CN108218836B - 苯并咪唑类n-型材料及其在OLEDs中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了两个苯并咪唑类n‑型材料及其在有机电致发光器件中的应用。两个化合物的原料廉价易得，合成操作简便，反应条件温和，生产成本低，产率较高，且具有巨大商业化潜力，具体涉及一步法合成两种具有电子传输性能的n‑型光电功能材料及其作为电子传输材料和共主体材料制备有机电致磷光器件。本发明所说n‑型材料，既含电子传输性能的苯并咪唑单元又含电子传输性能的吡啶单元。

Description

苯并咪唑类n-型材料及其在OLEDs中的应用
技术领域
本发明涉及有机电致发光材料领域，具体涉及两种苯并咪唑类化合物及其在OLEDs中的应用。
背景技术
有机电致发光器件(OLEDs)是一种自发光器件，具有电压低，视角宽、响应速度快、温度适应性好等优势，是新一代的显示技术。有机电致发光器件的原理，在电场作用下，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，分别通过空穴注入层、空穴传输层和电子注入层、电子传输层，在发光层复合形成激子，激子辐射衰减发光。
提高有机电致发光器件效率和寿命的关键之一便是器件发光层中空穴载流子和电子载流子浓度平衡。由于大部分空穴传输材料的迁移率远远高于电子传输材料，所以目前电子材料的匮乏是制约电致发光器件发展的重要因素，对此的研究也尤为重要。为了能得到高效率和长寿命的器件，电子传输材料必须满足以下要求：良好的电子注入性，良好的空穴阻挡性，较高的电子迁移率，高的三线态能级。
2-苯基苯并咪唑和2-吡啶基苯并咪唑具有较好的电子传输能力，广泛用于电子传输电子材料的设计和合成。其中，TPBI是一种含2-苯基苯并咪唑基团的商业化电子传输材料，在有机电致发光器件中常常用来作为电子传输层[Z.T.Liu，J.H.Zou，J.W.Chen，L.Huang，J.b.Peng，Y.Cao，Polymer，2008，49，1604-1610]，优化器件的性能。但是TPBI的合成繁琐，需要多步反应来完成[S.Takizawa，V.A.Montes，and P.Anzenbacher，Jr，Chem.Mater.，2009，21，2452-2458]，增加了生产成本和周期，而且包含TPBI的共主体器件效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供两种具有巨大商业价值的n-型光电功能材料，并采用这两种材料作为电子传输层和共主体制备高效有机电致磷光器件，该类材料能够广泛应用于有机电致磷光器件中，可获得高效的电致发光性能。
实现本发明目的的技术解决方案是：两种苯并咪唑类n-型材料，所述化合物含有吸电子能力较强的苯并咪唑和吡啶单元，其结构如下所示：
Figure BSA0000137528010000021
上述苯并咪唑类n-型材料作为有机电致发光器件的电子传输层及其共主体的应用。
与现有技术相比，本发明中含有苯并咪唑单元的化合物E1、E2，将2-苯基苯并咪唑单元与吡啶单元、2-吡啶基苯并咪唑单元与吡啶单元分别以C-N的方式连接。另外，将这类材料作为电子传输材料应用于有机电致发光器件中，其器件性能仍有很大的提升空间。
附图说明
图1为苯并咪唑类化合物充当OLED器件电子传输层的电致发光光谱图。
图2为苯并咪唑类化合物充当OLED器件共主体的电致发光光谱图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例来具体说明本发明的技术方案。
合成路线如下：
实施例(1)：E1的合成
2，4，6-三氟吡啶(0.5g，3.76mmol)，碳酸钾(5.19g，37.6mmol)，2-苯基苯并咪唑(2.41g，12.4mmol)，DMSO 8ml，150℃加热回流12h。冷却至室温倒入200ml水中析出大量固体搅拌0.5h，抽滤得白色固体，柱层析提纯后，乙醇重结晶得白色固体1.92g，收率78％。1HNMR(300MHz，CDCl3，δ，ppm)：6.35(d，J＝8.1Hz，1H)，6.58(d，J＝8.4，2H)，7.08-7.16(m，3H)，7.17(s，2H)，7.32-7.40(m，3H)，7.52-7.62(m，15H)，7.85(d，J＝8.1Hz，3H).质谱(m/z)：655.729[M+].
实施例(2)：E2的合成
2，4，6-三氟吡啶(0.5g，3.76mmol)，碳酸钾(5.19g，37.6mmol)，2-吡啶基苯并咪唑(2.42g，12.4mmol)，DMSO 8ml，150℃加热回流12h。冷却至室温倒入200ml水中析出大量固体搅拌0.5h，抽滤得白色固体，柱层析提纯后，乙醇重结晶得白色固体1.75g，收率70％。1HNMR(300MHz，CDCl3，δ，ppm)：7.12(d，J＝8.1Hz，2H)，7.20(d，J＝7.2Hz，3H)，7.27-7.42(m，7H)，7.44(s，2H)，7.81-7.91(m，6H)，8.35(t，J＝7.5Hz，3H)，8.43(d，J＝4.2Hz，2H)，8.53(d，J＝4.2Hz，1H).质谱(m/z)：658.821[M+].
实施例(3)：制备有机电致发光器件
有机电致发光器件包括玻璃、附着在玻璃上的导电玻璃衬底层，与导电玻璃衬底层贴合的空穴注入层、与空穴注入层贴合的发光层、与发光层贴合的电子传输层、与电子传输层贴合的阴极。如表1和图1所述，器件A的电子传输层采用本发明所述的化合物E1制备，器件B的电子传输层采用本发明所述的化合物E2制备，表1和图2所述的器件C的发光层采用mCP(9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑)与本发明所述的E1共混后作为有机电致发光器件的共主体，器件D的发光层采用mCP与本发明所述的E2共混后作为有机电致发光器件的共主体。
分别用洗涤剂、乙醇和丙酮混合有机溶剂、去离子水超声处理ITO玻璃基片，然后在110℃的干燥箱内干燥1h以上。取出ITO基片，紫外处理10min后，将ITO基片移入蒸镀仓，在5×10-4pa的真空度下，按照以下OLED器件结构制备器件。器件A和B：ITO(150nm)/MoO3(8nm)/TCTA(60nm)/TCTA：Ir(ppy)2(acac)(8％掺杂，10nm)/(ETL(60nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)；器件C和D：ITO/MoO3(8nm)/TAPC(40nm)/mCP(5nm)/mCP：ETL：FIrpic(1：1：8％，10nm)/ETL(5nm)/TmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)，其中ETL分别为E1和E2。
表1器件A-D的性能参数。
Figure BSA0000137528010000031

