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基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料及其制備方法和應(yīng)用與流程

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基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料及其制備方法和應(yīng)用與流程

本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光客體材料、合成及應(yīng)用。



背景技術(shù):

近年來(lái),由于具有低驅(qū)動(dòng)電壓、高亮度、響應(yīng)速度快、色純度高等優(yōu)點(diǎn),有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLEDs)受到了廣泛的關(guān)注。其中,熱激發(fā)延遲熒光(TADF)機(jī)理,被應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域,有望制備出全有機(jī)、低成本、高環(huán)保的顯示器。TADF體系的研究主要集中在客體材料的研究,為了使客體分子具有TADF性質(zhì),需要使分子具有較小的單線態(tài)-三線態(tài)能級(jí)差(ΔEST),而為了滿足這個(gè)要求,采取的主要設(shè)計(jì)策略是構(gòu)建電子給體(D)-電子受體(A)體系,使分子的最高被占據(jù)軌道(HOMO)和最低未被占據(jù)軌道(LUMO)分離并有較小的重疊。對(duì)于D-A體系,主要分為分子內(nèi)D-A體系和分子間D-A體系,分子間的D-A體系也被稱作激基復(fù)合物體系。相比于單分子的TADF體系,激基復(fù)合物具有三大優(yōu)點(diǎn):i)給體和受體分子的選擇具有多樣性;ii)器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且重復(fù)性好;iii)只需要調(diào)整給體分子和受體分子間的比例就能夠調(diào)控激基復(fù)合物的光電性質(zhì),不需要像單分子體系,需要通過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)來(lái)連接給體和受體基團(tuán)進(jìn)而調(diào)節(jié)分子的光電性質(zhì)。

當(dāng)前,大多數(shù)激基復(fù)合物器件都是通過(guò)選擇不同的給體和受體來(lái)調(diào)節(jié)分子間的相互作用。mCP、26DCzPPy、mCBP、NPB、TCTA、TAPC等空穴傳輸材料被用作電子給體,而電子受體的選擇非常有限,這制約了激基復(fù)合物類器件的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用,尤其是激基復(fù)合物的藍(lán)光器件,外量子效率(EQE)大多低于7%。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的藍(lán)光激基復(fù)合物受體材料較少的技術(shù)問(wèn)題,而提供基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料,其結(jié)構(gòu)為:

上述的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的制備方法,按以下步驟進(jìn)行:

一、將一溴三苯基三嗪、咔唑類化合物、無(wú)水K2CO3和CuI加入到1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)混合,在氬氣保護(hù)下于100~200℃下反應(yīng)24~48小時(shí);反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干;粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1的混合液為洗脫劑進(jìn)行柱層析分離提純,得到中間化合物;其中步驟一中一溴三苯基三嗪為鄰溴三苯基三嗪、間溴三苯基三嗪或?qū)︿迦交海徊襟E一中咔唑類化合物為咔唑或叔丁基咔唑;一溴三苯基三嗪與咔唑類化合物的摩爾比為1:(1~2);

二、將中間化合物、二苯基磷和醋酸鈀加入無(wú)水DMF并置于干燥的反應(yīng)器中,在氬氣保護(hù)下,100~200℃反應(yīng)12~36小時(shí);反應(yīng)停止后將反應(yīng)混合物倒入水中,用二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品;其中中間化合物與二苯基磷的摩爾比為1:(2~3);

三、將步驟二得到的粗產(chǎn)品經(jīng)H2O2氧化,再以乙酸乙酯與二氯甲烷的體積比為10:1的混合溶液為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料。

