CN108117491A - 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件 - Google Patents

9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件 Download PDF

Info

Publication number
CN108117491A
CN108117491A CN201611080377.8A CN201611080377A CN108117491A CN 108117491 A CN108117491 A CN 108117491A CN 201611080377 A CN201611080377 A CN 201611080377A CN 108117491 A CN108117491 A CN 108117491A
Authority
CN
China
Prior art keywords
naphthalene
phenyl
fluorenes
spiral shell
benzene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611080377.8A
Other languages
English (en)
Inventor
穆广园
庄少卿
徐鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical WUHAN SHANGSAI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201611080377.8A priority Critical patent/CN108117491A/zh
Publication of CN108117491A publication Critical patent/CN108117491A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/04—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
    • C07C209/06—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms
    • C07C209/10—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms with formation of amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings or from amines having nitrogen atoms bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

本发明属于光电材料应用科技技术领域，具体涉及9,9’‑螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件。本发明所提供的9,9’‑螺二芴与胺类的衍生物，以9,9’‑螺二芴与胺类为基本结构单元，进行修饰后得到不对称结构。本发明提供的化合物是一类具有高玻璃化温度，以及空穴的电子传输能力。当其作为空穴传输材料使用时，与现有技术中常用的空穴传输材料N,N'‑二苯基‑N,N'‑(1‑萘基)‑1,1'‑联苯‑4,4'‑二胺(NPB)等空穴传输基团的传统材料相比较，空穴和电子的传输能力有明显提高，在有机电致发光器件中，该系列化合物与传统的空穴传输材料相比在玻璃化温度，电流效率，功率效率，外量子效率以及滚降方面都有显著的提高，是理想的空穴传输材料。

Description

9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件
技术领域
本发明属于光电材料应用科技技术领域，具体涉及9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件。
背景技术
有机发光二级管(Organic Light-emitting Diode)又称为有机电致发光器件或有机发光显示器(Organic Light-emitting Display,OLED)，原理是一种利用载流子在电场作用下由器件正、负极进入有机固体发光层复合而发光的现象制备的显示器件(Tang,C.W.et al.Appl.Phys.Lett.1987,52,913)。器件主要采用有机小分子/高分子半导体材料，由于有机小分子及高分子材料具有易制备加工提纯及高度选择性修饰的特点，在材料应用领域具有巨大潜力，无论研究还是商业上，它们都成为了一个焦点(Journal of theAmerican Chemical Society,2002,124,11576；Journal of Display Technology,2005,1,90；Molecular Electronics and Bioelectronics.2007,18,25)。和相对成熟的无机半导体材料相比，有机/高分子半导体材料可应用于电致发光二极管、场效应晶体管、有机激光、光伏电池、传感器等半导体器件中。作为25年来最重要的25项发明，有机发光二极管经历了一段较快发展的历程，从新材料开发，器件结构制备，机理的探究以及市场化推广都取得了丰硕的成果，成为半导体领域的一面具有代表性和创新性的旗帜，它美好的市场前景格外引人注目。
有机发光二极管一般是由电子/空穴注入层、电子/空穴传输层和发光层组成，相对应包括电子/空穴注入材料、电子/空穴传输材料和发光材料等。经过多年的发展已经取得丰硕的成果。空穴传输材料性能的好坏对OLED器件有很重要的影响，一个高效的空穴传输材料应该具备合适的分子LUMO和HOMO能级、较高的空穴迁移率、良好的热力学性质(包括热分解温度和玻璃化温度)、较高的三重态能级等特性，我们常使用的空穴传输材料三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类、丁二烯类等等。
这些空穴传输材料，迁移率(一般约在10-4～10-6cm2/Vs)，但存在玻璃化转变温度较低，空穴迁移率不足，发展新的高迁移率的空穴传输基团，良好的无定形成膜性、光稳定性，进而提高器件的效率。
中国专利201310291849.4提供了一类9,9’-螺二芴衍生物的合成方法。该类化合物的母体主要只为9,9’-螺二芴，并进行了小范围的取代修饰。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件。本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物具有很高的空穴迁移率，能级可调节范围大，应用于有机发光二级管中能获得优异的效果，是具有很大商业价值的新型材料。
