本發明屬于有機光電材料技術領域,尤其涉及一種吖啶化合物及其有機發光器件。
背景技術:
對于有機電致發光材料的研究是1950年bernose對含有有機色素的高分子薄膜施加高電流電壓測到的。1965年,pope等人首次發現了蒽單晶的電致發光性質,這是有機化合物的首例電子發光現象。為了制作高效率的有機發光器件,研究者逐漸把器件內有機物層的結構從單層變為多層結構。把有機電致發光器件設計為多層結構是由于空穴和電子的移動速度不同,適當的設計出空穴注入層,空穴傳輸層,電子傳輸層及電子注入層,提高了空穴和電子的傳輸效率,使器件中空穴和電子達到均衡,從而提高發光效率。
目前有機電致器件中電子傳輸材料的代表物質如下:
激發子應具有將其能量轉移給附近的帶隙材料;否則,激發子的能量將轉移至具有更低量子產量的主材料,并因此產生弱的發射或者不發射。但是至今沒有理想的穩定高效率的有機發光材料用于有機物層。因此,現有技術還有待于更進一步的改進和發展。
目前要求的材料的特性是物質具備熱穩定性和快速電子移動度及發光體的高效率及長壽命,本發明提供了比現階段性能優越的材料。
技術實現要素:
本發明提供了一種發光效率良好的電子傳輸材料,方法是通過將吖啶化合物改變結構提高電子遷移率。并且將這種吖啶化合物制備成器件,其具有很好的發光效率。
本發明是下列化學式1表示的吖啶化合物:
[化學式1]
其中,ar1~ar3是互相一樣或不一樣的取代或未取代c6~c60芳基、取代或未取代的c5~c60稠環基、取代或未取代的c6~c60芳胺基或取代或未取代的c3~c60雜環基。
優選的,所述吖啶化合物選自下面化學式[2~4]中的任意一種:
[化學式2]
[化學式3]
[化學式4]
其中,ar1~ar3是互相一樣或不一樣的取代或未取代c6~c60芳基、取代或未取代的c5~c60稠環基或未取代的c3~c60雜環基。
優選的,吖啶化合物選自下述化學式中任意一個化合物:
本發明還提供一種有機發光器件,包括第一電極、第二電極和置于所述兩電極之間的一個或多個有機化合物層,至少一個有機化合物層包含至少一種本發明所述的吖啶化合物。
優選的,所述的有機電致發光器件,包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的至少一層。
本發明的有益效果:
本發明的吖啶化合物是通過對吖啶的2和9位中引進芳香基、雜環基、稠環基、胺基等基團提高電子密度、電子傳輸技能能等優點。使用本發明的吖啶化合物制造的器件具備高的亮度、優秀的耐熱性、長壽命及高發光效率等優點。
具體實施方式:
下面將結合本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
按本發明,提供下列化學式1表示的吖啶化合物:
[化學式1]
其中,ar1~ar3是互相一樣或不一樣的取代或未取代c6~c60芳基、取代或未取代的c5~c60稠環基、取代或未取代的c6~c60芳胺基或取代或未取代的c3~c60雜環基。
優選的,所述吖啶化合物選自下面化學式[2~4]中的任意一種:
[化學式2]
[化學式3]
[化學式4]
其中,ar1~ar3是互相一樣或不一樣的取代或未取代c6~c60芳基、取代或未取代的c5~c60稠環基或未取代的c3~c60雜環基。
優選的,吖啶化合物選自下述化學式中任意一個化合物:
本發明還提供了一種有機發光器件,包括第一電極、第二電極和置于所述兩電極之間的一個或多個有機化合物層,至少一個有機化合物層包含至少一種本發明所述的吖啶化合物。
上述有機物層包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的至少一層。
本發明的上述器件可以用在有機發光器件(oled)、有機太陽電池(osc)、電子紙(e-paper)、有機感光體(opc)或有機薄膜晶體管領域。
有機發光器件利用薄膜蒸鍍、電子束蒸發、物理氣相沉積等方法在基板上蒸鍍金屬及具有導電性的氧化物及他們的合金形成陽極,其上述空穴注入層、空穴傳達層、發光層、空穴阻擋層及電子傳輸層、陰極的制備方法同上所述。
根據本發明的有機器件,使用的材料可以是前面發光、背面發光或兩面發光。
下面提示本發明的是提供上述吖啶化合物制備方法,但下面實施例是理解本發明的內容提供而已,發明內容不限定在這個范圍。
