本發(fā)明涉及一種熱激發(fā)延遲熒光主體材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
有機(jī)發(fā)光二極管由于其具有啟動(dòng)電壓低,發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn),因而引起了人們的廣泛的研究,作為第三代平面顯示和照明技術(shù),有機(jī)電致發(fā)光二極管目前普遍采用磷光染料來構(gòu)建磷光電致發(fā)光,但由于磷光染料的構(gòu)建常伴有貴金屬存在,這就提高了制備成本,同時(shí)對環(huán)境也不夠友好。因此,人們迫切需要其它類型的染料替代磷光染料。而近期,被稱為第三代的有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)的熱激發(fā)延遲熒光技術(shù),已經(jīng)取得了很大的研究進(jìn)展,熱激發(fā)延遲熒光染料可以通過自身三線態(tài)到單線態(tài)反向隙間竄躍使三線態(tài)激子轉(zhuǎn)化為單線態(tài)激子,進(jìn)而利用其發(fā)光,理論上可以實(shí)現(xiàn)100%的內(nèi)量子效率。用該類染料制備的器件,同樣具有較高的效率,可以和磷光器件相媲美,同時(shí)熱激發(fā)延遲熒光染料均為純有機(jī)化合物,制備成本低,對環(huán)境友好。熱激發(fā)延遲熒光器件的主體材料,為了實(shí)現(xiàn)高的器件效率,需要具備以下三點(diǎn):1、具有較高的三線態(tài)能級,使能量很好的從主體傳遞給客體;2、良好的載流子傳輸能力,以提高器件電子的注入與傳輸性能;3、具有較弱的分子間作用力,防止主體分子間主客體分子間的強(qiáng)分子間相互作用引起的發(fā)射猝滅。通常,平面類熱激發(fā)延遲熒光染料分子由于其分子間具有較強(qiáng)的相互作用可以有效地促進(jìn)載流子傳輸能力,然而,由于其較強(qiáng)的分子間作用力也會促進(jìn)分子的聚集,這就會使發(fā)射猝滅,降低了器件效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的平面類熱激發(fā)延遲熒光染料分子易發(fā)生猝滅,導(dǎo)致器件效率低的技術(shù)問題,而提供基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的結(jié)構(gòu)式為:
記為DPDPA;
或者記為DPDPSA;
或者其中X=S或O,Y=S或O,當(dāng)X=Y(jié)=S時(shí)記為DPDPS2A;當(dāng)X=S,Y=O時(shí)記為DPDPSOA;當(dāng)X=Y(jié)=O時(shí)記為DPDPO2A;
或者記為DPDPP;
或者記為DPDPSP;
或者其中X=S或O,Y=S或O,當(dāng)X=Y(jié)=S時(shí)記為DPDPS2P;當(dāng)X=S,Y=O時(shí)記為DPDPSOP;當(dāng)X=Y(jié)=O時(shí)記為DPDPO2P。
上述的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的制備方法如下:
將鄰二溴芳基化合物、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體干燥后,直接純化或者硫化/和氧化后再純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料;其中鄰二溴芳基化合物為鄰二溴苯或2,3-二溴萘。
上述的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的應(yīng)用,是將其用于熱激發(fā)延遲熒光電致發(fā)光器件中。
利用基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料制備熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件的方法,按以下步驟實(shí)現(xiàn):
一、將經(jīng)過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1×10-6mbar,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的陽極導(dǎo)電層;
二、在陽極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoO3、厚度為5~30nm的空穴注入層;
三、在空穴注入層上蒸鍍材料為NPB(N,N′-二苯基-N,N′-(1-萘基)-1,1′-聯(lián)苯-4,4′-二胺)、厚度為40~70nm nm的空穴傳輸層;
四、在空穴傳輸層上蒸鍍材料為mCP(1,3-二-9-咔唑基苯)、厚度為5~20nm的電子阻擋層;
五、在電子阻擋層上繼續(xù)蒸鍍厚度為20~40nm的主體材料(基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料)和客體材料DMAC-DPS/4CzTPNPh(雙[4-(9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶)苯基]硫砜/2,3,5,6-四(3,6-二苯基-9-咔唑基)-對苯二腈、客體材料的摻雜濃度為5%~15%)的發(fā)光層;
六、在發(fā)光層上蒸鍍材料為DPEPO(二[2-((氧代)二苯基膦基)苯基]醚)、厚度為5~20nm的空穴阻擋層;
七、在空穴阻擋層上蒸鍍材料為Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲羅啉)、厚度為20~50nm的電子傳輸層;
八、在電子傳輸層上蒸鍍材料為LiF(氟化鋰)、厚度為1~30nm的電子注入層;
九、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al、厚度為100~200nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件。
本發(fā)明構(gòu)建了用于熱激發(fā)延遲熒光器件的基于膦雜芳基衍生物的主體材料,該材料是在芳基上引入磷原子以及進(jìn)一步硫化或/和氧化得到的穩(wěn)定的主體材料。選擇膦雜芳基衍生物作為主體材料,首先,作為含有膦原子-雜原子分子的材料,該主體分子具有較高的三線態(tài)能級,同時(shí)該類主體具有平面結(jié)構(gòu),P=O或P=S基團(tuán)具有極化分子的作用,提高了分子的電子注入傳輸能力,使得該類分子材料具有良好的載流子傳輸能力,另一方面,該類分子通過其上的磷原子、及進(jìn)一步修飾(氧化及硫化)調(diào)節(jié)了分子的幾何構(gòu)型,進(jìn)而達(dá)到抑制分子間的相互作用,抑制猝滅,使主體材料在具有良好的載流子傳輸能力同時(shí)還能有效抑制分子間的聚集。從而有效地提高了熱激發(fā)延遲熒光器件的效率。總之,本發(fā)明中膦雜芳基衍生物主體材料用于電致發(fā)光器件包含以下優(yōu)點(diǎn):
1、保持較高的三線態(tài)能級,保證能量從主體到客體的有效傳遞。
2、提高電致發(fā)光器件材料的載流子注入和傳輸能力,基于膦雜芳基衍生物主體材料制備的電致發(fā)光器件將啟亮電壓降低到2.5~2.8V,具有良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性,裂解溫度為290℃-398℃,同時(shí)提高了有機(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和亮度,本發(fā)明主要應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光二極管器件中。
附圖說明
圖1是實(shí)施例一合成的化合物DPDPA紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPA/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPA/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖2是實(shí)施例一合成的DPDPA的熱重分析譜圖;