本发明所提供的技术方案如下：
本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物，以9,9’-螺二芴与胺类衍生物为基本结构单元，进行修饰后得到不对称结构。
本发明所提供9,9’-螺二芴与胺类衍生物，结构通式为
其中，R1为氢、苯基、萘基、萘苯基、苯萘基或联苯基。
具体的：
萘基为1-萘基或2-萘基；
萘苯基为萘-1-苯基或萘-2-苯基；
苯萘基为1-苯萘基或2-苯萘基；
联苯基为邻苯苯基、间苯苯基或对苯苯基。
优选的：萘苯基为4-萘-1-苯基、3-萘-1-苯基、2-萘-1-苯基、4-萘-2-苯基、3-萘-2-苯基或2-萘-2-苯基。
优选的：苯萘基为1-(对苯基)萘基、1-(间苯基)萘基、1-(邻苯基)萘基、2-(对苯基)萘基、2-(间苯基)萘基或2-(邻苯基)萘基。
部分上述R1取代基的具体结构及名称见表1。
表1：式1中R1取代基之结构和名称
优选的，9,9’-螺二芴与胺类衍生物具有以下结构：
上述各具体的取代基或化合物只是在本发明的构思下的列举，主要通过列举展现部分技术方案，并非是对本发明的构思或权利要求保护范围的限制或限定。
本发明还提供了上述9,9’-螺二芴与胺类衍生物的制备方法，包括步骤：
1)胺类衍生物与4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯取代得到中间体；
2)中间体与2溴-9,9’螺二芴取代得到最终产品；
其中：
胺类衍生物的结构式为
R1-NH2；
中间体的结构式为
具体的，R1为氢、苯基、萘基、萘苯基、苯萘基或联苯基。
优选的：
萘基为1-萘基或2-萘基；
萘苯基为萘-1-苯基或萘-2-苯基；
苯萘基为1-苯萘基或2-苯萘基；
联苯基为邻苯苯基、间苯苯基或对苯苯基。
优选的：萘苯基为4-萘-1-苯基、3-萘-1-苯基、2-萘-1-苯基、4-萘-2-苯基、3-萘-2-苯基或2-萘-2-苯基。
优选的：苯萘基为1-(对苯基)萘基、1-(间苯基)萘基、1-(邻苯基)萘基、2-(对苯基)萘基、2-(间苯基)萘基或2-(邻苯基)萘基。
具体的，制备方法包括以下步骤：
1)胺类衍生物和4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯按照摩尔比例1：1～3投料，加入适量得甲苯和叔丁醇钠，超声除去空气，加入醋酸钯和三叔丁基膦，在氮气保护下加热回流反应20～48小时；
2)冷却至室温后，处理，最终得到中间体；
3)2-溴9，9螺二芴化合物与得到的中间体按照摩尔比例1：1～3投料，加入适量得甲苯和叔丁醇钠，超声除去空气，加入醋酸钯和三叔丁基膦，在氮气保护下加热回流反应20～48小时；
4)冷却至室温后，处理，最终得到最终产品。
其中，步骤2)中的处理方式为冷却至室温后，然后用水洗涤，加入活性炭脱色，过滤，减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯溶解重结晶，最终得到产物。
步骤2)中最优选的处理方式为用水洗两遍，然后进行活性炭脱色一遍，用乙酸乙酯重结晶2遍产物，最终得到产物。
其中，步骤4)中的处理方式为冷却至室温后，然后用水洗涤，加入活性炭脱色，过滤，减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯溶解重结晶，最终得到产物。
步骤4)中最优选的处理方式为用水洗两遍，然后进行活性炭脱色一遍，用乙酸乙酯重结晶2遍产物，最终得到产物。
本发明还提供了本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物的应用，用作有机电致发光器件或有机太阳能电池器件中的空穴传输层材料或发光层料。
优选的，本发明的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为空穴传输材料。
本发明还提供了一种有机电致发光器件，至少包括传输层和/或发光层，传输层的材料和/或发光层的材料采用至少一种本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料。
优选的，空穴传输层材料采用至少一种本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料。
本发明还提供了一种有机太阳能电池器件，至少包括传输层和/或发光层，传输层的材料和/或发光层的材料采用至少一种本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料。
优选的，空穴传输层材料采用至少一种本发明所提供的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料。
本发明所述的器件是指基于本发明的9,9’-螺二芴与胺类衍生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空穴传输材料。
本发明提供的化合物是一类具有高玻璃化温度，以及良好的空穴传输能力。当其作为空穴传输材料使用时，与现有技术中常用的N,N'-二苯-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)等空穴传输基团的传统主体材料相比较，空穴和电子的传输能力有明显提高，在有机电致发光器件中，该化合物与传统的空穴传输材料相比在玻璃化温度，电流效率，功率效率，外量子效率以及滚降方面都有显著的提高，是理想的空穴传输材料。
本发明将几种9,9’-螺二芴与胺类衍生物用于空穴传输材料中，合成了一系列的不对称空穴传输材料。例如，以S-1为空穴传输材料，制备的天蓝光荧光发光器件，其器件最大电流效率，功率效率以及外量子效率分别达到了18.76cd/A，12.68lm/w和9.81％，合成的材料具有很高的玻璃化温度，高达165℃，且具有较好的空穴传输能力，空穴迁移率高达10- 3cm2/Vs，在OLED器件中显示出优越的效率。
附图说明
图1是S-1、S-2、S-3和S-4的器件能级图。
图2是S-1、S-2、S-3和S-4作为空穴传输材料的亮度-电流密度-电压特性曲线图。
图3是S-1、S-2、S-3和S-4作为空穴传输材料的电流效率-电流密度特性曲线图。
图4是S-1、S-2、S-3和S-4作为空穴传输材料的电致发光光谱。
图5是S-1、S-2、S-3和S-4作为空穴传输材料的迁移率曲线。
