本发明属于有机电致发光器件，具体涉及一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、对于有机电致发光(electroluminescence,el)的研究，早在二十世纪五十年代就已经开始了，但遗憾的是并未引起多数研究者的关注。1963年，美国科学家pope等人首次利用单晶蒽制备了有机电致发光器件，并且观察到了蒽的蓝色电致发光。但是，由于单晶生长过于困难，并且其使用的400v的驱动电压过高，以至于几乎无法将其运用于实际的生活与生产中。1987年，tang等人通过真空蒸镀的方法，首次制备了有机电致发光二极管，该双层的器件结构的特色之处在于拥有10v以下的启亮电压的同时，还能拥有突破1000cd/m2的亮度。此次发现使得有机电致发光材料及器件具有了实质性的突破，能将此项研究真正应用于实际生活中，从此大大推动了有机电致发光材料及器件的研究。有机电致发光二极管(organic light-emitting diode,oled)由于具有高色彩对比度、宽视角、柔性、快速响应和低功耗等诸多优异性能，引起了人们的广泛关注，并在全彩显示和固态照明光源的应用中取得了巨大的进步。
2、芘是一类具有良好发光性能的功能有机荧光分子，具有高效深蓝色发射和高量子产率、高电子迁移率和空穴注入等特性，所以，以芘基为核心来开发一种对于色纯度、发光效率、使用寿命等有高要求的蓝色荧光材料有着至关重要的意义。
3、芘因其优异的光物理性质可被用于开发高效蓝色发光材料，因此，近年来基于芘的高效蓝光材料的设计开发也是研究者们关注的重点之一。研究表明在稠环芳烃引入电子供体(d单元)作为侧基可以增强分子的空穴传输能力，调控分子的电子结构、堆积模式、偶极以及光物理性质。通过对空穴传输能力的增强以及避免二聚体产生，其用作客体材料制备oled器件中有助于表现出良好的光谱以及良好的外量子效率(eqe)。
4、oled掺杂材料的偶极特性也是研究者们关注的重点，一方面，偶极掺杂材料会对载流子是否平衡传输有一定的影响，另一方面，偶极掺杂材料的光物理性质对oled器件的性能起着决定性的作用，如器件的发光颜色、发光效率以及器件的稳定性等。掺杂材料静态偶极距是分子内动态ict的引发剂，许多分子独特有趣的光物理性质可通过调控分子的ict实现，基于电子给体-受体(d-π-a)型偶极分子在构建发射波长可调控的发光材料方面发挥着重要作用。
5、中国授权发明专利cn111333483b通过在芘的活性1,3-位引入中性富π电子的苯基来拓展分子的π共轭度，在芘核的k区5,9-位引入不同具有吸电子特性或供电子特性的大的二芳胺基团来改变分子的共轭形态、分子内电荷转移路径(ict)，有效抑制了分子间的π-π堆积，从而获得了高性能芘类蓝色有机荧光材料。此外，申请人团队在前期研究中还使用中性苯环(a单元)对芘核的1,3-位点取代，在5,9-位点处引入二苯胺(d单元)，得到了一系列偶极d-π-a型蓝色有机荧光材料。基于该类材料的蓝色oled器件在发光亮度为1000cd/m2条件下，lt95达到了534h的长寿命(xie,fuli；yang,xilin；jin,pengcheng；wang,xiao-tian；ran,huijuan；zhang,hailu；sun,huaming；su,shi-jian；hu,jian-yong.achievingsimultaneously ultrahigh brightness,extremely low efficiency roll-off andultralong lifetime of blue fluorescent oleds by using donor-acceptor-type 5,9-diarylamine functionalized pyrenes[j].adv.optical mater.2023,11(4),2202490.)。但是这些报道的材料均不能完全有效抑制分子间的π-π堆积，从而导致了二聚体的产生，使有机电致发光器件存在外量子效率低、寿命短等问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料及其制备方法和应用，用以解决有机电致发光器件外量子效率低、寿命短的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明的第一个方面，公开了一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，该化合物具有式(i)所示的结构：
4、
5、式ⅰ中，ar1、ar2和ar3相同或不相同，各自独立选自含取代基或不含取代基的芳基或稠环芳基。
6、优选地，ar1为能够增强供电子能力的基团。
7、本发明的第二个方面，公开了上述一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料的制备方法，在氮气保护下，将中间体5、式ⅱ化合物、催化剂和叔丁醇钠溶解，然后加入催化剂配体，油浴加热升温至回流，冷却，洗脱、纯化，得到偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料；