本發(fā)明的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的應(yīng)用是將該材料用于有機(jī)電致發(fā)光器件中,具體的利用基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備有機(jī)電致發(fā)光器件的方法,按以下步驟進(jìn)行:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1~5×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1~0.3nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100~150nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx,厚度為10~15nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為N4,N4'-二(萘-1-基)-N4,N4'-二苯基-[1,1'-聯(lián)苯]-4,4'-二胺(NPB)、(9H-咔唑-9-基)苯(mCP)、4,4'-(環(huán)己烷-1,1-二基)雙(N-苯基-N-(對(duì)甲苯基)苯胺)(TAPC)、(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)胺(TCTA)或9,9'-(2,2'-二甲基-[1,1'-聯(lián)苯]-4,4'-二基)雙(9H-咔唑)(CDBP),厚度為40~80nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍厚度為20~70nm的發(fā)光層,發(fā)光層為基于膦氧、咔唑的的三嗪類激基復(fù)合物材料與NPB、mCP、TAPC、TCTA或CDBP構(gòu)成的激基復(fù)合物發(fā)射體,或者發(fā)光層是以激基復(fù)合物發(fā)射體作為混合主體摻雜入磷光或延遲熒光客體構(gòu)成的;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為三苯基三嗪-膦氧激基復(fù)合物材料,厚度為40~80nm的電子傳輸層;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF,厚度為0.1~1nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al,厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本發(fā)明以三苯基膦三嗪為核,引入咔唑(Cz)、36叔丁基咔唑(tBCz)對(duì)其進(jìn)行修飾,制備了一系列的電子受體分子,該電子受體分子可與mCP等電子給體分子形成激基復(fù)合物。本發(fā)明中,引入咔唑基團(tuán),調(diào)控三嗪類受體材料的LUMO能級(jí),使其與電子給體構(gòu)成不同發(fā)射波長(zhǎng)的激基復(fù)合物。隨后,又在咔唑的3,6-位引入叔丁基,進(jìn)一步調(diào)控LUMO能級(jí)。以本發(fā)明中的膦氧、咔唑的三嗪類受體材料制備了一系列的激基復(fù)合物,并應(yīng)用于TADF和磷光有機(jī)電致發(fā)光器件中。

本發(fā)明的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料,利用了DPPO、Cz基團(tuán)的電子誘導(dǎo)效應(yīng),以及在苯基不同修飾位點(diǎn)的空間位阻效應(yīng),調(diào)控分子間的距離,導(dǎo)致不同的空間分子取向,進(jìn)而調(diào)節(jié)給體和受體之間的相互作用。在保證高的發(fā)光效率同時(shí),維持藍(lán)光發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了熱激發(fā)延遲熒光和磷光雙發(fā)射的激基復(fù)合,從而增加了藍(lán)光激基復(fù)合物受體材料種類,為構(gòu)筑高效的藍(lán)光激基復(fù)合物有機(jī)電致發(fā)光器件具有推進(jìn)作用。

本發(fā)明利用基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的電致發(fā)光器件包含以下優(yōu)點(diǎn):

1、利用了DPPO、Cz基團(tuán)的空間位阻效應(yīng)以及電子誘導(dǎo)效應(yīng)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)給體和受體之間相互作用的調(diào)控;

2、在實(shí)現(xiàn)高效的藍(lán)光激基復(fù)合物發(fā)射同時(shí),進(jìn)而將激基復(fù)合物作為磷光和TADF主體,使得器件具有低驅(qū)動(dòng)電壓以及高的功率效率??蓱?yīng)用于TADF和磷光有機(jī)電致發(fā)光器件中。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1合成的oSCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示oSCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示oSCzDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖2是實(shí)施例1合成的oSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖3是實(shí)施例2合成的mSCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示mSCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示mSCzDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖4是實(shí)施例2合成的mSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖5是實(shí)施例3合成的pSCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示pSCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示SCzDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖6是實(shí)施例3合成的pSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖7是實(shí)施例1合成的oSCzDPOTPTZ與電子給體mCP形成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。

圖8是實(shí)施例2合成的mSCzDPOTPTZ與電子給體mCP形成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。

圖9是實(shí)施例3合成的pSCzDPOTPTZ與電子給體形mCP成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。

圖10是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖11是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖12是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖13是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖14是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖15是應(yīng)用實(shí)例一制備的藍(lán)光TADF器件的電致發(fā)光曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件;用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件,

圖16是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖17是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖18是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖19是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖20是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件;

圖21是應(yīng)用實(shí)例二制備的黃色磷光器件的的電致發(fā)光曲線如圖,用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件;用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。

圖22是實(shí)施例4合成的oStBCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示oStBCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示oStBCzDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖23是實(shí)施例4合成的oStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖24是實(shí)施例5合成的mStBCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示mStBCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示mSCztBDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖25是實(shí)施例5合成的mStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖26是實(shí)施例6合成的pStBCzDPOTPTZ紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示pStBCzDPOTPTZ/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用●曲線表示StBCzDPOTPTZ/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;

圖27是實(shí)施例6合成的pStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖;

