一种基于菲并咪唑蓝光发光材料及其制备方法和应用

本专利申请涉及有机电致发光材料，更具体地，涉及一种基于菲并咪唑蓝光发光材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、自1987年tang和vanslyke的开创性工作以来，有机发光二极管(oled)得到了广泛的研究。由于有机发光二极管具有轻薄、柔性好、面光源、视角宽、响应快、色彩丰富、主动照明等优点，已被广泛应用于显示、照明和医疗等领域。oled属于载流子双注入型发光器件，其在外界电场的驱动下，电子和空穴分别由阴极和阳极注入到有机电子传输层和空穴传输层，并在有机发光层中复合生成激子，激子辐射跃迁回到基态并发光。因此，处于有机发光层中的发光材料在oled当中扮演着核心角色，而作为三基色之一的蓝光材料尤为重要。这是因为材料本身不仅可以作为发光层得到蓝光器件，还可以向其中掺杂其他发光材料得到其他光色的发光器件。

2、在过去，不少已经报道的蓝光材料主要是基于蒽、芘、芴、芳胺、咔唑、砜等为构筑基元的衍生物。但是，如今的商用红、绿光器件的效率、光色及成本已经远远优于蓝光器件。如何将蓝荧光材料的效率与光色同时进行优化，以满足市场的需求，是科学家研究的热点。

3、专利申请内容

4、为克服上述现有技术中存在的问题之一，本专利申请的首要目的是提供了一种基于菲并咪唑蓝光发光材料。该基于菲并咪唑蓝光发光材料减少了电荷转移的可能性，可以更好的实现短波长发射且用于发光器件时具备良好的蓝光效率。

5、本专利申请的又一目的在于提供上述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法。

6、本专利申请的另一目的是提供上述基于菲并咪唑蓝光发光材料有机发光器件中的应用。

7、本专利申请上述目的通过以下技术方案实现：

8、一种基于菲并咪唑蓝光发光材料，所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的结构式具有如下所示分子结构中的一种：

9、

10、本专利申请还提供上述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，包括如下步骤：

11、s1.将4-溴苯甲醛、苯胺及9,10-菲醌，通过咪唑成环的反应制得2-(4-溴)-1-苯基-1h-苯并[9,10-d]咪唑，即化合物ppi-br；

12、s2.将步骤s1制得的ppi-br与联硼酸频那醇酯共同反应得到1-苯基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷-2-基)苯基)-1h-苯基[9,10-d]咪唑，即化合物ppi-boh；

13、s3.将2-溴三苯胺溶解于四氢呋喃中，再逐滴加入溶解于己烷中的正丁基锂，在超低温和惰性氛围下，搅拌反应后逐滴加入溶解于四氢呋喃的3-溴芴酮(或2-溴芴酮)，并继续超低温和惰性氛围下反应一段时间后，转移至室温条件，反应过夜；反应结束后进行萃取，保留有机层进行减压蒸馏，随后将有机层分离，干燥，过滤和蒸发得到粗产物，将粗产物溶于醋酸和盐酸中，回流，将反应物冷却至室温，过滤后用石油醚洗涤，得到的固体通过色谱柱纯化，进一步用真空升华提纯得到的白色固体，即saf-3及saf-2；

14、s4.将步骤s1所制备得到的ppi-boh，碳酸钾，步骤s3所制备得到的saf-3或saf-2、四氢呋喃和去离子水组成的混合物，以四(三苯基磷)钯为催化剂，在80℃氮气氛围下回流，冷却后，萃取，所得混合物经硅胶柱层析纯化，再经过真空升华纯化，白色固体safpi-3和safpi-2。

15、优选的，所述步骤s3中超低温和惰性氛围下为-78℃、氮气氛围下。

16、优选的，所述步骤s3中所述2-溴三苯胺、正丁基锂和3-溴芴酮(或2-溴芴酮)的摩尔比为1：1.2：1.1。

17、优选的，所述步骤s4中所述ppi-boh、碳酸钾和saf-3(或saf-2)的摩尔比为6：1：5。

18、优选的，所述s3和s4中所用的萃取剂均为水和二氯甲烷。

19、更优选的，所述步骤s3中，所述洗脱液为石油醚和二氯甲烷，且两者比例为5:1。

20、更优选的，所述步骤s4中，所述洗脱液为石油醚和乙酸乙酯，且两者比例为7:2。

21、更优选的，所述步骤s3中，用mgso4进行干燥。

22、本专利申请中的基于菲并咪唑蓝光发光材料在有机发光器件中的应用。

23、与现有技术相比，本专利申请的有益效果是：

24、本专利申请利用1,2-二苯基菲并咪唑(ppi)在螺芴三苯胺基团(saf)的三号位与二号位分别进行取代，合成出了两种不同的蓝光荧光分子，即safpi-3与safpi-2。其中，值得注意的是，saf基团中的螺结构连接的两部分呈现出相互垂直的三维结构，这在oled的表现中是非常理想的。又因为saf中的螺结构呈现出sp3杂化，三苯胺的给电子能力被极大的削弱，减少了电荷转移的可能性，可以更好的实现短波长发射且用于发光器件时具备良好的蓝光效率。

技术实现思路

技术特征：

1.一种基于菲并咪唑蓝光发光材料，其特征在于，所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的结构式具有如下所示分子结构中的一种：

2.权利要求1所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中超低温和惰性氛围下为-78℃、氮气氛围下。

4.根据权利要求2所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中所述2-溴三苯胺、正丁基锂和3-溴芴酮(或2-溴芴酮)的摩尔比为1：1.2：1.1。

5.根据权利要求2所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中所述ppi-boh、碳酸钾和saf-3(或saf-2)的摩尔比为6：1：5。

6.根据权利要求2所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述s3和s4中所用的萃取剂均为水和二氯甲烷。

7.根据权利要求6所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述洗脱液为石油醚和二氯甲烷，且两者比例为5:1。

8.根据权利要求6所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述洗脱液为石油醚和乙酸乙酯，且两者比例为7:2。

9.根据权利要求6所述基于菲并咪唑蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，用mgso4进行干燥。

10.权利要求1所述基于菲并咪唑蓝光发光材料在有机发光器件中的应用。

技术总结
本专利申请公开了一种基于菲并咪唑蓝光发光材料及其制备方法和应用涉及有机发光材料领域。所述蓝光材料同时具有短波长深蓝光荧光特性与良好的载流子传输平衡能力。该类化合物由双极性显色基团和空间立体结构片段组成。该类化合物作为有机发光层制备的非掺杂有机电致发光器件可获得的发光效率，分子SAFPI‑3与SAFPI‑2最大外量子效率分别是4.99％与3.83％，发光波长分别为462nm与432nm。其中，SAFPI‑3还可以作为主体材料掺杂制备高效的商用PO‑01磷光黄光器件，最大外量子效率为23.98％，最大发光强度为138300cd/m<supgt;2</supgt;。

技术研发人员：霍延平,陈思维,陈文铖,陈嘉雄,籍少敏
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6