图6是化合物S-1、S-2、S-3玻璃化转变温度曲线。图6中，曲线从上到下依次为S-3、S-2和S-1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。依据本发明的技术实质对以下实施例所作的任何简单修改、等同变化等，仍属于本发明技术方案的保护范围。本发明不限于以下实施例中所述的内容。
实施例1
本发明所提供的S-1可通过下列方法合成。
(1)于500ml三口瓶中，加入4-(1萘基)苯胺(21.9g,100mmol)，4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯(26.1g,100mmol),叔丁醇钠(28.8g,300mmol)加入100g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得2,5-二甲基-N-(4-(萘-1-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺36g，90％收率。
(2)于2000ml三口瓶中加入2,5-二甲基-N-(4-(萘-1-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(30g，75mmol)，2溴-9,9螺二芴(32g，82.5mmol)，叔丁醇钠(15g,150mmol)加入300g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得S1 38g，75％收率。1H-NMR:(DMSO,300MHz):δ(ppm)8.51～8.94(t,J＝8.0Hz,2H),8.21～8.51(t,J＝8.0Hz,1H),8.09～8.21(t,J＝8.0Hz,1H),7.76～7.86(t,J＝8.0Hz,6H),7.46～7.55(t,J＝8.0Hz,5H),7.38～7.46(t,J＝8.0Hz,7H),7.27～7.38(t,J＝8.0Hz,9H),7.16～7.27(t,J＝8.0Hz,2H),2.12～2.57(t,J＝8.0Hz,6H)。
实施例2
本发明所提供的S-2可通过下列方法合成。
(1)于500ml三口瓶中，加入4-(2萘基)苯胺(21.9g,100mmol)，4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯(26.1g,100mmol),叔丁醇钠(28.8g,300mmol)加入100g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得2,5-二甲基-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺36g，90％收率。
(2)于2000ml三口瓶中加入2,5-二甲基-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(30g，75mmol)，2溴-9,9螺二芴(32g，82.5mmol)，叔丁醇钠(15g,150mmol)加入300g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得S-2 38g，75％收率。1H-NMR:(DMSO,300MHz):δ(ppm)8.06～8.09(t,J＝8.0Hz,2H),7.99～8.06(t,J＝8.0Hz,1H),7.90～7.99(t,J＝8.0Hz,1H),7.89～7.90(t,J＝8.0Hz,2H),7.69～7.89(t,J＝8.0Hz,4H),7.55～7.69(t,J＝8.0Hz,2H),7.41～7.55(t,J＝8.0Hz,8H),7.27～7.41(t,J＝8.0Hz,12H),7.16～7.27(t,J＝8.0Hz,1H),2.12～2.57(t,J＝8.0Hz,6H)。
实施例3
本发明所提供的S-3可通过下列方法合成。
(1)于500ml三口瓶中，加入3-(1萘基)苯胺(21.9g,100mmol)，4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯(26.1g,100mmol),叔丁醇钠(28.8g,300mmol)加入100g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得2,5-二甲基-N-(3-(萘-1-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺36g，90％收率。
(2)于2000ml三口瓶中加入2,5-二甲基-N-(3-(-1-萘基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(30g，75mmol)，2溴-9,9螺二芴(32g，82.5mmol)，叔丁醇钠(15g,150mmol)加入300g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得S-2 38g，75％收率。65g，产率：85％。1H-NMR:(DMSO,300MHz):δ(ppm)8.52～8.95(t,J＝8.0Hz,2H),8.24～8.52(t,J＝8.0Hz,1H),8.09～8.24(t,J＝8.0Hz,1H),7.75～7.85(t,J＝8.0Hz,6H),7.46～7.55(t,J＝8.0Hz,5H),7.38～7.46(t,J＝8.0Hz,7H),7.27～7.38(t,J＝8.0Hz,9H),7.16～7.27(t,J＝8.0Hz,2H),2.12～2.57(t,J＝8.0Hz,6H)。
实施例4
本发明所提供的SET-4可通过下列方法合成。
(1)于500ml三口瓶中，加入4-(2萘基)苯胺(21.9g,100mmol)，4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯(26.1g,100mmol),叔丁醇钠(28.8g,300mmol)加入100g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得2,5-二甲基-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺36g，90％收率。