圖3是實(shí)施例二合成的化合物DPDPSA紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPSA/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPSA/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖4是實(shí)施例二合成的DPDPSA的熱重分析譜圖;
圖5是實(shí)施例三合成的化合物DPDPS2A紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPS2A/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPS2A/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖6是實(shí)施例三合成的DPDPS2A的熱重分析譜圖;
圖7是實(shí)施例四合成的化合物DPDPSOA紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPSOA/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPSOA/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖8是實(shí)施例四合成的DPDPSOA的熱重分析譜圖;
圖9是實(shí)施例五合成的化合物DPDPO2A紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPO2A/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPO2A/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖10是實(shí)施例五合成的DPDPO2A的熱重分析譜圖;
圖11是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖12是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖13是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖14是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-功率效關(guān)系曲線,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖15是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖16是應(yīng)用實(shí)施例一的熱激發(fā)延遲熒光器件的電致發(fā)光光譜,其中用■表示DPDPA,用●表示DPDPSA,用▲表示DPDPS2A,用▼表示DPDPSOA,用◆表示DPDPO2A;
圖17是實(shí)施例六合成的化合物DPDPP紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPP/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPP/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖18是實(shí)施例六合成的DPDPP的熱重分析譜圖;
圖19是實(shí)施例七合成的化合物DPDPSP紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPSP/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPSP/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖20是實(shí)施例七合成的DPDPSP的熱重分析譜圖;
圖21是實(shí)施例八合成的化合物DPDPS2P紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPS2P/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPS2P/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖22是實(shí)施例八合成的DPDPS2P的熱重分析譜圖;
圖23是實(shí)施例九合成的化合物DPDPSOP紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPSOP/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPSOP/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖24是實(shí)施例九合成的DPDPSOP的熱重分析譜圖;
圖25是實(shí)施例十合成的化合物DPDPO2P紫外熒光光譜譜圖,其中用■曲線表示DPDPO2P/二氯甲烷的紫外吸收光譜圖,用□曲線表示DPDPO2P/二氯甲烷的熒光發(fā)射光譜圖;
圖26是實(shí)施例十合成的DPDPO2P的熱重分析譜圖;
圖27是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P;
圖28是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P;
圖29是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P;
圖30是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P;
圖31是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P;
圖32是應(yīng)用實(shí)施例二的熱激發(fā)延遲熒光器件的電致發(fā)光光譜,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的結(jié)構(gòu)式為記為DPDPA;或者記為DPDPSA;或者其中X=S或O,Y=S或O,當(dāng)X=Y(jié)=S時(shí)記為DPDPS2A;當(dāng)X=S,Y=O時(shí)記為DPDPSOA;當(dāng)X=Y(jié)=O時(shí)記為DPDPO2A;或者記為DPDPP;或者記為DPDPSP;或者其中X=S或O,Y=S或O,當(dāng)X=Y(jié)=S時(shí)記為DPDPS2P;當(dāng)X=S,Y=O時(shí)記為DPDPSOP;當(dāng)X=Y(jié)=O時(shí)記為DPDPO2P。
具體實(shí)施方式二:具體實(shí)施方式一所述的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的制備方法如下:
將鄰二溴芳基化合物、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體干燥后,直接純化或者硫化/和氧化后再純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料;其中鄰二溴芳基化合物為鄰二溴苯或2,3-二溴萘。
具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是所述的硫化過程是:向有機(jī)層液體中加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行反應(yīng)0.5~2小時(shí),完成硫化。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所述的氧化的過程是:向有機(jī)層液體中加入H2O2,在溫度為-5~20℃的條件下攪拌進(jìn)行反應(yīng)0.5~2小時(shí),完成氧化。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)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA的合成方法如下:將鄰二溴苯、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,以石油醚和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA;其中鄰二溴苯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml。
