CN102617477A

CN102617477A - 菲并咪唑衍生物及其作为电致发光材料的应用

Info

Publication number: CN102617477A
Application number: CN2011103984456A
Authority: CN
Inventors: 王磊; 庄少卿; 上官荣刚; 黄宏; 穆广园
Original assignee: WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2031-12-05
Also published as: CN102617477B

Abstract

本发明涉及一类以菲并咪唑和蒽为中心单元结构的有机电致蓝光材料的设计合成及其在有机电致发光蓝光器件(OLED)中的应用。该类材料以菲并咪唑为核心，在C1和N2位键联不同电子特性的基团，提高玻璃化温度，有效地解决载流子注入，从根本上实现高效率的激子复合，进而实现材料的高效率发光和调节能级的结合。另外化合物的极性可以通过推/拉电子基团加以调整，与常用的蓝色荧光主体材料2-甲基-9，10-二(2-萘基)蒽(M-ADN)蓝色荧光相比，OLED器件在操作电压的降低和效率提升方面有显著效果，可广泛应用于有机电致发光领域。

Description

菲并咪唑衍生物及其作为电致发光材料的应用

技术领域

本发明属于有机光电材料应用科技领域，具体涉及菲并咪唑衍生物及其作为电致发光材料的应用。

背景技术

电致发光(electroluminescence，EL)是指发光材料在电场作用下电子和空穴复合而发光的现象，它是一种将电能直接转化为光能的发光过程。根据此原理制成的器件称为有机电致发光器件。与现在通用的场发射显示(FED)，液晶显示(LCD)，等离子体显示(PDP)等平板显示技术相比，有机电致发光器件具有以下特点：材料采用有机物/高分子，因而选择范围宽，可实现从红光到蓝光的任何颜色的显示；驱动电压低，发光亮度和发光效率高，可制成柔性显示器件；响应速度快，发光视角宽；器件超薄，体积小，重量轻；更为重要的是，有机发光材料以其固有的多样性为材料选择提供了宽广的范围，通过对有机分子结构的设计、组装和剪裁，能够满足多方面不同的需要和易于实现大面积显示。

有机电致发光研究开始于20世纪60年代。1963年，美国纽约大学的Pope(Jounal of Chemical Physics，1963，38，2042)等人首次报道了有机材料单晶蒽的电致发光现象，但是由于单晶发光层的厚度达20μm，其动电压高达400V，因此未能引起广泛的研究兴趣，但是该工作揭开了有机电致发光究的序幕。1982年，场Vinceet(Thin Solid Films，1982，94，171)研究小组采用真空蒸镀法制备成功厚度为0.6μm的蒽单晶膜，将工作电压降到30V内，不过器件的量子效率依然很低，所以仍然没有受到人的重视。

直到1987年，美国柯达公司C.W.Tang(Applied Physies Letters，1987，51，913)等人在总结前人的基础上发明了三明治结构的器件：他们采用荧光效率很高、电子传输性能和成膜性能好的有机小分子材料8-羟基哇琳铝(Alq₃)，与具有空穴传输特性的芳香族二胺(diamine)衍生物制成低驱动电(＜10V)，高量子效率(1％)，高亮度(＞1000cd/m²)的有机EL器件，这一突破性进展重新激发了人们对于有机EL的热情，使人们看到了有机电致发光器件作为新一代平板显器件的希望。从此，有机电致发光走上了迅速发展的道路，人们在材料合成，器件结设计，载流子传输等诸多方面进行了深入的研究，使得有机电致发光器件的性能逐渐接近实用化水平。

为了实现OLED全彩显示，蓝光材料至关重要，不仅因为它是实现全彩色显示的三基色之一，优异的蓝光材料可以实现高效、稳定的蓝光发射，而且一旦得到高效的蓝光材料，还可以把它作为主体材料，通过能量转移得到绿光和红光。要进一步提高器件的性能和满足商业化生产的要求，就必须加大对蓝光材料的研究。