圖28是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖29是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖30是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖31是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖32是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖33是應(yīng)用實(shí)施例三制備的藍(lán)光TADF器件的電致發(fā)光曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖34是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖35是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖36是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖37是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖38是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;

圖39是應(yīng)用實(shí)施例四制備的黃色磷光器件的電致發(fā)光曲線如圖,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件,用▼曲線表示基于oDtBCzSPOTPTZ的器件;

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料,其結(jié)構(gòu)為:

具體實(shí)施方式二:具體實(shí)施方式一所述的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的制備方法,按以下步驟進(jìn)行:

一、將一溴三苯基三嗪、咔唑類化合物、無(wú)水K2CO3和CuI加入到1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)混合,在氬氣保護(hù)下于100~200℃下反應(yīng)24~48小時(shí);反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干;粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1的混合液為洗脫劑進(jìn)行柱層析分離提純,得到中間化合物;其中步驟一中一溴三苯基三嗪為鄰溴三苯基三嗪、間溴三苯基三嗪或?qū)︿迦交?;步驟一中咔唑類化合物為咔唑或叔丁基咔唑;一溴三苯基三嗪與咔唑類化合物的摩爾比為1:(1~2);

二、將中間化合物、二苯基磷和醋酸鈀加入無(wú)水DMF并置于干燥的反應(yīng)器中,在氬氣保護(hù)下,100~200℃反應(yīng)12~36小時(shí);反應(yīng)停止后將反應(yīng)混合物倒入水中,用二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品;其中中間化合物與二苯基磷的摩爾比為1:(2~3);

三、將步驟二得到的粗產(chǎn)品經(jīng)H2O2氧化,再以乙酸乙酯與二氯甲烷的體積比為10:1的混合溶液為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料。

具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是步驟一中一溴三苯基三嗪與無(wú)水K2CO3的摩爾比為1:(0.3~40);一溴三苯基三嗪與CuI的摩爾比為1:(0.01~0.1);其它與具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二或三不同的是步驟一中一溴三苯基三嗪的物質(zhì)的量與1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的體積的比為1mmol:(1~10)ml;其它與具體實(shí)施方式二或三相同。

具體實(shí)施方式五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至四之一不同的是步驟二中中間化合物與二苯基磷的摩爾比為1:2.5;其它與具體實(shí)施方式二至四之一相同。

具體實(shí)施方式六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至五之一不同的是步驟二中中間化合物與醋酸鈀的摩爾比為1:(0.01~0.2);其它與具體實(shí)施方式二至五之一相同。

具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二至六之一不同的是步驟二中中間化合物的物質(zhì)的量與無(wú)水DMF的體積比為1mmol:(10~20)ml;;其它與具體實(shí)施方式二至六之一相同。

具體實(shí)施方式八:具體實(shí)施方式一所述的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的應(yīng)用是將該材料用于有機(jī)電致發(fā)光器件中。

具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是利用基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備有機(jī)電致發(fā)光器件的方法,按以下步驟進(jìn)行:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1~5×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1~0.3nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100~150nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx,厚度為10~15nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為N4,N4'-二(萘-1-基)-N4,N4'-二苯基-[1,1'-聯(lián)苯]-4,4'-二胺(NPB)、(9H-咔唑-9-基)苯(mCP)、4,4'-(環(huán)己烷-1,1-二基)雙(N-苯基-N-(對(duì)甲苯基)苯胺)(TAPC)、(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)胺(TCTA)或9,9'-(2,2'-二甲基-[1,1'-聯(lián)苯]-4,4'-二基)雙(9H-咔唑)(CDBP),厚度為40~80nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍厚度為20~70nm的發(fā)光層,發(fā)光層為基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料與NPB、mCP、TAPC、TCTA或CDBP構(gòu)成的激基復(fù)合物發(fā)射體,或者發(fā)光層是以激基復(fù)合物發(fā)射體作為混合主體摻雜入磷光或延遲熒光客體構(gòu)成的;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為三苯基三嗪-膦氧激基復(fù)合物材料,厚度為40~80nm的電子傳輸層;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF,厚度為0.1~1nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al,厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

用以下的實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:

實(shí)施例1:本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ的制備方法如下:

一、將鄰溴三苯基三嗪(2,4,6-三(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪)1mmol,咔唑1mmol,無(wú)水K2CO3 1mmol,CuI 0.1mmol,和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí);反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干;粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到中間化合物oSCzTPTZ(9-(2-(4,6-雙(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑)的白色固體;