具體實(shí)施方式六:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA的合成方法如下:將鄰二溴苯、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)0.5~2小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA;其中鄰二溴苯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):2。
具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2A的合成方法如下:將鄰二溴苯、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1~2小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA;其中鄰二溴苯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):1。
具體實(shí)施方式八:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA的合成方法如下:將鄰二溴苯、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1~2小時(shí);再加入H2O2,在溫度為-5~20℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)0.5~2小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA;其中鄰二溴苯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):2;加入的H2O2與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比(10~15):1。
具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2A的合成方法如下:將鄰二溴苯、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層加入H2O2,在溫度為-5~20℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)0.5~2小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2A;其中鄰二溴苯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的H2O2與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比(20~25):1。
具體實(shí)施方式十:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPP的合成方法如下:將2,3-二溴萘、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,以石油醚和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到DPDPP;其中2,3-二溴萘的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml。
具體實(shí)施方式十一:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP的合成方法如下:將2,3-二溴萘、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)0.5~2小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP;其中2,3-二溴萘的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):2。
具體實(shí)施方式十二:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2P的合成方法如下:將2,3-二溴萘、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1~2小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2P;其中2,3-二溴萘的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):1。
具體實(shí)施方式十三:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOP的合成方法如下:將2,3-二溴萘、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入硫粉,在溫度為15~30℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)0.5~2小時(shí);再加入H2O2,在溫度為-5~20℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)0.5~2小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOP;其中2,3-二溴萘的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的硫粉的物質(zhì)量的量與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比為(0.5~0.75):2;加入的H2O2與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比(10~15):1。
具體實(shí)施方式十四:本實(shí)施方式的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P的合成方法如下:將2,3-二溴萘、苯基二氯化膦、正丁基鋰按摩爾比為1:(1~1.5):(2~4)的比例加入到四氫呋喃(THF)中,在溫度為-60~-85℃的條件下反應(yīng)1~3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,加入H2O2,在溫度為-5~20℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)0.5~2小時(shí);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P;其中2,3-二溴萘的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積的比為1mmol:(10~25)ml;加入的H2O2與苯基二氯化膦的物質(zhì)的量的比(20~25):1。
具體實(shí)施方式十五:具體實(shí)施方式一所述的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料的應(yīng)用,是將其用于熱激發(fā)延遲熒光電致發(fā)光器件中。
具體實(shí)施方式十六:利用基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料制備熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件的方法,按以下步驟實(shí)現(xiàn):
一、將經(jīng)過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1×10-6mbar,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的陽極導(dǎo)電層;
二、在陽極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoO3、厚度為5~30nm的空穴注入層;
三、在空穴注入層上蒸鍍材料為NPB(N,N′-二苯基-N,N′-(1-萘基)-1,1′-聯(lián)苯-4,4′-二胺)、厚度為40~70nm nm的空穴傳輸層;