(2)于2000ml三口瓶中加入2,5-二甲基-N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-联苯]-4-胺(30g，75mmol)，2溴-9,9螺二芴(32g，82.5mmol)，叔丁醇钠(15g,150mmol)加入300g甲苯，在N2保护下加入醋酸钯，于120℃反应48h，TLC监测反应完成。水(200ml)洗三遍，加入活性炭脱色，干燥旋干得灰色固体，用乙酸乙酯重结晶产品，真空下干燥得S-2 38g，75％收率。1H-NMR:(DMSO,300MHz):δ(ppm)8.06～8.09(t,J＝8.0Hz,2H),7.99～8.06(t,J＝8.0Hz,1H),7.90～7.99(t,J＝8.0Hz,1H),7.89～7.90(t,J＝8.0Hz,2H),7.69～7.89(t,J＝8.0Hz,4H),7.55～7.69(t,J＝8.0Hz,2H),7.41～7.55(t,J＝8.0Hz,8H),7.27～7.41(t,J＝8.0Hz,12H),7.16～7.27(t,J＝8.0Hz,1H),2.12～2.57(t,J＝8.0Hz,6H)。
以下实施例5-8涉及将本发明的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为多层有机电致发光器件的方法及其性能，本发明的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为多层有机电致发光器件的结构如图1所示，图1中标明了上述的4种化合物，在器件制作过程中只选取其中的一种。
实施例5
S-1作为空穴传输材料制备器件。
这个实例展示了S-1作为空穴传输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5分钟的氧等离子处理，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10nm的空穴注入材料三氧化钼接着蒸镀80nm厚的空穴传输材料:S-1，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层12nm的材料9,10-二(2-萘基)-2-甲基蒽；2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN):2-乙基-N-(4-((E)-4-((E)-4-((2-乙基-6-甲基苯)(苯基)胺)乙烯基)乙烯基)苯基)-5-甲基-N-苯胺(BUBD-1)，最后再蒸镀一层15nm的TMPYPB，1nm的LiF和100nm的Al。
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，CIE色坐标为(0.14，0.27)，启亮电压2.6V，最大亮度为18540cd/m2，最大电流效率为18.46cd/A，最大外量子效率为11.11％，最大流明效率为13.65 1m/W，如图1所示。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/S-1(80nm)/MADN:wt 6％BUBD-1(12nm)/TMPYPB(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
实施例6
S-2作为空穴传输材料制备器件。
这个实例展示了S-2作为空穴传输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5分钟的氧等离子处理，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10nm的空穴注入材料三氧化钼接着蒸镀80nm厚的空穴传输材料:S-2，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层12nm的材料9,10-二(2-萘基)-2-甲基蒽；2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN):2-乙基-N-(4-((E)-4-((E)-4-((2-乙基-6-甲基苯)(苯基)胺)乙烯基)乙烯基)苯基)-5-甲基-N-苯胺(BUBD-1)，最后再蒸镀一层15nm的TMPYPB，1nm的LiF和100nm的Al。
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，CIE色坐标为(0.14，0.26)，启亮电压2.55V，最大亮度为19800cd/m2，最大电流效率为13.54cd/A，最大外量子效率为11.31％，最大流明效率为11.88 5m/W，如图1所示。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/S-2(80nm)/MADN:wt 6％BUBD-1(12nm)/TMPYPB(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
实施例7
S-3作为电子传输材料制备器件。
这个实例展示了S-3作为空穴传输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5分钟的氧等离子处理，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10nm的空穴注入材料三氧化钼接着蒸镀80nm厚的空穴传输材料:S-3，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层12nm的材料9,10-二(2-萘基)-2-甲基蒽；2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN):2-乙基-N-(4-((E)-4-((E)-4-((2-乙基-6-甲基苯)(苯基)胺)乙烯基)乙烯基)苯基)-5-甲基-N-苯胺(BUBD-1)，最后再蒸镀一层15nm的TMPYPB，1nm的LiF和100nm的Al。
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，CIE色坐标为(0.14，0.26)，启亮电压2.55V，最大亮度为19470cd/m2，最大电流效率为12.59cd/A，最大外量子效率为10.51％，最大流明效率为9.28 1m/W，如图1所示。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/S-3(80nm)/MADN:wt 6％BUBD-1(12nm)/TMPYPB(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
实施例8
S-4作为空穴传输材料制备器件。