8、其中，中间体5的结构式如下：
9、
10、式ⅱ化合物的结构式如下：
11、
12、其中，ar2和ar3各自独立选自含取代基或不含取代基的芳基或稠环芳基。
13、优选地，中间体5、式ⅱ化合物、催化剂、叔丁醇钠和催化剂配体的摩尔比为150:600:13:950:20。
14、本发明的第三个方面，公开了上述一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料在制备有机电致发光器件中的应用。
15、本发明的第四个方面，公开了上述一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机电致发光器件，包括上述偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料。
16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17、本发明提供的一种偶极d-π-d′型芘类蓝色有机荧光材料，通过在芘的活性1,3-位引入不同一个或多个、相同或不同的给电子能力的取代基所构成的基团ar1(d)，增强1,3-位取代基的供电子能力，减弱分子ict效应，并利用ar1基团优化分子的构型，使得光谱蓝移以及所制备的器件性能提升。但是对于核心基团芘而言，仅在1,3-位苯环上引入不同一个或多个、相同或不同的给电子能力的取代基所构成的基团ar1(d)，不能完全有效地抑制分子间的π-π堆叠，会导致二聚体的产生(acq)。为了消除这种现象，利用芘核5,9-位取代基的优势，在芘核的5,9-位引入带有不同一个或多个、相同或不同的给/吸电子能力的取代基所构成的供电子芳胺基团ar2/ar3(d′)来消除acq的不利因素。通过在芘核的节点7-位引入叔丁基，以及在活性1,3-位引入供电子基团ar1(d)和k区5,9-位引入供电子二芳胺基团(d′)所构建的偶极d-π-d′型芘类蓝色有机荧光材料，能够有效地抑制材料分子间的π-π堆叠相互作用，提高材料分子的荧光量子效率，提升材料分子的偶极取向。因此，该类偶极d-π-d′型芘类蓝色有机荧光材料具有良好的热稳定性，高的荧光量子产率，将其作为掺杂发光材料应用在蓝色oled器件中，所制备的器件具有高的外量子效率、超高亮度、极低效率滚降、良好的色纯度以及长寿命等一系列优点。
1.一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，其特征在于，该化合物具有式(i)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，其特征在于，ar1为能够增强供电子能力的基团。
3.根据权利要求2所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，其特征在于，ar1独立选自以下基团：
4.根据权利要求1所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，其特征在于，ar2、n和ar3形成的基团如下所示：
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料，其特征在于，代表性化合物选自如下化合物：
6.权利要求1～5任意一项所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料的制备方法，其特征在于，在氮气保护下，将中间体5、式ⅱ化合物、催化剂和叔丁醇钠溶解，然后加入催化剂配体，油浴加热升温至回流，冷却，洗脱、纯化，得到偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料；
7.权利要求1～5任意一项所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料在制备有机电致发光器件中的应用。
8.一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机电致发光器件，其特征在于，包括权利要求1～5任意一项所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料。
9.根据权利要求8所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机电致发光器件，其特征在于，由衬底(1)、阳极层(2)、空穴注入层(3)、空穴传输层(4)、发光层(5)、电子注入层(6)、缓冲层(7)和金属阴极(8)按顺序连接组成，所述发光层(5)包括9-(1-萘基)-10-(2-萘基)蒽和权利要求1～5任意一项所述的偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料。
10.根据权利要求9所述的一种偶极d-π-d'型芘类蓝色有机电致发光器件，其特征在于，以质量百分比计，发光层(5)中，包括95％～97％的9-(1-萘基)-10-(2-萘基)蒽和3％～5％的权利要求1～5任意一项所述的偶极d-π-d'型芘类蓝色有机荧光材料。
