高折射率有机小分子材料及其应用

技术领域

本发明属于有机光电材料的技术领域，具体涉及一类应用于顶发射有机发光二极管器件的高折射率有机小分子材料。

背景技术

顶发射有机发光二极管(Top-emission organic light-emission diodes，TEOLEDs)通常由全反射的阳极和透明或半透明的阴极构成。由于光从OLED器件的顶端发出，不经过底端的TFT背板，因而相对于底发射器件，具有高开口率。另外一方面，含有半透明阴极的顶发射OLED结构导致微腔效应，造成器件发光特性的视角依赖性。为了克服上述问题，通常在半透明的阴极上增加高折射率的光取出层。设计制备兼具高玻璃化温度、在可见光区透明的高折射率、空穴传输型有机分子材料具有挑战性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一类高折射率、空穴传输型有机小分子材料。

本发明的另一目的在于提供上述高折射率有机小分子材料的应用。所述高折射率有机小分子材料应用于高性能顶发射有机发光二极管，用作光取出层。

本发明的目的通过以下方案实现。

一种高折射率有机小分子材料，其结构为式I：

Ar

所述联苯基为1,1’-联苯基、萘基为2-萘基。

本发明所述高折射率有机小分子材料优选为以下具体结构：

本发明的高折射率有机小分子材料也为空穴传输材料。

所述高折射率有机小分子材料在顶发射有机发光二极管器件中的应用。

所述高折射率有机小分子材料应用于高性能顶发射有机发光二极管，用作光取出层。

所述高折射率有机小分子材料沉积在顶发射有机发光二极管的阴极上。

本发明的原理如下：

本发明公开的有机材料，基于2，2’-联萘-6，6’-二胺，具备典型的芳胺结构，可传输空穴载流子。相对于1，1’-联苯，2，2’-联萘有助于促进分子间作用力，增强分子堆积，从而提高折射率。在侧基上，引入1，1’-联苯、萘基、芴基、咔唑基与呋喃基等基团，可进一步提高分子间作用力，以改善折射率。

本发明的具有高折射率的应用于高性能顶发射有机发光二极管的空穴传输型有机小分子材料有利于提高器件的光取出效率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)与常用的顶发射有机发光二极管器件的光取出层NPB相比，本发明所述有机小分子材料，在可见光区域内，普遍具有高折射率。

(2)本发明所述有机小分子材料，可见光区域内，具有低吸收。

(3)本发明所述有机小分子材料，具有高玻璃化温度。

附图说明

图1为有机小分子材料XL10的折射率曲线；

图2为有机小分子材料XL10的消光系数曲线(k)；

图3为有机小分子材料XL11的折射率曲线；

图4为有机小分子材料XL11的消光系数曲线(k)；

图5为有机小分子材料NPB的折射率曲线；

图6为有机小分子材料NPB的消光系数曲线(k)。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

有机小分子材料XL10通过以下方法制备，包括以下步骤：

步骤1：6-溴-N-苯基-2-萘胺(化合物Ⅱ)的制备，反应方程式：

将对甲苯磺酸(1.7g,9mmol)、苯胺(12.6g,0.135mol)和6-溴-2-萘酚(10.0g,0.045mol)溶于10ml的对二甲苯中，氮气氛围下加热到190℃反应7h，然后将温度降到70℃，加入适量乙酸钠(使反应体系程碱性即可)和100ml乙醇继续搅拌10min，然后将反应液进行减压蒸馏除去溶剂后加入温水进行搅拌，而后进行抽滤，再将滤饼用乙醇进行回流洗涤，然后经过冰浴后进行抽滤，得到白色固体产物，产率约90％(12g)；