在蓝光材料的研究中，根据发光机理的不同，可以分为荧光材料和磷光材料两个体系。虽然目前磷光器件的效率要远高于荧光器件，但是其在高亮度下效率滚降十分严重，且寿命较短。目前全彩显示中，蓝光材料依旧使用荧光系列，但高性能的蓝光材料依然十分短缺。为了更有效的提高器件效率，材料本身要求要有较高的量子效率，合适的能级结构以便于载流子注入以及较高的载流子迁移率便于传输。

全芳香基菲并咪唑单元，具有较高共轭程度的芳香结构，并结合氮杂环类物质的特点，可以在一定程度上解决了载流子的注入，是一类很有潜力的一类发光和传输材料基元。它与备受关注的苯并咪唑在结构上结构类似，相当于在其苯环上引入了并苯结构。理论研究结果发现，菲并结构代替苯并结构后，分子最高占有轨道HOMO和分子最低空轨道LUMO能级会较有所上升，但仍可保持这种菲并结构的带系宽度，比以单键或双键与苯链接方式在能级上更具有优势。另外，通过这种菲并结构取代，一方面拓展分子共轭可能实现将其深蓝光发射红移到更具有价值的蓝光区域，另一方面可以再保持LUMO能级变化不大的基础上，适当提高HOMO能级，让其拥有更加平衡的载流子注入，从根本上实现高效率的激子复合，从而实现高效率发光和能级调节的结合。

2010年4月1日公开的申请公布号CN 101870681A的中国专利申请公开了一种双菲并咪唑基化合物及其电致发光装置，双支菲并咪唑单元作为OLED材料的应用，但是材料的稳定性差，从电致发光效率图中可以看到，虽然在低电流密度下可以取得较高的电流效率，但是器件效率滚降随着电流密度增大非常严重。另外，2011年9月21日公开的申请公布号为CN102190627A的中国专利申请公考了多种菲并咪唑单元组成的荧光材料，但是所涉及的分子效率的光色并不如意，色坐标在天蓝光区域，对于实现高效的全色彩显示和照明还有很大的距离，而且效率偏低。

发明内容

本发明的目的是提供菲并咪唑衍生物及其作为电致发光材料的应用。

本发明的菲并咪唑衍生物，其具有以下化合物I所示的通式：

上述化合物I中R1为以下三个基团中的任何一个，R2为H；或者化合物I中R2为以下三个基团中的任何一个，R1为H。

具体而言，本发明的化合物包括以下六种化合物：

上述六种化合物，依照其英文名称的缩写，在化学式下方分别给出了对应的简写。六种化合物的简写分别为：ACPI、2-NaCPI、1-NaCPI、ANPI、2-NaNPI、1-NaNPI，本发明使用以上简写代表相应的化合物。

本发明的化合物可以通过下述方法制备：

本发明的六种化合物作为蓝色荧光发光层的主体材料，具有很好的性能。通过简单的合成路线即可得到本发明以菲并咪唑为基本结构单元的蓝色荧光材料，该材料玻璃化温度较高，量子效率高，且具有较好的电子传输能力，成膜性好且性质稳定，在蓝光器件中，表现出高的发光效率和稳定性，是理想的蓝色荧光材料。

中国专利CN102190627A中公开的化合物，其器件的色坐标位于(0.16，0.23)附近，本发明的材料所制备的单层蓝光荧光器件光色要好(0.15，0.16)。与中国专利CN 101870681A中公开的器件相比，本发明的器件结构更加简化，实用的电子传输层是商业化更为实用的三(8-羟基喹啉)铝，且启动电压(器件亮度1cd/m²下的电压)更低(＜2.8V)，器件效率在高电流密度下降低更小。

本发明所述的器件是指基于本发明的化合物或者现有技术中的有相似功能的化合物制备的有机电致发光器件，如应用于有发光二级管中的主体材料或者蓝光掺杂剂。

本发明的化合物所制的器件，材料的热稳定性要好，掺杂与非掺杂器件效率均比上述专利公开的器件要高，启动电压低，器件效率滚降小。作为电子传输材料和空穴阻挡材料，电子传输效率显著提高，载流子更加平衡，器件效率得到改善，光色更稳定。本发明可以广泛应用于对亮度要求较高的OLED大屏幕显示及OLED白光照明。