二、將中間化合物oSCzTPTZ 0.5mmol,二苯基磷2mmol,醋酸鈀0.1mmol,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品;

三、向步驟二得到的粗產(chǎn)品中加入過(guò)量的H2O2氧化,再以乙酸乙酯與二氯甲烷的體積比為10:1的混合溶液為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ((2-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(2,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧))的白色固體。

本實(shí)施例步驟一制備的中間化合物9-(2-(4,6-雙(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑的結(jié)構(gòu)式為:

本實(shí)施例步驟三制備的oSCzDPOTPTZ((1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(苯-2,1-二基))三(二苯基膦氧),其核磁共振氫譜的數(shù)據(jù)為1H NMR(CDCl3,400MHz)δ=8.062(d,J=7.6Hz,2H),8.002(d,J=7.6Hz,2H),7.666(t,J=7.6Hz,3H),7.601-7.497(m,15H),7.449(t,J=7.2Hz,1H),7.360(t,J=7.2Hz,5H),7.311-7.229ppm(m,15H)。從而可知其結(jié)構(gòu)式為

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖1所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖2所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)445℃。

實(shí)施例2:本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mSCzDPOTPTZ的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):

步驟一:將2,4,6-三(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪1mmol,咔唑1mmol,無(wú)水K2CO3 1mmol,CuI 0.1mmol,和DMI 5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到9-(3-(4,6-雙(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑白色固體。

步驟二:將9-(3-(4,6-雙(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑0.1mmol,二苯基磷0.25mmol,醋酸鈀0.1mmol,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。

步驟三、向經(jīng)步驟二得到的粗產(chǎn)品中加入過(guò)量的H2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行反應(yīng)0.5小時(shí),完成氧化;以乙酸乙酯:二氯甲烷=10:1為淋洗劑,柱層析純化得到(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(3,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)白色固體。

本實(shí)施方式步驟一中制得的9-(3-(4,6-雙(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑,其結(jié)構(gòu)式為:步驟三中制得的(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(3,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)的核磁共振氫譜數(shù)據(jù)為:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ=8.903-8.842(m,4H),8.734-8.708(m,1H),8.197(s,1H),8.254(d,J=7.6,2H),8.045-7.997(m,2H),7.797-7.667(m,12H),7.443-7.364ppm(m,18H)。從而可知其結(jié)構(gòu)式為:

本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mSCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖3所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖4所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mSCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)534℃。

實(shí)施例3:本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pSCzDPOTPTZ的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):

步驟一:將2,4,6-三(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪0.5mmol,咔唑1mmol,無(wú)水K2CO31mmol,CuI 0.1mmol,和DMI 5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑白色固體。

步驟二:將9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑白色固體0.1mmol,二苯基磷0.3mmol,醋酸鈀0.1,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。

步驟三:向經(jīng)步驟二得到的粗產(chǎn)品中加入過(guò)量的H2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行反應(yīng)0.5小時(shí),完成氧化;,以乙酸乙酯:二氯甲烷=10:1為淋洗劑,柱層析純化得到(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(4,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)白色固體。

本實(shí)施方式步驟一中制得的9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-9H-咔唑,其結(jié)構(gòu)式為:步驟三中制得的(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(4,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧),的核磁共振氫譜數(shù)據(jù)為:1H NMR(CDCl3,400MHz)δ=9.005(d,J=8.4Hz,2H),8.893(dd,J1=J2=8.0Hz,4H),8.186(d,J=7.6Hz,2H),7.950(dd,J1=J2=12.0Hz,4H),7.841(d,J=8.4Hz,2H),7.784-7.737(dd,J1=J2=12.0Hz,8H),7.633-7.448(m,16H),7.351ppm(t,J=7.6Hz,2H)。從而可知該pSCzDPOTPTZ的結(jié)構(gòu)式為:

本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pSCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖5所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pSCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖6所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pSCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)536℃。

將實(shí)施例1、2和3制備的oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ分別電子給體mCP形成激基復(fù)合物薄膜,測(cè)試復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線。

圖7是實(shí)施例1合成的oSCzDPOTPTZ與電子給體mCP形成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。激基復(fù)合物的壽命不受溫度變化影響。

圖8是實(shí)施例2合成的mSCzDPOTPTZ與電子給體mCP形成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。激基復(fù)合物的壽命隨溫度升高而減小。