四、在空穴傳輸層上蒸鍍材料為mCP(1,3-二-9-咔唑基苯)、厚度為5~20nm的電子阻擋層;
五、在電子阻擋層上繼續(xù)蒸鍍厚度為20~40nm的主體材料(基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料)和客體材料DMAC-DPS/4CzTPNPh(雙[4-(9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶)苯基]硫砜/2,3,5,6-四(3,6-二苯基-9-咔唑基)-對苯二腈,客體材料的摻雜濃度為5%~15%)的發(fā)光層;
六、在發(fā)光層上蒸鍍材料為DPEPO(二[2-((氧代)二苯基膦基)苯基]醚)、厚度為5~20nm的空穴阻擋層;
七、在空穴阻擋層上蒸鍍材料為Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲羅啉)、厚度為20~50nm的電子傳輸層;
八、在電子傳輸層上蒸鍍材料為LiF(氟化鋰)、厚度為1~30nm的電子注入層;
九、在電子注入層上蒸鍍材料為金屬Al、厚度為100~200nm的陰極導(dǎo)電層,封裝,得到熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件。
用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
實(shí)施例一:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
一、將1mmol鄰二溴苯、1mmol的苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰加入到盛有20ml的THF的50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃條件下攪拌2小時(shí)后倒入水中,再用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,有機(jī)層液體用無水NaSO4干燥后,減壓蒸餾除去二氯甲烷溶劑,再以石油醚與二氯甲烷的體積比6:1的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到DPDPA。
本實(shí)施例制備的DPDPA,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:368.09(100.0%),369.09(26.2%),370.10(3.3%);GC-MS:m/z(%):368(100)[M+];Elemental Analysis of C24H18P2:C,78.26;H,4.93。從而可知DPDPA的結(jié)構(gòu)式為:
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA的紫外熒光光譜譜圖如圖1所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA的熱重分析譜圖如圖2所示,由圖2可知DPDPA的裂解溫度達(dá)290℃。
實(shí)施例二:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
一、將1mmol鄰二溴苯、1.2mmol的苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰加入到裝有20ml的THF的50ml的三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃下攪拌2小時(shí)后倒入水中,再用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,向有機(jī)層液體中加入0.3mmol硫粉,在20℃條件下攪拌0.5小時(shí)進(jìn)行硫化,抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA。
本實(shí)施例制備的DPDPSA,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:400.06(100.0%),401.06(26.8%),402.06(4.7%),402.07(3.3%),403.06(1.2%);GC-MS:m/z(%):400(100)[M+];Elemental Analysis of C24H18P2S:C,71.99;H,4.53;S,8.01。從而可知,DPDPSA的結(jié)構(gòu)式為
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA的紫外熒光光譜譜圖如圖3所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSA的熱重分析譜圖如圖4所示,由圖4可知DPDPSA的裂解溫度達(dá)324℃。
實(shí)施例三:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2A的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
一、將1mmol鄰二溴苯、1.2mmol的苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰和20ml的THF混合于50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃下攪拌3小時(shí)后倒入水中,再用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入0.6mmol硫粉,在溫度為20℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2A。
本實(shí)施例制備的DPDPS2A,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:432.03(100.0%),433.04(26.2%),434.03(9.0%),434.04(3.7%),435.03(2.4%),433.03(1.6%);GC-MS:m/z(%):432(100)[M+];Elemental Analysis of C24H18P2S2:C,66.65;H,4.20;S,14.83。從而可知,DPDPS2A的結(jié)構(gòu)式為
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2A的紫外熒光光譜譜圖如圖5所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2A的熱重分析譜圖如圖6所示,由圖6可知DPDPS2A的裂解溫度達(dá)332℃。
實(shí)施例四:本實(shí)施例基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
將1mmol鄰二溴苯、1.2mmol的苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰和20ml的THF混合于50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃下攪拌1~3小時(shí)后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入0.35mmol硫粉,在溫度為20℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1小時(shí);再加入12mmolH2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)1小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA;
本實(shí)施例制備的DPDPSOA,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:416.06(100.0%),417.06(26.2%),418.05(4.5%),418.06(3.7%),419.05(1.2%);GC-MS:m/z(%):416(100)[M+];Elemental Analysis of C24H18OP2S:C,69.22;H,4.36;O,3.84;S,7.70。從而可知,本實(shí)施例制備的DPDPSOA的結(jié)構(gòu)式為:
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA的紫外熒光光譜譜圖如圖7所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOA的熱重分析譜圖如圖8所示,由圖8可知本實(shí)施例的DPDPSOA的裂解溫度達(dá)341℃。
實(shí)施例五:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2A的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
一、將1mmol鄰二溴苯、1.2mmol的苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰和20ml的THF混合于50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃下攪拌3小時(shí)后倒入水中,再用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入25mmol的H2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)1小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,以乙醇和二氯甲烷體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑柱層析純化,得到DPDPO2A。
本實(shí)施例制備的DPDPO2A,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:400.08(100.0%),401.08(26.2%),402.08(3.6%);GC-MS:m/z(%):400(100)[M+];Elemental Analysis of C24H18O2P2:C,72.00;H,4.53;O,7.99。從而可知DPDPO2A的結(jié)構(gòu)式為:
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2A的紫外熒光光譜譜圖如圖9所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2A的熱重分析譜圖如圖10所示,由圖10可知DPDPO2A的裂解溫度達(dá)372℃。
應(yīng)用實(shí)施例一:將實(shí)施例一至五制備的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPA、DPDPSA、DPDPS2A、DPDPSOA、DPDPO2A分別用于制備電致發(fā)光器件,具體按以下步驟進(jìn)行:
一、將經(jīng)過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1×10-6mbar,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的陽極導(dǎo)電層;
二、在陽極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoO3,厚度為20nm的空穴注入層;
三、在空穴注入層上蒸鍍材料為NPB,厚度為50nm的空穴傳輸層;
四、在空穴傳輸層上蒸鍍材料為mCP,厚度為10nm的電子阻擋層;
五、在電子阻擋層上繼續(xù)蒸鍍厚度為30nm的主體材料(基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料)和客體材料DMAC-DPS(客體材料的摻雜濃度為14%)的發(fā)光層;
六、在發(fā)光層上蒸鍍材料為DPEPO,厚度為15nm的空穴阻擋層;
七、在空穴阻擋層上蒸鍍材料為Bphen,厚度為40nm的電子傳輸層;
八、在電子傳輸層上蒸鍍材料為LiF,厚度為20nm的電子注入層;
九、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,得到熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件。
本應(yīng)用實(shí)施例制備的電致發(fā)光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖11所示。其中的■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A。從圖11可以看出,隨著電壓的升高,器件的電流密度都呈現(xiàn)出升高的趨勢。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖12所示,其中的■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A。由此圖可知以DPDPA制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.6V,以DPDPSA制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.8V,以DPDPS2A制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.6V,以DPDPSOA制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.7V,以DPDPO2A制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.8V。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖13所示,其中的■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A。從圖中可以看出,由此圖可知以DPDPA制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為33.2cd·A-1,以DPDPSA制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為33.8cd·A-1,以DPDPS2A制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為17.0cd·A-1,以DPDPSOA制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為21.1cd·A-1,以DPDPO2A制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為33.0cd·A-1。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖14所示,其中■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A,由此圖可知以DPDPA制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為38.6lm·W-1,以DPDPSA制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為39.4lm·W-1,以DPDPS2A制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為19.1lm·W-1,以DPDPSOA制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為24.5lm·W-1,以DPDPO2A制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為38.4lm·W-1。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖15所示,其中■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A,由此圖可知以DPDPA制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率17.5%,以DPDPSA制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率17.8%,以DPDPS2A制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率8.9%,以DPDPSOA制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率11.1%,以DPDPO2A制備的電致發(fā)光器件的的最大外量子效率17.4%。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光光譜圖如圖16所示,其中■表示DPDPA,●表示DPDPSA,▲表示DPDPS2A,▼表示DPDPSOA,◆表示DPDPO2A,由此圖可知以DPDPA制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰均在480nm處。