附图说明

图1，6种化合物作为多层有机电致发光器件结构示意图，所示单位为eV；

图2，ACPI，1-NaCPI和2-NaCPI作为单层发光层的亮度-电流密度-电压特性曲线图。

图3，ACPI，1-NaCPI和2-NaCPI作为单层发光层的效率-电流密度特性曲线图。

图4，ACPI，1-NaCPI和2-NaCPI作为发光层中主体材料掺杂BUBD-1的效率-电流密度特性曲线图。

图5，ANPI，1-NaNPI和2-NaNPI作为单层发光层的亮度-电流密度-电压特性曲线图。

图6，ANPI，1-NaNPI和2-NaNPI作为单层发光层的效率-电流密度特性曲线图。

图7，ANPI，1-NaNPI和2-NaNPI作为发光层中主体材料掺杂BUBD-1的效率-电流密度特性曲线图。

具体实施方式

下列实施例1-6是本发明的6种化合物的制备方法，本发明的化合物的制备可以采用实施例1-6所述的方法，但是，不限于实施例中所述的方法。

实施例1：本发明所述的ACPI的制备方法，该方法包括如下三个步骤：

(1)在反应瓶中加入干燥的菲醌208mg，苯胺93.1mg，对溴苯甲醛185mg，乙酸做溶剂，130℃下反应12小时，冷却加入50mL水，沉淀过滤，水洗，干燥得到产物2-(4-溴苯基)-1-苯基菲并咪唑360mg，收率80％。

2-(4-溴苯基)-1-苯基菲并咪唑360mg溶解在50mL无水THF中，-78℃下注入1.1摩尔比的正丁基锂，反应1小时后，注入1.5摩尔比的无水硼酸三甲酯，反应12小时，加入水淬灭反应，二氯甲烷萃取，干燥，正己烷重结晶得到4-(1-苯基-2-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸242mg，产率73％。

4-(1-苯基-2-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴蒽257mg按照摩尔比1比1投料，加入适量的四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声除去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀ACPI 438mg，产率80％。

¹H-NMR：(DMSO-d⁶，400MHz)：δ(ppm)8.95～8.93(d，J＝8.0Hz，1H)，8.90～8.88(d，J＝8.0Hz，1H)，8.79～8.76(d，J＝8.0Hz，1H)，8.66(s，1H)，8.15～8.12(d，J＝8.0Hz，1H)，7.79～7.75(t，J＝7.2Hz，1H)，7.84～7.77(m，5H)，7.76～7.68(m，4H)，7.59～7.46(m，5H)，7.44～7.33(m，5H)，7.15～7.13(d，J＝8.0Hz，1H).MS(APCI)(m/z)：[M+H⁺]计算得到C₄₁H₂₇N₂，547.7；实测，547.2.¹³CNMR(100MHz，DMSO-d⁶)δ(ppm)150.68，139.14，138.75，137.10，135.92，131.31，131.25，130.90，130.81，130.14，129.79，129.69，129.60，129.65，128.94，128.40，128.23，128.00，127.25，127.14，126.46，126.27，126.23，125.80，125.75，125.00，124.17，123.00，122.53，120.72.计算得到C₄₁H₂₆N₂：C，90.08；H，4.79；N，5.12.实测：C，89.90；H，4.89；N，5.21。