此外本發明沒有具體介紹的制造方法是本行業常用的合成方法及參考其他實施例記載。
[實施例1]化合物a-1的合成
*中間體n,n-二苯基吖啶-2-胺的合成
氮氣下反應容器里加入二苯胺(10.00g,59.1mmol)、2-溴吖啶(15.10g,58.51mmol)、三(二亞芐基丙酮)二鈀(0.1g),三叔丁基膦(15%,0.15g),叔丁醇鈉(0.9g),甲苯(400ml),60℃下攪拌12小時。反應液冷卻,硅膠濾斗過濾,溶液濃縮,利用二氯甲烷和己烷進行柱層析得到n,n-二苯基吖啶-2-胺(13.78g,收率68%)。
*中間體n,9-bromo-n,n-二苯基吖啶-3-胺的合成
反應容器里加n-二苯基吖啶-2-胺(34.62g,100mmol),用四氫呋喃(200ml)溶解。氮氣和0℃下加n-溴代丁二酰亞胺(18.0g,101mmol),常溫攪拌5小時。反應終結,用蒸餾水終止反應,用乙酸乙酯萃取有機物,過濾硅膠濾斗,濃縮有機溶劑用乙酸乙酯重結晶得到,9-bromo-n,n-二苯基吖啶-2-胺(38.28g,90%)。
*化合物a-1的合成
反應容器里加二苯基-4-硼酸(3.35g,16.9mmol)、9-溴-n,n-二苯基吖啶-2-胺(7.19g,16.9mmol)、四三苯基膦鈀(0.7g,1.08mmol)、碳酸鉀(5.3g,38.3mmol),甲苯60ml,乙醇20ml及蒸餾水20ml,120℃下攪拌3h。反應結束,蒸餾水停止反應用乙酸乙酯萃取。有機層用mgso4干燥。減壓蒸餾去掉溶劑,用硅膠柱子提純得到化合物a-1(5.47g,65%)。
[實施例2]化合物a-6的合成
按照a-1合成方法得到a-6。
[實施例3]化合物a-14的合成
按照a-1合成方法得到a-14。
[實施例4]化合物a-8的合成
按照a-1合成方法得到a-8。
[實施例5]化合物a-7的合成
按照a-1合成方法得到a-7。
[實施例6]化合物a-42的合成
按照a-1合成方法得到a-42。
[實施例7]化合物a-43的合成
按照a-1合成方法得到a-43。
[實施例8]化合物a-44的合成
按照a-1合成方法得到a-44。
[實施例9]化合物a-45的合成
*中間體2-(二苯基-3)-9-(氯甲基)吖啶的合成
hcl(35.0~37.0%,20ml)和二氧六環(120ml)充分混合,反應體系里加2-(二苯基-3)吖啶(14.92g,45mmol)和多聚甲醛(4.0g,113mmol),回流攪拌2h。然后常溫攪拌16h。用水終止反應,利用二氯甲烷萃取有機層,用硫酸鎂干燥。減壓蒸餾去掉有機層用層析柱(hx:ea=4:1)分離得到化合物2-(二苯基-3-yl)-9-(氯甲基)吖啶(14.53g,19.0mmol,85%)。
*中間體2-(二苯基-3吖啶-9-甲醛)的合成
氮氣下反應容器里加9,10-雙氯甲基)蒽(6.90g,18.2mmol)、dmso(21ml)攪拌30分鐘。鈉(0.5g,21.7mmol)溶解在乙醇里再加硝基丙烷攪拌3h。得到的物質加dmso反應體系里攪拌3h。反應結束,過濾得到固體物質,濾液里加水,二氯甲烷萃取和減壓蒸餾得到2-(二苯基-3)吖啶-9-甲醛(3.07g,47%)。
*化合物a-45的合成
氮氣下反應容器里加2-(二苯基-3)吖啶-9-甲醛(3.60g,10mmol)、焦亞硫酸鈉(2.10g,11mmol)、二氯甲烷(100ml),回流5h,反應結束,加水停止反應用二氯甲烷提取有機物,用柱層析和重結晶方法得到a-45(4.19g,80%)
本發明實施例制備的吖啶化合物的fd-ms值是表1表示。
【表1】吖啶化合物的fd-ms值
器件制備實施例1:
將厚度為
將已經準備好的ito透明電極上蒸鍍空穴注入層2-tnata/
表2為本發明實施例制備的部分化合物以及比較物質制備的發光器件的發光特性測試結果
[表2]發光器件的發光特性測試
從上述表2結果中,能看出本發明的吖啶化合物的發光效率及壽命特性有顯著的提高。
本發明利用的吖啶化合物制備的有機發光器件,可以得到發光效率和壽命良好的結果,所以本發明在oled產業中有較高的實用性。本發明的有機發光器件在平面面板顯示、平面發光體、照明用面發光oled發光體、柔性發光體、復印機、打印機、lcd背光燈或計量機類的光源、顯示板、標識等領域可廣泛使用。