圖9是實(shí)施例3合成的pSCzDPOTPTZ與電子給體形mCP成激基復(fù)合物薄膜的瞬態(tài)光致發(fā)光衰減曲線,用■曲線表示100K溫度下的衰減曲線,用●曲線表示200K溫度下的衰減曲線,用▲曲線300K溫度下的衰減曲線。激基復(fù)合物的壽命隨溫度升高而減小。

應(yīng)用實(shí)施例一:將實(shí)施例1、2和3制備的oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ用于制備藍(lán)光TADF器件,其具體按以下步驟制備:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx、厚度為10nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為mCP、厚度為50nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍發(fā)光層、發(fā)光層為mCP分別與基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ或pSCzDPOTPTZ構(gòu)成的激基復(fù)合物發(fā)射體,厚度為30nm;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZoSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ或pSCzDPOTPTZ、厚度為50nm的電子傳輸層;電子傳輸層上的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料與發(fā)光層上的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的總類相同;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF、厚度為0.5nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al、厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖10所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于oSCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.5V;基于mSCzDPOTPTZ的器件啟亮電壓為2.7V;基于pSCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.5V。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖11所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知,基于oSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值15.1cd·A-1;基于mSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值26.2cd·A-1;基于pSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值26.1cd·A-1。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖12所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知,基于oSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值10.5lm·W-1;基于mSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值23.5lm·W-1;基于pSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值23.4lm·W-1。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-外量子效率關(guān)系如圖13所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知,基于oSCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率6.4%;基于mSCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率11.1%;基于pSCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率22.3%。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ制備的藍(lán)光TADF器件的電致發(fā)光光譜圖如圖14所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知,基于oSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在488nm處;基于mSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在484nm處;基于pSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在484nm處。

應(yīng)用實(shí)施例二:本應(yīng)用實(shí)施例將實(shí)施例1、2和3制備的oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ和pSCzDPOTPTZ用于制備黃光磷光器件,具體按以下步驟制備:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx,厚度為10nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為mCP,厚度為50nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍發(fā)光層,發(fā)光層為mCP與基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ或pSCzDPOTPTZ構(gòu)成的激基復(fù)合物主體,摻雜3%的黃色磷光客體PO-01,厚度為30nm;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oSCzDPOTPTZ、mSCzDPOTPTZ或pSCzDPOTPTZ厚度為50nm的電子傳輸層;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF,厚度為0.5nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al,厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖15所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。電流密度都隨著電壓的增大而升高。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖16所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。從圖可以看出,基于oSCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.6V;基于mSCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.6V;基于pSCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.6V。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖17所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。從圖可以看出,基于oSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值59.2cd·A-1;基于mSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值60.5cd·A-1;基于pSCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值46.1cd·A-1。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖18所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。從圖可以看出,基于oSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值69.2lm·W-1;基于mSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值71.0lm·W-1;基于pSCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值25.4lm·W-1。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的亮度-外量子效率關(guān)系如圖19所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。從圖可以看出,基于oSCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率18.2%;基于mSCzDPOTPTZ的器件的的最大外量子效率18.1%;基于pSCzDPOTPTZ的器件的的最大外量子效率14.2%。

本實(shí)施例的黃光磷光器件的電致發(fā)光光譜圖如圖20所示,其中用■曲線表示基于oSCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mSCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pSCzDPOTPTZ的器件。從圖可以看出,基于oSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在560nm處;基于mSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在560nm處;基于pSCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在560nm處。

實(shí)施例4:本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):

步驟一:將2,4,6-三(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪0.5mmol,叔丁基咔唑1mmol,無(wú)水K2CO31mmol,CuI 0.1mmol,和DMI 5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到9-(2-(4,6-雙(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑白色固體。

步驟二:將9-(2-(4,6-雙(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑0.1mmol,二苯基磷1mmol,醋酸鈀0.1mmol,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品。

步驟三:步驟二得到的粗產(chǎn)品經(jīng)H2O2氧化,以乙酸乙酯:二氯甲烷=10:1為淋洗劑,柱層析純化得到白色固體oStBCzDPOTPTZ,即((6-(2-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(2,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)。

