激发态转变为基态的同时，这些激子发光。由此可见，在oled器件中，有机层的材料及其性能对于器件的发光性质具有十分重要的影响，所以研究者们致力于提供性能较好的发光材料。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4.一种基于三嗪环结构的有机发光材料，该有机发光材料化学式结构如下所示：
[0005][0006]
其中：ar1和ar2独立的选自c
6-c
18
芳基、c
4-c
15
杂芳基及其组合；
[0007]
其中：r1选自甲基或苯基。
[0008]
为本发明进一步的方案：所述芳基为，苯、联苯、萘和芴中的一种；
[0009]
为本发明进一步的方案：所述杂芳基中的杂原子为n、s或o。
[0010]
为本发明进一步的方案：在上述技术方案中，最优选所述有机发光材料选自以下结构中的任意一种：
[0011]
[0012]
[0013][0014][0015]
以上仅列举了一些具体的结构形式，但是这系列发光材料不局限上述分子结构，凡是这些基团及其取代的这些基团和取代位置的简单变换就可以得到其他具体的分子结构，在此不再一一赘述。
[0016]
为本发明进一步的方案：一种有机电致发光器件，包含所述的有机发光材料，还包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的有机物层，其特征在于，所述的有机物层部分或全部含有权利要求1～4中任意一项所述的有机发光材料。
[0017]
为本发明进一步的方案：所述有机物层包括若干功能层，所述功能层含有有机发光材料；所述功能层至少包括空穴注入层、空穴传输层、既具备空穴注入又具备空穴传输技能层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、既具备电子传输又具备电子注入技能层中的一种或几种。
[0018]
为本发明进一步的方案：所述功能层至少包括空穴阻挡层，所述空穴阻挡层含有有机发光材料。
[0019]
为本发明进一步的方案：本发明所述的器件可以用于有机发光器件、有机太阳电池、电子纸、有机感光体或有机薄膜晶体管。
[0020]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0021]
(1)本发明提供的有机发光材料，通过选择三嗪环结构的有机发光材料及电致发光器件，得到的有机发光材料在用于有机电致发光器件的空穴阻挡层后，使得器件的发光效率和寿命均有提高。
具体实施方式
[0022]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
实施例1
[0024]
一种有机发光材料l001，即编号为l001的化合物，具体合成步骤如下：
[0025]
在氮气保护体系下，称取a-001(12.94mmol，5g)，b-001(10.79mmo14.19g)加入反应体系中，加入150ml甲苯、75ml无水乙醇和75ml纯净水的混合溶液，加入4g无水碳酸钠和0.15g四(三苯基磷)钯，氮气保护下加热90℃保持搅拌24小时，tlc点板监测原料b-001无剩余，然后将反应体系降温到25℃，减压过滤，滤饼用100ml的乙醇和100ml的石油醚依次淋洗，将滤饼真空烘干，将得到的固体加入到100ml的甲苯中，将反应体系升温至120℃，待固体全部溶解后，保持120℃加热搅拌4小时后，将反应体系降温至25℃，将溶液减压过滤，用100ml的石油醚淋洗，将滤饼真空烘干，得到类白色粉末的l001(4.77g，产率为68％)。
[0026]
hplc纯度：大于99.9％
[0027]
质谱:计算值为649.80；测试值为650.0。
[0028]
元素分析:计算值c:88.72％；h:4.81％；n:6.47％；测试值为:c:88.70％；h:4.80％；n:6.50％。
[0029]
具体的，反应式如下：
[0030][0031]
本实施例中，所述有机发光材料在制备有机电致发光器件产品中的应用。
[0032]
实施例2
[0033]
一种有机发光材料l026，即编号为l026的化合物，具体合成步骤如下：
[0034]
在氮气保护体系下，称取a-026(12.94mmol，5g)，b-026(10.79mmo15.01g)加入反应体系中，加入150ml甲苯、75ml无水乙醇和75ml纯净水的混合溶液，加入4g无水碳酸钠和0.15g四(三苯基磷)钯，氮气保护下加热90℃保持搅拌24小时，tlc点板监测原料b-026无剩余，然后将反应体系降温到25℃，减压过滤，滤饼用100ml的乙醇和100ml的石油醚依次淋洗，将滤饼真空烘干，将得到的固体加入到100ml的甲苯中，将反应体系升温至120℃，待固体全部溶解后，保持120℃加热搅拌4小时后，将反应体系降温至25℃，将溶液减压过滤，用100ml的石油醚淋洗，将滤饼真空烘干，得到类白色粉末的l026(5.64g，产率为72％)。