实施例2：本发明所述的1-NaCPI可通过下列方法合成。

4-(1-苯基-2-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴-10-(1-萘基)蒽383mg按照摩尔比1比1投料，加入50mL四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声出去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀2-NaCPI 572mg，产率85％。¹H-NMR：(DMSO-d₆，400MHz)：δ(ppm)8.99～8.97(d，J＝8.0Hz，1H)，8.94～8.92(d，J＝8.0Hz，1H)，8.79～8.77(d，J＝8.0Hz，1H)，8.21～8.19(d，J＝8.0Hz，1H)，8.15～8.13(d，J＝8.0Hz，1H)，7.96～7.71(m，10H)，7.62～7.51(m，7H)，7.46～7.28(m，8H)，7.17～7.15(d，J＝8.0Hz，1H)，6.94～6.92(d，J＝8.0Hz，1H).MS(APCI)(m/z)：[M+H+]计算得到C₄₁H₂₇N₂，547.7；实测，547.2.13C NMR(100MHz，CDCl₃)δ(ppm)136.68，136.59，135.31，133.71，133.58，131.45，131.40，130.61，130.29，130.03，129.76，129.45，129.25，129.19，128.40，128.25，128.16，127.41，127.11，126.85，126.61，126.38，126.29，126.02，125.77，125.59，125.22，125.04，124.20，123.17，123.06，122.93，120.96.计算得到 C₅₁H₃₂N₂：C，91.04；H，4.79；N，4.16.实测：C，90.61；H，4.87；N，4.33。

实施例3：本发明所述的2-NaCPI可通过下列方法合成。

4-(1-苯基-2-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴-10-(2-萘基)蒽383mg按照摩尔比1比1投料，加入50mL四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声出去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀2-NaCPI 565mg，产率84％。¹H-NMR：(DMSO-d⁶，400MHz)：δ(ppm)8.97～8.95(d，J＝8.0Hz，1H)，8.92～8.90(d，J＝8.0Hz，1H)，8.80～8.77(d，J＝8.0Hz，1H)，8.20～8.17(d，J＝8.0Hz，1H)，8.13～8.10(d，J＝8.0Hz，1H)，8.04～8.01(d，J＝10.0Hz，2H)，7.90～7.70(m，9H)，7.67～7.54(m，8H)，7.79～7.35(m，7H)，7.17～7.14(d，J＝8.0Hz，1H).MS(APCI)(m/z)：[M+H⁺]计算得到C₅₁H₃₃N₂，673.8；实测，673.5. ¹³C NMR(100MHz，DMSO-d⁶)δ(ppm)150.70，139.38，138.78，137.18，137.11，136.35，136.08，133.50，132.86，131.37，130.95，130.88，130.28，130.25，129.84，129.74，129.67，129.55，129.07，128.60，128.46，128.29，128.24，128.03，127.25，127.18，127.12，127.04，126.67，126.31，126.20，126.14，125.78，125.04，124.21，123.02，122.52，120.73.计算得到C₅₁H₃₂N₂：C，91.04；H，4.79；N，4.16.实测：C，90.61；H，4.87；N，4.33。

实施例4：本发明所述的ANPI可通过下列方法合成。

I在反应瓶中加入干燥的菲醌208mg，对碘苯胺219mg，苯甲醛106mg，乙酸做溶剂，130℃下反应12小时，冷却加入水，沉淀过滤，水洗得到产物1-对碘苯基-2-苯基-菲并咪唑387mg，收率80％。

1-对碘苯基-2-苯基-菲并咪唑496mg溶解在50mL无水THF中，-78℃下注入摩尔比1.1倍的正丁基锂，反应1小时后，注入摩尔比1.5倍无水硼酸三甲酯，反应过夜，加入水淬灭反应，二氯甲烷萃取，干燥，正己烷重结晶得到4-(2-苯基-1-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸315mg，产率76％。

4-(2-苯基-1-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴蒽226mg按照1比1投料，加入50mL四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声除去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀ANPI 448mg，产率82％。¹H-NMR：(DMSO-d⁶，400MHz)：δ(ppm)9.01～8.98(d，J＝8.0Hz，1H)，8.94～8.91(d，J＝8.0Hz，1H)，8.77～8.74(d，J＝5.6Hz，2H)，8.24～8.20(t，J＝7.2Hz，2H)，7.95～7.92(d，J＝8.0Hz，2H)，7.84～7.79(d，J＝8.0Hz，2H)，7.70～7.48(m，16H).MS(APCI)(m/z)：[M+H⁺]计算得到C₄₁H₂₇N₂，547.7；实测，547.2.¹³C NMR(100MHz，DMSO-d⁶)δ(ppm)151.18，140.23，138.26，137.10，135.37，133.29，131.38，131.37，130.80，130.08，129.87，129.79，129.75，129.67，129.11，128.73，128.30，128.23，128.01，127.61，127.28，127.26，126.93，126.74，126.27，126.09，125.97，125.91，125.84，125.12，124.20，123.04，122.55，120.87。