这个实例展示了S-4作为空穴传输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5分钟的氧等离子处理，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10nm的空穴注入材料三氧化钼接着蒸镀80nm厚的空穴传输材料:S-4，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层12nm的材料9,10-二(2-萘基)-2-甲基蒽；2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN):2-乙基-N-(4-((E)-4-((E)-4-((2-乙基-6-甲基苯)(苯基)胺)乙烯基)乙烯基)苯基)-5-甲基-N-苯胺(BUBD-1)，最后再蒸镀一层15nm的TMPYPB，1nm的LiF和100nm的Al。
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，CIE色坐标为(0.15，0.27)，启亮电压2.65V，最大亮度为18640cd/m2，最大电流效率为11.91cd/A，最大外量子效率为10.51％，最大流明效率为11.2 3m/W，如图1所示。本实验器件结构为：ITO(氧化铟锡)/S-4(80nm)/MADN:wt 6％BUBD-1(12nm)/TMPYPB(15nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。
以下述方法，分别制备S-1、S-2、S-3、S-4、S-5、S-6、S-7、S-8的作为空穴传输材料的有机太阳能电池器件，得到器件11、器件12、器件13器件14、器件15、器件16、器件17、器件18。
制备方法为：
1)首先将ITO玻璃用清洗剂清洗，除表面的灰尘颗粒和油脂，清洗完成将ITO玻璃用去离子水清洗干净，用氮气吹干以后，按照次序分别将ITO播哦里浸入无水乙醇，去离子水中进行超声10分钟，除去吸附在表面的小颗粒杂质和有机物。然后用氮气吹干，最后将吹干的ITO玻璃放入100℃的烘箱中保存40分钟，除去吸附在表面的水分，使其完全干燥。然后对ITO玻璃进行紫外臭氧处理(UVO)20分钟，然后旋涂生长30nmPEDOT:PSS薄膜，再将基片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蒸镀80nm厚的空穴传输材料:S-1(后面S-2至S-8膜厚均相同)结构，然后在此空穴传输层上继续通过真空蒸镀上一层40nm的材料并五苯，再蒸镀40nm C60，其次再蒸镀1-3nmBCP，最后再蒸镀一层100nm的Al。
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，启亮电压2.65V，能量转化率和短路电流分别为4.5％和12.5mA/cm2器件11结构为：ITO(氧化铟锡)/S-1(80nm)/并五苯(40nm)/C60(40nm)BCP(2nm)/Al(100nm)。
得到的器件11至器件18的各项性能如下表所示：
Voc(mv) Jsc(mA/cm2) FF PCE(％) Rs(Ω˙cm2)
器件11 0.72 15.34 0.61 8.25 8.13
器件12 0.71 15.42 0.63 8.21 8.30
器件13 0.72 15.39 0.62 8.19 8.25
器件14 0.73 15.56 0.64 8.27 8.19
器件15 0.72 15.48 0.63 8.28 8.22
器件16 0.74 15.36 0.65 8.39 8.28
器件17 0.72 15.43 0.64 8.16 8.26
器件18 0.71 15.39 0.63 8.23 8.29
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (9)

1.9,9’-螺二芴与胺类衍生物，其特征在于，结构通式如下：
其中，R1为氢、苯基、萘基、萘苯基、苯萘基或联苯基。
2.根据权利要求1所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物，其特征在于：
萘基为1-萘基或2-萘基；
萘苯基为萘-1-苯基或萘-2-苯基；
苯萘基为1-苯萘基或2-苯萘基；
联苯基为邻苯苯基、间苯苯基或对苯苯基。
3.根据权利要求2所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物，其特征在于：萘苯基为4-萘-1-苯基、3-萘-1-苯基、2-萘-1-苯基、4-萘-2-苯基、3-萘-2-苯基或2-萘-2-苯基。
4.根据权利要求2所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物，其特征在于：苯萘基为1-(对苯基)萘基、1-(间苯基)萘基、1-(邻苯基)萘基、2-(对苯基)萘基、2-(间苯基)萘基或2-(邻苯基)萘基。
5.一种根据权利要求1至4任一所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)胺类衍生物与4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯取代得到中间体；
2)中间体与2溴-9,9’螺二芴取代得到最终产品；
其中：
胺类衍生物的结构式为
R1-NH2；
中间体的结构式为
其中，R1为氢、苯基、萘基、萘苯基、苯萘基或联苯基。
6.根据权利要求5所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)胺类衍生物与4-溴-2,5-二甲基-1,1'-联苯按照摩尔比例1：1～3投料，加入甲苯和叔丁醇钠，超声除去空气，加入醋酸钯和三叔丁基膦，在氮气保护下加热回流反应20～48小时得到中间体；
2)2-溴9,9’螺二芴化合物与步骤1)得到的中间体按照摩尔比例1：1～3投料，加入甲苯和叔丁醇钠，超声除去空气，加入醋酸钯和三叔丁基膦，在氮气保护下加热回流反应20～48小时，冷却至室温后，处理，最终得到最终产品。
7.根据权利要求5或6所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物的制备方法，其特征在于：
萘基为1-萘基或2-萘基；
萘苯基为萘-1-苯基或萘-2-苯基；
苯萘基为1-苯萘基或2-苯萘基；
联苯基为邻苯苯基、间苯苯基或对苯苯基。
8.一种根据权利要求1至4任一所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物的应用，其特征在于：用作有机电致发光器件或有机太阳能电池器件中的空穴传输层材料或发光层材料。