[0035]
hplc纯度：大于99.9％。
[0036]
质谱:计算值为725.90；测试值为725.90。
[0037]
元素分析:计算值c:89.35％；h:4.86％；n:5.79％；测试值为:c:89.35％；h:4.85％；n:5.80％。
[0038]
具体的反应式如下：
[0039][0040]
本实施例中，所述有机发光材料在制备有机电致发光器件产品中的应用。
[0041]
实施例3
[0042]
一种有机发光材料l044，即编号为l044的化合物，具体合成步骤如下：
[0043]
在氮气保护体系下，称取a-044(12.94mmol，5g)，b-044(10.79mmo15.44g)加入反应体系中，加入150ml甲苯、75ml无水乙醇和75ml纯净水的混合溶液，加入4g无水碳酸钠和0.15g四(三苯基磷)钯，氮气保护下加热90℃保持搅拌24小时，tlc点板监测原料b-044无剩余，然后将反应体系降温到25℃，减压过滤，滤饼用100ml的乙醇和100ml的石油醚依次淋洗，将滤饼真空烘干，将得到的固体加入到100ml的甲苯中，将反应体系升温至120℃，待固体全部溶解后，保持120℃加热搅拌4小时后，将反应体系降温至25℃，将溶液减压过滤，用100ml的石油醚淋洗，将滤饼真空烘干，得到类白色粉末的l044(5.87g，产率为71％)。
[0044]
hplc纯度：大于99.9％。
[0045]
质谱:计算值为765.96；测试值为766.00。
[0046]
元素分析:计算值c:89.38％；h:5.13％；n:5.49％；测试值为:c:89.35％；h:4.85％；n:5.80％。
[0047]
具体的反应式如下：
[0048][0049]
本实施例中，所述有机发光材料在制备有机电致发光器件产品中的应用。
[0050]
实施例4
[0051]
一种有机发光材料l057，即编号为l057的化合物，具体合成步骤如下：
[0052]
在氮气保护体系下，称取a-057(12.94mmol，5g)，b-057(10.79mmo14.19g)加入反应体系中，加入150ml甲苯、75ml无水乙醇和75ml纯净水的混合溶液，加入4g无水碳酸钠和0.15g四(三苯基磷)钯，氮气保护下加热90℃保持搅拌24小时，tlc点板监测原料b-057无剩余，然后将反应体系降温到25℃，减压过滤，滤饼用100ml的乙醇和100ml的石油醚依次淋洗，将滤饼真空烘干，将得到的固体加入到100ml的甲苯中，将反应体系升温至120℃，待固体全部溶解后，保持120℃加热搅拌4小时后，将反应体系降温至25℃，将溶液减压过滤，用100ml的石油醚淋洗，将滤饼真空烘干，得到类白色粉末的l057(5.05g，产率为72％)。
[0053]
hplc纯度：大于99.9％。
[0054]
质谱:计算值为649.80；测试值为649.80。
[0055]
元素分析:计算值c:88.72％；h:4.81％；n:6.47％；测试值为:c:88.70％；h:4.80％；n:6.50％。
[0056]
具体的反应式如下：
[0057][0058]
本实施例中，所述有机发光材料在制备有机电致发光器件产品中的应用。
[0059]
实施例5
[0060]
一种有机发光材料l073，即编号为l073的化合物，具体合成步骤如下：
[0061]
在氮气保护体系下，称取a-073(12.94mmol，5g)，b-073(10.79mmo14.19g)加入反应体系中，加入150ml甲苯、75ml无水乙醇和75ml纯净水的混合溶液，加入4g无水碳酸钠和0.15g四(三苯基磷)钯，氮气保护下加热90℃保持搅拌24小时，tlc点板监测原料b-073无剩余，然后将反应体系降温到25℃，减压过滤，滤饼用100ml的乙醇和100ml的石油醚依次淋洗，将滤饼真空烘干，将得到的固体加入到100ml的甲苯中，将反应体系升温至120℃，待固
体全部溶解后，保持120℃加热搅拌4小时后，将反应体系降温至25℃，将溶液减压过滤，用100ml的石油醚淋洗，将滤饼真空烘干，得到类白色粉末的l073(5.12g，产率为73％)。
[0062]
hplc纯度：大于99.9％。
[0063]
质谱:计算值为649.80；测试值为649.80。
[0064]