实施例5：

本发明所述的1-NaNPI可通过下列方法合成。

在反应瓶中加入干燥的菲醌208mg，对碘苯胺219mg，苯甲醛106mg，乙酸做溶剂，130℃下反应12小时，冷却加入水，沉淀过滤，水洗得到产物1-对碘苯基-2-苯基-菲并咪唑387mg，收率80％。

4-(2-苯基-1-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴-10-(1-萘基)蒽383mg按照摩尔比1比1投料，加入50mL四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声除去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀1-NaNPI 572mg，产率85％。

实施例6：本发明所述的2-NaNPI可通过下列方法合成。

4-(2-苯基-1-对苯基菲并咪唑基)苯硼酸414mg和9-溴-10-(2-萘基)蒽383mg按照摩尔比1比1投料，加入50mL四氢呋喃和2mol/L的碳酸钾溶液30ml，超声除去空气，加入四(三苯基膦)合钯50mg，在氮气保护下反应12小时。冷却至室温后，用二氯甲烷萃取3次，用水洗涤3次，无水硫酸镁干燥2小时，减压蒸馏除去溶剂后，用柱色谱分离，最终得到浅黄色沉淀2-NaNPI 572mg，产率85％。¹H-NMR：(DMSO-d⁶，400MHz)：δ(ppm)9.02～9.00(d，J＝8.0Hz，1H)，8.95～8.92(d，J＝8.0Hz，1H)，8.78～8.75(d，J＝8.0Hz，1H)，8.23～8.20(d，J＝8.0Hz，1H)，8.15～8.12(d，J＝8.0Hz，1H)，8.09～7.98(m，4H)，7.90～7.87(d，J＝8.8Hz，1H)，7.84～7.75(m，5H)，7.73～7.64(m，8H)，7.64～7.44(m，9H).MS(APCI)(m/z)：[M+H⁺]计算得到C₅₁H₃₃N₂，673.8；实测，673.5.¹³C NMR(100MHz，DMSO-d⁶)δ(ppm)151.23，140.49，138.39，137.53，137.10，136.03，135.80，133.52，133.41，132.90，130.83，130.22，129.90，129.83，129.71，129.63，129.51，129.13，128.76，128.65，128.49，128.33，128.24，128.03，127.29，127.16，126.99，126.46，126.40，126.30，125.88，125.16，124.23，126.07，122.54，120.90。

以下实施例涉及将本发明的化合物作为多层有机电致发光器件的方法及其性能，本发明的化合物作为多层有机电致发光器件的结构如图1所示，图1中标明了本发明的6种化合物，在器件制作过程中只选取其中的一种。

实施例7：ACPI作为单层蓝色荧光发光材料的器件的应用。

这个实例展示了ACPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料ACPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。

铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE色坐标为(0.16，0.15)，启亮电压2.76V，最大亮度为18460cd/m²，最大效率为4.65cd/A，最大外量子效率为3.23％，最大流明效率为3.031m/W，如图2，3。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/ACPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例8：1-NaCPI作为单层蓝色荧光发光层的器件性能验证。

这个实例展示了1-NaCPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料1-NaCPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE坐标为(0.16，0.15)，启亮电压2.77V，最大亮度为16000cd/m²，最大效率为4.22cd/A，最大外量子效率为3.23％，最大流明效率为2.461m/W，如图2，3。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/1-NaCPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例9：2-NaCPI作为单层蓝色荧光发光层的器件性能验证。