9.一种有机器件，所述有机器件为有机电致发光器件或有机太阳能电池器件，所述有机电致发光器至少包括传输层和/或发光层，所述有机太阳能电池器件至少包括传输层和/或发光层，其特征在于：
所述有机电致发光器件中的传输层和/或发光层采用至少一种权利要求1至4任一所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料制作而成；
所述有机太阳能电池器件中的传输层和/或发光层采用至少一种权利要求1至4任一所述的9,9’-螺二芴与胺类衍生物作为材料制作而成。
CN201611080377.8A 2016-11-30 2016-11-30 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件 Pending CN108117491A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611080377.8A CN108117491A (zh) 2016-11-30 2016-11-30 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611080377.8A CN108117491A (zh) 2016-11-30 2016-11-30 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108117491A true CN108117491A (zh) 2018-06-05

Family

ID=62227245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611080377.8A Pending CN108117491A (zh) 2016-11-30 2016-11-30 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108117491A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108203405A (zh) * 2016-12-20 2018-06-26 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并9,9’-螺二芴的胺类衍生物及其制备方法、应用和器件
CN108863815A (zh) * 2018-07-25 2018-11-23 上海道亦化工科技有限公司 一种基于二联苯胺的化合物及其用途和有机电致发光器件
CN115583888A (zh) * 2022-12-12 2023-01-10 烟台显华科技集团股份有限公司 一种萘基取代芳胺化合物及其应用
EP4043430A4 (en) * 2019-10-11 2023-12-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT THEREFROM AND ELECTRONIC DEVICE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103108859A (zh) * 2010-09-15 2013-05-15 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的材料
CN103525401A (zh) * 2013-09-17 2014-01-22 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种螺二芴衍生物类有机电致发光材料及制备方法
CN105198792A (zh) * 2015-09-14 2015-12-30 中节能万润股份有限公司 一种咔唑二芳胺类树枝状化合物及其制备方法和应用
CN107778249A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并咪唑桥联蒽类的衍生物及其制备方法和应用
CN108203405A (zh) * 2016-12-20 2018-06-26 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并9,9’-螺二芴的胺类衍生物及其制备方法、应用和器件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103108859A (zh) * 2010-09-15 2013-05-15 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的材料
CN103525401A (zh) * 2013-09-17 2014-01-22 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种螺二芴衍生物类有机电致发光材料及制备方法
CN105198792A (zh) * 2015-09-14 2015-12-30 中节能万润股份有限公司 一种咔唑二芳胺类树枝状化合物及其制备方法和应用
CN107778249A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并咪唑桥联蒽类的衍生物及其制备方法和应用
CN108203405A (zh) * 2016-12-20 2018-06-26 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并9,9’-螺二芴的胺类衍生物及其制备方法、应用和器件

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108203405A (zh) * 2016-12-20 2018-06-26 武汉尚赛光电科技有限公司 苯并9,9’-螺二芴的胺类衍生物及其制备方法、应用和器件
CN108863815A (zh) * 2018-07-25 2018-11-23 上海道亦化工科技有限公司 一种基于二联苯胺的化合物及其用途和有机电致发光器件
EP4043430A4 (en) * 2019-10-11 2023-12-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENTS, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT THEREFROM AND ELECTRONIC DEVICE