本實(shí)施例步驟一中制得的9-(2-(4,6-雙(2-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑,其結(jié)構(gòu)式為:步驟三中制得的oStBCzDPOTPTZ的質(zhì)譜數(shù)據(jù)為:m/z:986.39(100.0%),987.39(71.0%),988.39(25.8%),989.40(6.0%),987.38(1.5%),990.40(1.1%);GC-MS:m/z(%):986(100)[M+];ElementalAnalysis of C65H56N4O2P2:C,79.09;H,5.72;N,5.68;O,3.24;P,6.28。從而可知oStBCzDPOTPTZ的結(jié)構(gòu)式為:其化學(xué)名稱為((6-(2-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(2,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖21所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖22所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)350℃。

實(shí)施例5:本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mStBCzDPOTPTZ的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):

步驟一:將2,4,6-三(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪0.5mmol,叔丁基咔唑1mmol,無(wú)水K2CO31mmol,CuI 0.1mmol,和DMI 5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到9-(3-(4,6-雙(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑白色固體。

步驟二:將9-(3-(4,6-雙(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑0.1mmol,二苯基磷1mmol,醋酸鈀0.1mmol,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品。

步驟三:經(jīng)步驟二得到的粗產(chǎn)品經(jīng)H2O2氧化,以乙酸乙酯:二氯甲烷=10:1為淋洗劑,柱層析純化得到((6-(3-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(3,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)白色固體,記為mStBCzDPOTPTZ。

本實(shí)施例步驟一中制得的10-(4-溴苯基)-10氫-吩噻嗪,其結(jié)構(gòu)式為:步驟三中制得的mStBCzDPOTPTZ的核磁共振氫譜數(shù)據(jù)為:1H NMR(TMS,CDCl3,400MHz):δ=8.842(t,J=12Hz,4H);8.659(d,J=5.2Hz,1H);8.571(s,1H);8.223(s,2H);8.011(t,J=9.2Hz,2H);7.750-7.672(m,12H);7.485(d,J=8.4Hz,2H);7.343-7.302(m,14H);1.480(s,18H)。從而可知mStBCzDPOTPTZ的結(jié)構(gòu)式為:

其化學(xué)名稱為((6-(3-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(3,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)。

本實(shí)施例的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mStBCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖23所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖24所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料mStBCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)370℃。

實(shí)施例6:本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pStBCzDPOTPTZ的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):

步驟一:將2,4,6-三(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪0.5mmol,叔丁基咔唑1mmol,無(wú)水K2CO31mmol,CuI 0.1mmol,和DMI 5ml混合,在氬氣保護(hù)下100℃反應(yīng)24小時(shí)。反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液倒入水中,減壓抽濾得到固體再用二氯甲烷溶解,水洗三次,有機(jī)層,用無(wú)水Na2SO4干燥,旋干。粗產(chǎn)品以石油醚:乙酸乙酯=10:1為洗脫劑,柱層析分離提純,得到9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑白色固體。

步驟二:將9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑0.1mmol,二苯基磷1mmol,醋酸鈀0.1mmol,5ml無(wú)水DMF置于干燥的三口瓶中,在氬氣保護(hù)下,100℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)停止,將反應(yīng)混合物倒入水里,二氯甲烷萃取,有機(jī)層再用水洗三次,無(wú)水Na2SO4干燥,旋干,得到粗產(chǎn)品。

步驟三:經(jīng)步驟二得到的粗產(chǎn)品經(jīng)H2O2氧化,以乙酸乙酯:二氯甲烷=10:1為淋洗劑,柱層析純化得到((6-(4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(4,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)白色固體,記為pStBCzDPOTPTZ。

本實(shí)施例的步驟一中制得的9-(4-(4,6-雙(4-溴苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-3,6-二叔丁基-9H-咔唑,其結(jié)構(gòu)式為:步驟三中制得的pStBCzDPOTPTZ的核磁共振氫譜數(shù)據(jù)為:1H NMR(TMS,CDCl3,400MHz):δ=8.966(d,J=8.8Hz,2H);8.883-8.855(dd,J1=8.4Hz,J2=2.8Hz,4H);8.156(s,2H);7.947-7.897(dd,J1=11.4Hz,J2=8.8Hz,5H);7.818(d,J=8.8Hz,2H);7.758-7.710(m,9H);7.610-7.570(m,5H);7.528-7.495(m,13H);1.470(s,18H)。從而可知pStBCzDPOTPTZ的結(jié)構(gòu)式為:其化學(xué)名稱為((6-(4-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)雙(4,1-亞苯基))雙(二苯基膦氧)。

本實(shí)施例得到的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pStBCzDPOTPTZ的紫外熒光光譜譜圖如圖25所示。