步骤2：N-(6-溴萘-2-基)-9,9-二甲基-N-苯基-9H-芴-2-胺(化合物3)的制备，反应方程式：

将化合物Ⅱ(6.0g,0.02mol)和2-碘-9,9-二甲基-9H-芴(7.7g,0.024mol)，1,10-菲啰啉(0.725g,4mmol)、CuI(0.38g,2mmol)和叔丁醇钠(7.7g,0.08mol)加入到装有90mL无水甲苯的反应瓶中，氮气氛围下加热到115℃反应12h，冷却后浓缩除去甲苯，加入去离子水和二氯甲烷进行萃取，经分液得到的有机层用无水硫酸镁干燥、抽滤、减压蒸馏后，以石油醚和二氯甲烷的混合溶剂作为展开剂进行柱层析分离提纯，得到固体产物，产率约88％(8.6g)；

步骤3：9,9-二甲基-N-苯基-N-(6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)萘-2-基)-9H-芴-2-胺(化合物4)的制备，反应方程式：

在N

步骤4：N',N”-二(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-N',N”-二苯基-[2,2'-联萘]-6,6'-二胺(有机小分子材料XL10)的制备，反应方程式：

在氮气的保护下，将Pd(PPh

实施例2

有机小分子材料XL11通过以下方法制备，包括以下步骤：

步骤1：6-溴-N-苯基-2-萘胺(Ⅱ)的制备，反应方程式：

步骤(1)与实施例1中的步骤(1)完全相同，不再赘述；

步骤2：N-(6-溴萘-2-基)-9-甲基-N-苯基-9H-咔唑-3-胺(5)的制备，反应方程式：

步骤(2)操作过程与实施例1步骤(2)的不同之处在于，实施例1中步骤(2)的其中一个反应物2-碘-9,9-二甲基-9H-芴用3-碘-9-甲基-9H-咔唑代替，柱层析分离展开剂一开始使用石油醚，待将未反应的3-碘-9-甲基-9H-咔唑除掉后，展开剂改为石油醚和二氯甲烷的混合溶剂，体积比约为4：1；产率约90％(10.1g)；

步骤3：9-甲基-N-苯基-N-(6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼硼烷-2-基)萘-2-基)-9H-咔唑-3-胺(6)的制备，反应方程式：

步骤(3)的操作过程与实施例1中步骤(3)的不同之处在于实施例1中步骤(3)的其中一个反应物化合物3用化合物5代替,产率93％(8.37g)；

步骤4：N',N”-二(9,9-二甲基-9H-咔唑-3-基)-N',N”-二苯基-[2,2'-联萘]-6,6'-二胺(有机小分子材料XL11)的制备，反应方程式如下：

步骤(4)的操作过程与实施例1中步骤(4)的不同之处在于实施例1中步骤(3)的反应物化合物3用化合物5代替、化合物4用化合物6代替，产率88％(7g)。

实施例3

采用真空蒸镀法于硅片上分别蒸镀30nm有机小分子材料XL10和XL11，并进行折射率与消光系数表征，并与目前市面上的空穴传输型材料NPB对比。XL10、XL11和NPB的化学结构式具体：

折射率与消光系数表征结果如下：

图1为有机小分子材料XL10的折射率曲线；

图2为有机小分子材料XL10的消光系数曲线(k)；

图3为有机小分子材料XL11的折射率曲线；

图4为有机小分子材料XL11的消光系数曲线(k)；

图5为有机小分子材料NPB的折射率曲线；

图6为有机小分子材料NPB的消光系数曲线(k)。

表1为有机小分子材料在波长分别为460nm、530nm、630nm的折射率n。

表1硅片沉积30nm有机小分子材料的折射率数据

由图1、图3及表1可见，本实施例提供的应用于高性能顶发射有机发光二极管的高折射率、空穴传输型有机材料XL10和XL11，其在460nm、530nm和630nm波长的折射率均大于1.9，折射率比市面上常见的空穴传输型有机材料NPB的相应值要高(图5和表1)。

此外，由图2和图4可见，在460nm波长以后，本实施例提供的应用于高性能顶发射有机发光二极管的高折射率、空穴传输型有机材料XL10和XL11的消光系数趋于0，表明其对于460nm以后波长的可见光无吸收。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。