實(shí)施例六:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPP的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):
將1mmol 2,3-二溴萘、1~2mmol的苯基二氯化膦、2~3mmol正丁基鋰和10~25ml的THF混合于,在氬氣保護(hù)下-78℃下攪拌1~3小時(shí)后倒入水中,再用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,無水NaSO4干燥后,減壓蒸餾除去溶劑,以石油醚和二氯甲烷的體積比6:1的混合溶劑為淋洗劑柱層析純化,得到DPDPP。
本實(shí)施例制備的DPDPP,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:468.12(100.0%),469.12(34.6%),470.13(5.9%);GC-MS:m/z(%):468(100)[M+];Elemental Analysis of C32H22P2:C,82.04;H,4.73。從而可知DPDPP的結(jié)構(gòu)式為:
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPP的紫外熒光光譜譜圖如圖17所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPP的熱重分析譜圖如圖18所示,由圖可知本實(shí)施例的DPDPP的裂解溫度達(dá)309℃。
實(shí)施例七:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP的合成方法按下列步驟進(jìn)行:
將1mmol 2,3-二溴萘、1.2mmol苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰按加入到裝有25ml四氫呋喃(THF)的50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃的條件下反應(yīng)3小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入0.35mmol硫粉,在溫度為20℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP。
本實(shí)施例制備的DPDPSP,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:500.09(100.0%),501.10(34.9%),502.10(5.9%),502.09(4.8%),503.09(1.6%);GC-MS:m/z(%):500(100)[M+];Elemental Analysis of C32H22P2S:C,76.79;H,4.43;S,6.41。從而可知DPDPSP的結(jié)構(gòu)式為
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP的紫外熒光光譜譜圖如圖19所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSP的熱重分析譜圖如圖20所示,由圖可知DPDPSP的裂解溫度達(dá)359℃。
實(shí)施例八:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2P的合成方法,按下列步驟實(shí)現(xiàn):
將1mmol 2,3-二溴萘、1.2mmol苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰加入到裝有25ml的四氫呋喃(THF)的50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃的條件下反應(yīng)2小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入0.7mmol硫粉,在溫度為22℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1.2小時(shí),抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2P;
本實(shí)施例制備的DPDPS2P,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:532.06(100.0%),533.07(34.9%),534.06(9.0%),534.07(6.4%),535.06(3.2%),533.06(1.6%);GC-MS:m/z(%):532(100)[M+];Elemental Analysis of C32H22P2S2:C,72.16;H,4.16;S,12.04。從而可知DPDPS2P的結(jié)構(gòu)式為
本實(shí)施例得到的DPDPS2P的紫外熒光光譜譜圖如圖21所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPS2P的熱重分析譜圖如圖22所示,由圖可知本實(shí)施例的DPDPS2P的裂解溫度達(dá)365℃。
實(shí)施例九:本實(shí)施例基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光器件的主體材料DPDPSOP的合成方法按下列步驟實(shí)現(xiàn):
將1mmol 2,3-二溴萘、1.2mmol苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰加入到裝有25ml的四氫呋喃(THF)的50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃的條件下反應(yīng)2小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,把有機(jī)層液體用無水硫酸鈉干燥后,加入0.35mmol硫粉,在溫度為22℃的條件下攪拌進(jìn)行硫化反應(yīng)1.2小時(shí);再加入15mmol H2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)1小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOP;
本實(shí)施例制備的DPDPSOP,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:516.09(100.0%),517.09(35.7%),518.09(6.3%),518.08(4.5%),519.09(1.7%);GC-MS:m/z(%):516(100)[M+];Elemental Analysis of C32H22OP2S:C,74.41;H,4.29;O,3.10;S,6.21。從而可知DPDPSOP的結(jié)構(gòu)式為:
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOP的紫外熒光光譜譜圖如圖23所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPSOP的熱重分析譜圖如圖24所示,由圖可知本實(shí)施例的DPDPSOP的裂解溫度達(dá)373℃。
實(shí)施例十:本實(shí)施例的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P按下列步驟實(shí)現(xiàn):