得到本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pStBCzDPOTPTZ的熱重分析譜圖如圖26所示,由圖可知本實(shí)施例基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料pStBCzDPOTPTZ的裂解溫度達(dá)486℃。

應(yīng)用實(shí)施例三:本應(yīng)用實(shí)施例利用實(shí)施例3、4和5制備的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ分別制備藍(lán)光TADF器件,具體的制備步驟如下:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx,厚度為10nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為mCP,厚度為50nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍發(fā)光層,發(fā)光層為mCP與基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ或pStBCzDPOTPTZ構(gòu)成的激基復(fù)合物發(fā)射體,厚度為30nm;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ或pStBCzDPOTPTZ、厚度為50nm的電子傳輸層;其中電子傳輸層與發(fā)光層中的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料的種類相同;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF,厚度為0.5nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al,厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖27所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;其中的■所示。電流密度都隨著電壓的增大而升高。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖28所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.7V;基于mStBCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.5V;基于pStBCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓為2.8V;

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖29所示,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值12.3cd·A-1;基于mStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值14.6cd·A-1;基于pStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值15.1cd·A-1;

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖30所示,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值8.6lm·W-1;基于mStBCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值12.6lm·W-1;基于pStBCzDPOTPTZ的器件功率效率達(dá)到最大值11.7lm·W-1;

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖31所示,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率5.2%;基于mStBCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率6.2%;基于pStBCzDPOTPTZ的器件最大外量子效率6.4%;

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料制備的藍(lán)光TADF器件的電致發(fā)光光譜圖如圖32所示,用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件;由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在488nm處;基于mStBCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在484nm處;基于pStBCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰在488nm處。

應(yīng)用實(shí)施例四:本應(yīng)用實(shí)施例利用實(shí)施例3、4和5制備的基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ分別制備黃光磷光器件,具體的制備步驟如下:

一、將經(jīng)過(guò)去離子水清洗的玻璃或塑料襯底放入真空蒸鍍儀,真空度為1×10-5mbar,蒸鍍速率設(shè)為0.1nm s-1,在玻璃或塑料襯底上蒸鍍材料為氧化銦錫,厚度為100nm的陽(yáng)極導(dǎo)電層;

二、在陽(yáng)極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoOx,厚度為10nm的空穴注入層;

三、在空穴注入層上蒸鍍材料為mCP,厚度為50nm的空穴傳輸層;

四、在空穴傳輸層上繼續(xù)蒸鍍發(fā)光層,發(fā)光層為mCP與基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ構(gòu)成的激基復(fù)合物主體,摻雜3%的黃色磷光客體PO-01,厚度為30nm;

五、在發(fā)光層上蒸鍍材料為基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ,厚度為50nm的電子傳輸層;

六、在電子傳輸層上蒸鍍材料為L(zhǎng)iF,厚度為0.5nm的電子注入層;

七、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al,厚度為150nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到基于激基復(fù)合物的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖33所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。電流密度都隨著電壓的增大而升高。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖34所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于oStBCzDPOTPTZ的器件、基于mStBCzDPOTPTZ的器件與用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件的啟亮電壓均為為2.5V。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖35所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于mStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值51.0cd·A-1,基于mStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值48.8cd·A-1,基于pStBCzDPOTPTZ的器件的電流效率達(dá)到最大值59.0cd·A-1。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖36所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于mStBCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值44.5lm·W-1,基于mStBCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值33.3lm·W-1,基于pStBCzDPOTPTZ的器件的功率效率達(dá)到最大值71.3lm·W-1。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖37所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于mStBCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率16.0%,基于mStBCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率15.4%,基于pStBCzDPOTPTZ的器件的最大外量子效率18.6%。

本實(shí)施例以基于膦氧、咔唑的三嗪類激基復(fù)合物材料oStBCzDPOTPTZ、mStBCzDPOTPTZ和pStBCzDPOTPTZ制備的黃光磷光器件的電致發(fā)光光譜圖如圖38所示,其中用■曲線表示基于oStBCzDPOTPTZ的器件,用●曲線表示基于mStBCzDPOTPTZ的器件,用▲曲線表示基于pStBCzDPOTPTZ的器件。由此圖可知基于mStBCzDPOTPTZ的器件、基于mStBCzDPOTPTZ的器件與基于pStBCzDPOTPTZ的器件的電致發(fā)光峰均在560nm處。

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