Claims (5)

1.两个基于苯并咪唑的化合物，其结构式如下：
Figure FSB0000187722270000011
2.权利要求1所述的化合物作为n-型材料在有机电致发光器件中的应用。
3.权利要求2所述的在电致发光器件中的应用，其中所述有机电致发光器件包括玻璃、附着在玻璃上的导电玻璃衬底层，与导电玻璃衬底层贴合的空穴注入层，与空穴注入层贴合的发光层，与发光层贴合的电子传输层，与电子传输层贴合的阴极层，其特征在于：所述的电子传输层为权利要求1所述的化合物。
4.一种电致发光器件，包括玻璃、附着在玻璃上的导电玻璃衬底层，与导电玻璃衬底层贴合的空穴注入层，与空穴注入层贴合的发光层，与发光层贴合的电子传输层，与电子传输层贴合的阴极层，其特征在于：发光层由混合主体材料与掺杂材料组成，混合主体材料包含p-型和n-型材料，p-型材料为mCP，n-型材料为权利要求1所述的化合物。
5.权利要求4所述的电致发光器件，其特征在于：掺杂材料为磷光掺杂材料FIrpic或Ir(ppy)2(acac)。
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CN101134744A (zh) * 2006-03-21 2008-03-05 诺瓦莱德公开股份有限公司 杂环的化合物,其用途、有机半导体材料和电子或光电元件

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