这个实例展示了2-NaCPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料2-NaCPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE坐标为(0.15，0.16)，启亮电压2.66V，最大亮度为11840cd/m²，最大效率为4.68cd/A，最大外量子效率为3.68％，最大流明效率为3.601m/W，如图2，3。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/2-NaCPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例10：ACPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料ACPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.15，0.32)，启亮电压2.62V，最大亮度为24500cd/m²，最大效率为12.88cd/A，最大外量子效率为5.9％，如图4。最大流明效率为6.51m/W。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/ACPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例11：1-NaCPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料1-NaCPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.15，0.31)，启亮电压2.69V，最大亮度为23680cd/m²，最大效率为10.6cd/A，最大外量子效率为5.4％，最大流明效率为5.51m/W，如图4。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/2-NaCPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例12：2-NaCPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料2-NaCPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.15，0.31)，启亮电压2.54V，最大亮度为25000cd/m²，最大效率为12.21cd/A，最大外量子效率为6.1％，最大流明效率为5.81m/W，如图4。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/1-NaCPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例13：ANPI作为单层蓝色荧光发光材料的器件的应用。

这个实例展示了ANPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料ANPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE坐标为(0.16，0.16)，启亮电压2.76V，最大亮度为17460cd/m²，最大效率为4.67cd/A，最大外量子效率为3.33％，最大流明效率为3.121m/W，如图5，6。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/ANPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例14：1-NaNPI作为单层蓝色荧光发光层的器件性能验证。

这个实例展示了1-NaNPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料1-NaNPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE坐标为(0.16，0.16)，启亮电压2.8V，最大亮度为15000cd/m²，最大效率为4.28cd/A，最大外量子效率为3.43％，最大流明效率为2.861m/W，如图5，6。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/1-NaNPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例15：2-NaNPI作为单层蓝色荧光发光层的器件性能验证。

这个实例展示了2-NaNPI作为蓝色荧光发光材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料2-NaNPI，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的深蓝光，CIE坐标为(0.16，0.16)，启亮电压2.69V，最大亮度为13840cd/m²，最大效率为4.45cd/A，最大外量子效率为3.38％，最大流明效率为3.451m/W，如图5，6。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/2-NaNPI(40nm)/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例16：ANPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料ANPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.15，0.30)，启亮电压2.63V，最大亮度为22140cd/m²，最大效率为12.78cd/A，最大外量子效率为6.0％，最大流明效率为6.41m/W，如图7。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/ANPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例17：1-NaNPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料1-NaNPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.16，0.33)，启亮电压2.70V，最大亮度为20180cd/m²，最大效率为10.9cd/A，最大外量子效率为5.31％，最大流明效率为5.721m/W，如图7。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/2-NaNPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

实施例18：2-NaNPI作为蓝色荧光发光层的主体材料器件性能验证。

这个实例展示了蓝色荧光发光层的主体材料而制备的电致发光器件的性能验证。ITO(氧化铟锡)玻璃相继在清洗剂和去离子水中以超声波清洗30分钟。然后真空干燥2小时(105℃)，再将ITO(氧化铟锡)玻璃放入等离子反应器中进行1分钟的CFx等离子处理，传送到真空室内制备有机膜和金属电极，接着通过真空蒸发的方法制备一层60nm的空穴注入材料4，4’，4”-(N-(1-萘基)-N-苯基-胺)-三苯胺(2-TNANA)和10nm厚的空穴传输材料：N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-1，1’联苯4，4’-二胺(NPB)，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的本发明中的材料2-NaNPI，掺杂2％的BUBD-1(Applid physics letters，89，121913)，最后再蒸镀一层三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)15nm和LiF(0.5nm)/Al(100nm)。铝作为器件的阴极，将直流电的正极加于ITO(氧化铟锡)层，将负极加于金属层，即可得到从ITO(氧化铟锡)层发出的明亮均匀的天蓝光，CIE坐标为(0.16，0.31)，启亮电压2.55V，最大亮度为26000cd/m²，最大效率为12.31cd/A，最大外量子效率为6.2％，最大流明效率为5.71m/W，如图7。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/2TNANA(60nm)/1-NaNPI(40nm)：2％BUBU-1/Alq₃(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

本发明的六种化合物制作的器件的性能参数见下表：

Claims

1.菲并咪唑衍生物，其具有以下化合物I所示的通式：

其特征在于：上述化合物I中R1为以下三个基团中的任何一个，R2为H；或者化合物I中R2为以下三个基团中的任何一个，R1为H。

2.权利要求1所述的任何一种化合物作为电致发光器件中材料的应用。