將1mmol 2,3-二溴萘、1.2mmol苯基二氯化膦、2mmol正丁基鋰加入到裝有25ml的四氫呋喃(THF)的50ml三頸圓底燒瓶中,在氬氣保護(hù)下,在溫度為-78℃的條件下反應(yīng)2小時(shí),然后倒入水中,用二氯甲烷萃取,得到有機(jī)層,加入30mmol H2O2,在溫度為0℃的條件下攪拌進(jìn)行氧化反應(yīng)1小時(shí);用亞硫酸氫鈉溶液和水分別洗滌,二氯甲烷萃取,無水硫酸鈉干燥后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除二氯甲烷溶劑,再以乙醇和二氯甲烷的體積比1:20的混合溶劑為淋洗劑,進(jìn)行柱層析純化,得到基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P;
本實(shí)施例制備的DPDPO2P,質(zhì)譜儀測得數(shù)據(jù)為:m/z:500.11(100.0%),501.11(34.7%),502.12(5.9%);GC-MS:m/z(%):500(100)[M+];Elemental Analysis of C32H22O2P2:C,76.80;H,4.43;O,6.39。從而可知DPDPO2P的結(jié)構(gòu)式為
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P的紫外熒光光譜譜圖如圖25所示。
本實(shí)施例得到的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPO2P熱重分析譜圖如圖26所示,由圖可知本實(shí)施例的DPDPO2P的裂解溫度達(dá)398℃。
應(yīng)用實(shí)施例二:將實(shí)施例六至十制備的基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料DPDPP、DPDPSP、DPDPS2P、DPDPSOP、DPDPO2P分別用于制備電致發(fā)光器件,具體按以下步驟進(jìn)行:
一、將經(jīng)過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1×10-6mbar,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的陽極導(dǎo)電層;
二、在陽極導(dǎo)電層上蒸鍍材料為MoO3,厚度為20nm的空穴注入層;
三、在空穴注入層上蒸鍍材料為NPB,厚度為50nm的空穴傳輸層;
四、在空穴傳輸層上蒸鍍材料為mCP,厚度為10nm的電子阻擋層;
五、在電子阻擋層上繼續(xù)蒸鍍厚度為30nm的主體材料(基于膦雜芳基衍生物的熱激發(fā)延遲熒光主體材料)和客體材料4CzTPNPh(客體材料的摻雜濃度為14%)的發(fā)光層;
六、在發(fā)光層上蒸鍍材料為DPEPO,厚度為15nm的空穴阻擋層;
七、在空穴阻擋層上蒸鍍材料為Bphen,厚度為40nm的電子傳輸層;
八、在電子傳輸層上蒸鍍材料為LiF,厚度為20nm的電子注入層;
九、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,得到熱激發(fā)延遲熒光(TADF)電致發(fā)光器件。
本應(yīng)用實(shí)施例制備的電致發(fā)光器件的電壓-電流密度關(guān)系曲線如圖27所示。其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。從圖27可以看出,隨著電壓的升高,器件的電流密度都呈現(xiàn)出升高的趨勢。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的電壓-亮度關(guān)系曲線如圖28所示,其中的其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。由此圖可知以DPDPP制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.7V,以DPDPSP制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為4.5V,以DPDPS2P制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.7V,以DPDPSOP制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.8V,以DPDPO2P制備的電致發(fā)光器件的啟亮電壓為2.8V。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-電流效率關(guān)系曲線如圖29所示,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。從圖中可以看出,以DPDPP制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為34.3cd·A-1,以DPDPSP制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為1.7cd·A-1,以DPDPS2P制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為17.0cd·A-1,以DPDPSOP制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為26.5cd·A-1,以DPDPO2P制備的電致發(fā)光器件的電流效率達(dá)到最大值為23.0cd·A-1。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-功率效率關(guān)系曲線如圖30所示,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。由此圖可知以DPDPP制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為39.91lm·W-1,以DPDPSP制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為3.91lm·W-1,以DPDPS2P制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為18.4lm·W-1,以DPDPSOP制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為30.81lm·W-1,以DPDPO2P制備的電致發(fā)光器件的功率效率達(dá)到最大值為19.5lm·W-1。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的亮度-外量子效率關(guān)系曲線如圖31所示,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P。由此圖可知以DPDPP制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率18.1%,以DPDPSP制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率1.9%,以DPDPS2P制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率9.0%,以DPDPSOP制備的電致發(fā)光器件的最大外量子效率14%,以DPDPO2P制備的電致發(fā)光器件的的最大外量子效率12.1%。
本應(yīng)用實(shí)施例的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光光譜圖如圖32所示,其中用□表示DPDPP,用○表示DPDPSP,用△表示DPDPS2P,用▽表示DPDPSOP,用◇表示DPDPO2P,由此圖可知以DPDPP制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰在610nm處,以DPDPSP制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰在613nm處,以DPDPS2P制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰在613nm處,以DPDPSOP制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰在615nm處,以DPDPO2P制備的電致發(fā)光器件的電致發(fā)光峰在618nm處。