雙極性磷光主體化合物、制備方法和應用及電致發光器件的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種雙極性磷光主體化合物、制備方法和應用及電致發光器件，所述雙極性磷光主體化合物是苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物，所述苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物是由苯環將苯并[b]磷吡咯基團與咔唑基團連接組成，其結構通式為；其中，所述苯并[b]磷吡咯基團連接在所述苯環的o-位、m-位或p-位上。本發明中將具有特殊共軛結構的苯并[b]磷吡咯基與咔唑通過苯環連接起來，由于兩者分別具有相對較好的電子、空穴遷移速率，可以很好地提高主體化合物的三重態能級，同時調整主體化合物的空穴、電子遷移速率，從而更有益于發光層的電子與空穴傳輸平衡，提高器件效率，減少器件效率在高亮度下的滾降。
【專利說明】雙極性磷光主體化合物、制備方法和應用及電致發光器件
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機發光材料領域，尤其涉及一種雙極性磷光主體化合物、制備方法和應用及電致發光器件。
【背景技術】
[0002]自 1987 年美國柯達公司 C.W.Tang 等人(C.ff.Tang and S.A.VanSlyke,Applied Physics Letters.1987, 51, 913.)首次報道通過蒸鍍方式制備有機電致發光器件以來，有機電致發光現象受到廣泛的關注。
[0003]有機電致發光可以分為熒光與磷光電致發光，根據自旋量子統計理論，磷光材料的電致發光其內部量子效率可以達到理論上的100%，相比熒光電致發光器件，具有更高的效率。對于主客體摻雜的磷光發光體系，磷光主體材料決定器件效率的高低以及效率滾降。自 1999 年 Forrest 等人(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrows, Μ.E.Thompsonand S.R.Forrest, Applied Physics Letters 1999, 75, 4.)第一次發現將有機金屬絡合物摻雜在有機發光材料中形成發光層，同時引入電子傳輸兼空穴阻檔層2，9- 二甲基-4，7- 二苯基-1，10-鄰菲羅啉(BCP)，獲得綠光最大效率達到31 lm/ff,遠大于熒光器件發光效率，從而引起人們開始對磷光OLED的廣大興趣。[0004]2003年,Forrest等人通過金屬Ir配合物絡合基團的改變得到了藍光磷光銥配合物FIrpic，將其摻雜在主體化合物N，N' - 二咔唑基_3，5-取代苯(mCP)制備磷光發光器件，得到最大電流效率與功率效率分別為7.5 cd/A和8.9 lm/W，很好地提高了藍光磷光發光器件效率。
[0005]對于有機半導體材料，其電子傳輸速率相比空穴傳輸速率要慢很多倍，因此開發高電子遷移率的有機磷光主體材料對于提高磷光發光器件效率以及降低器件效率滾降具有至關重要的作用。近年來，關于二苯磷氧類的發光材料或電子傳輸材料有很多的報道，但二苯基磷氧由于其特殊的共軛結構使其最高占有軌道(HOMO)與最低未占有軌道(LUMO)不能很好地與相鄰活性層匹配，從而引起器件效率在高亮度下衰減嚴重。
[0006]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0007]鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種雙極性磷光主體化合物、制備方法和應用及電致發光器件，所述雙極性磷光主體化合物是含苯并[b]磷吡咯與咔唑的雙極磷光主體化合物，是一類具有高三重態能級以及高電子遷移率的雙極藍光磷光主體材料，并且能將此類化合物作為藍光磷光主體材料用于制備高效的電致磷光發光器件，旨在彌補現有二苯基磷氧類雙極性磷光主體化合物的不足。
[0008]本發明的技術方案如下:
一種雙極性磷光主體化合物，其中，所述雙極性磷光主體化合物是苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物，所述苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物是由苯環將苯并[b]磷吡咯基團與咔唑基團連接組成，其結構通式為