CN115583888A (zh) * 2022-12-12 2023-01-10 烟台显华科技集团股份有限公司 一种萘基取代芳胺化合物及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Efficient organic blue‐light‐emitting devices with double confinement on terfluorenes with ambipolar carrier transport properties
Chen et al. Molecular modification on bisphenanthroimidazole derivative for deep-blue organic electroluminescent material with ambipolar property and high performance
Gao et al. Bright-blue electroluminescence from a silyl-substituted ter-(phenylene–vinylene) derivative
Zheng et al. Highly efficient non-doped deep-blue organic light-emitting diodes based on anthracene derivatives
KR101162933B1 (ko) 매트릭스 재료 및 방출 가능 유기 반도체의 혼합물, 그의 용도 및 상기 혼합물을 함유하는 전자 부품
Yang et al. White light generation combining emissions from exciplex, excimer and electromer in TAPC-based organic light-emitting diodes
Chen et al. A meta-molecular tailoring strategy towards an efficient violet-blue organic electroluminescent material
CN108117491A (zh) 9,9’-螺二芴与胺类衍生物、其制备方法、应用和器件
Kwon et al. 4, 4′, 4 ″-Tris (4-naphthalen-1-yl-phenyl) amine as a multifunctional material for organic light-emitting diodes, organic solar cells, and organic thin-film transistors
Zhang et al. Highly efficient red phosphorescent organic light-emitting devices based on solution-processed small molecular mixed-host
Kao et al. Improved efficiency of organic photovoltaic cells using tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum as a doping material
Bi et al. Fluorinated quinacridone derivative based organic light-emitting device with high power efficiency
CN104817540B (zh) 一种菲并咪唑衍生物及其应用
Tao et al. Efficient blue organic light-emitting devices based on novel anthracence derivatives with pronounced thermal stability and excellent film-forming property
Yuan et al. The locally twisted thiophene bridged phenanthroimidazole derivatives as dual-functional emitters for efficient non-doped electroluminescent devices
Oh et al. Triplet bipolar host materials for solution processed organic light-emitting devices
Du et al. Highly efficient solution-processed small-molecule white organic light-emitting diodes
Li et al. Enhancement of green electroluminescence from 2, 5-di-p-anisyl-isobenzofuran by double-layer doping strategy
CN108203405A (zh) 苯并9,9’-螺二芴的胺类衍生物及其制备方法、应用和器件
Park et al. Highly efficient blue light-emitting diodes based on diarylanthracene/triphenylsilane compounds
Li et al. An ambipolar 3, 3′-dimethyl-9, 9′-bianthracene derivative as a blue host material for high-performance OLEDs
Wang et al. Efficient and stable non-doped deep-blue organic light emitting diode based on an anthracene derivative
Huang et al. P‐159: Electron Transporting Materials for Highly Efficient and Long Lifetime Blue OLED Devices for Display and Lighting Applications
KR102056936B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN107778249A (zh) 苯并咪唑桥联蒽类的衍生物及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180605