元素分析:计算值c:88.72％；h:4.81％；n:6.47％；测试值为:c:88.75％；h:4.8％；n:6.45％。
[0065]
具体的反应式如下：
[0066][0067]
本实施例中，所述有机发光材料在制备有机电致发光器件产品中的应用。
[0068]
其他发光材料的合成方法与上述相同，在此不一一赘述，其他合成实施例质谱或分子式如下表所示：
[0069]
表1选取的各物质的分子式、质谱计算值和质谱测试值统计表
[0070]
发光材料分子式质谱计算值质谱测试值l003c
52h33
n3699.86699.90l011c
54h33
n3o739.88739.88l018c
54h35
n3725.90725.90l033c
54h33
n3s755.94755.90l049c
57h39
n3765.96765.95l053c
48h31
n3649.80649.80l064c
50h30
n8801.99802.00l068c
54h33
n3s755.94755.90l076c
54h33
n3o739.88739.90l081c
58h35
n3773.94773.90l086c
62h37
n3824.00824.00
[0071]
本发明还提供了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件由所述的有机发光材料制成，更具体的为由权利要求1化学式所示的有机发光材料制成。
[0072]
实施例6
[0073]
使用实施例1制备的发光材料l001制备有机电致发光器件，其更具体的：
[0074]
将涂层厚度为的ito玻璃基板放在蒸馏水中清洗2次，超声波洗涤30分钟，用蒸馏水反复清洗2次，超声波洗涤10分钟，蒸馏水清洗结束后，异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂按顺序超声波洗涤以后干燥，转移到等离子体清洗机里，将上述基板洗涤5分钟，送到蒸镀机里。首先ito(阳极)上面蒸镀cupc紧接着蒸镀npb主体物质发光材料host-001和掺杂物质发光材料ir(ppy)395:5重量比混合蒸镀空穴阻挡层l001蒸
镀电子传输层et-001蒸镀电子注入层lif蒸镀阴极al形式制备得到有机电致发光器件。对得到的器件的性能发光特性测试，测量采用keithley2400型源测量单元，cs-2000分光辐射亮度计，以评价驱动电压，发光亮度，发光效率。
[0075]
参照上述方法，将发光材料l001分别替换为l026、l044、l057、l073、l003、l011、l018、l033、l049、l053、l064、l068、l076、l081、l086，制备得到相应发光材料的有机电致发光器件。
[0076]
比较例1：使用hbl-001的化合物做为空穴阻挡层材料，其余与实施例6相同。
[0077]
将涂层厚度为的ito玻璃基板放在蒸馏水中清洗2次，超声波洗涤30分钟，用蒸馏水反复清洗2次，超声波洗涤10分钟，蒸馏水清洗结束后，异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂按顺序超声波洗涤以后干燥，转移到等离子体清洗机里，将上述基板洗涤5分钟，送到蒸镀机里。首先ito(阳极)上面蒸镀cupc紧接着蒸镀npb主体物质发光材料host-001和掺杂物质发光材料ir(ppy)395:5重量比混合蒸镀空穴阻挡层对比例化合物hbl-001蒸镀电子传输层et-001蒸镀电子注入层lif蒸镀阴极al形式制备得到有机电致发光器件。对得到的器件的性能发光特性测试，测量采用keithley2400型源测量单元，cs-2000分光辐射亮度计，以评价驱动电压，发光亮度，发光效率。
[0078]
器件中发光材料结构如下：
[0079][0080]
对制备的有机电致发光器件进行与实施例6相同的数据检测，结果见表2。
[0081]
表2实施例6以及比较例1中有机电致发光器件检测结果
[0082][0083]
(2)结论：由比较例1可以看出，使用本发明提供有机发光材料作为空穴阻挡层材料所制备的有机电致发光器件与使用hbl-001的化合物做为空穴阻挡层材料所制备的有机电致发光器件相比，驱动电压明显降低，电流效率和寿命得到显著提高。
[0084]
本发明的有益效果是：本发明提供的有机发光材料，通过选择特定的杂环组合，得到的有机发光材料在用于有机电致发光器件的空穴阻挡层后，使得器件的发光效率提高、使用寿命增长及驱动电压降低。
[0085]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。