【權利要求】
1.一種雙極性磷光主體化合物，其特征在于，所述雙極性磷光主體化合物是苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物，所述苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物是由苯環將苯并[b]磷吡咯基團與咔唑基團連接組成，其結構通式為
2.一種如權利要求1所述的雙極性磷光主體化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 苯并[b]磷吡咯溴化物中間體的合成:將化合物1-三甲基硅基-1-溴-2-苯乙烯溶解于干燥的THF溶劑中，冷卻至-70~-80°C，加入BuLi，在低溫下繼續反應I~2小時；加入PhPCl2，在室溫下反應1~ 12小時；加入H2O2繼續反應4~8小時，加入二氧甲烷萃取，合并有機相，加水洗滌，最后產物加入正已烷重結晶得白色固體粉末，烘干；將白色固體粉末溶解于干燥的DMF溶劑中，將NBS逐滴加入到溶液中，室溫下反應2~6小時，加水淬滅反應，萃取，合并有機相，將所得到產物進行重結晶，得所述苯并[b]磷吡咯溴化物中間體；其中，1-三甲基硅基-1-溴-2-苯乙烯:BuL1: PhPCl2: H2O2的摩爾質量比為:1: (1.0~2.0):(1.0~2.0): (1.0~4.0));白色固體粉末:NBS的摩爾質量比為1: (1.0 ^ 1.05)； 苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物的合成:將所述苯并[b]磷吡咯溴化物中間體與苯硼酸咔唑溶解于甲苯溶液中，加入催化劑Pd(PPh3)4, K2CO3，乙醇，水，通入氮氣10~30min后，加熱至60~130 °C回流6~24小時，待反應液冷卻至室溫，萃取，合并有機相，得到所述苯并[b]磷吡咯與咔唑類主體化合物；其中，2-苯基-2-氧苯并[b]磷吡咯:苯硼酸咔唑:Pd(PPh3)4: K2CO3 的摩爾質量比為:1: (1.0 ^ 2.0): (0.02 ~0.1): (4.0 ^30.0)，同時甲苯:乙醇:水的體積比為:(2.0~5.0):1: (0.2~1.0)。
3.根據權利要求2所述的雙極性磷光主體化合物的制備方法，其特征在于，所述苯硼酸咔唑為2-苯硼酸咔唑、3-苯硼酸咔唑或4-苯硼酸咔唑。
4.根據權利要求2所述的雙極性磷光主體化合物的制備方法，其特征在于，所述萃取的過程是采用二氧甲烷進行萃取； 所述重結晶的過程是采用正乙烷進行重結晶。
5.一種如權利要求1所述的雙極性磷光主體化合物的應用，其特征在于，將所述雙極性磷光主體化合物作為磷光主體發光材料用于制備電致發光器件。
6.—種電致發光器件，其特征在于，所述電致發光器件包括設置在基板上的陽極、陰極以及設置在陽極與陰極之間的發光層，所述發光層中含有如權利要求1所述的雙極性磷光主體化合物。
7.根據權利要求6所述的電致發光器件，其特征在于，所述發光層是由所述雙極性磷光主體化合物和摻雜材料組成，所述摻雜材料為銥金屬絡合物。
8.根據權利要求7所述的電致發光器件，其特征在于，所述摻雜劑為FIrpic，摻雜濃度為4%~8%ο
9.根據權利要求7所述的電致發光器件，其特征在于，所述摻雜劑為Ir(ppy)3，摻雜濃度為6%~12%。
10.根據權利要求6-9任一所述的電致發光器件，其特征在于，所述基板為玻璃，所述陽極為透明導電襯底層，所述陰極為鋁電極；所述玻璃上從里向外依次附著有導電襯底層、空穴注入層、 空穴傳輸層、激子阻檔層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和鋁電極。
【文檔編號】H01L51/54GK103525399SQ201310106733
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年3月29日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】黃宏, 申智淵, 付東 申請人:Tcl集團股份有限公司