电子传输材料、其制备方法及包括该电子传输材料的有机电致发光器件技术

本发明专利技术涉及一种电子传输材料、其制备方法以及包括该电子传输材料的有机电致发光器件，该材料由下述式Ⅰ所示，其中R为氢基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为6～20的芳基和碳原子数为10～60的多环芳基中的一种，Ar1、Ar2各自独立地为含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少一种且碳原子数为6～20的芳族杂环基、碳原子数为10～20的稠环芳烃基以及碳原子数为6～20的芳胺基中的一种。本发明专利技术通过苯并喹啉为原料，经溴代、偶联、溴代、胺化、胺解、偶联反应、环化反应制备获得该材料。该材料具有较高的玻璃化温度，易形成良好的无定形薄膜，能够用于有机电致发光器件中。式Ⅰ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机光电材料
，尤其涉及一种电子传输材料、其制备方法及包括该电子传输材料的有机电致发光器件。
技术介绍
有机电致发光(OrganicLightEmissionDiodes，简称为OLED)器件技术既可以用来制造显示产品，也可以用于制作照明产品，从而有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。构成OLED器件的OLED光电功能材料膜层至少包括两层以上结构，产业上应用的OLED器件，则包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层等多种膜层，也就是说应用于制备OLED器件的光电功能材料可包含空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料以及电子注入材料等，由此，光电功能材料的类型和搭配形式具备了丰富性和多样性的特点。此外，对于搭配具有不同结构的OLED器件而言，对各自所使用的光电功能材料具有较强的选择性，而相同的材料在不同结构的OLED器件中的性能表现也可能完全迥异。因此，针对当前OLED器件的产业应用要求，OLED器件会包含不同的功能膜层以及OLED器件的光电特性需求，需要选择适合，并具有高性能的OLED功能材料或材料组合，才能实现OLED器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。就当前OLED器件显示照明产业的实际需求而言，目前OLED光电功能材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，开发更高性能的有机光电功能材料显得尤为重要。叔胺类化合物作为较好的空穴传输材料，在OLED器件中有较多应用，苯并喹啉作为较好的电子传输材料也有较多报道。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：通过在以二喹啉并咔唑的母体上引入不同的修饰基团，使得最终得到的材料不仅具有较大的平面结构，利于电子传输，而且加大了分子空间构型，使其具有较高的玻璃化温度，容易形成良好的无定形薄膜，因此能够作为电子传输材料使用，从而完成本申请。下面通过对本专利技术进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本专利技术的目的在于提供一种电子传输材料，由下述式Ⅰ所示。在上述式Ⅰ中，R选自氢基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为6～20的芳基和碳原子数为10～60的多环芳基中的一种，Ar1、Ar2各自独立地选自含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少一种且碳原子数为6～20的芳族杂环基、碳原子数为10～20的稠环芳烃基以及碳原子数为6～20的芳胺基中的一种。其中，Ar1和Ar2可为相同的基团，也可为不同的基团。在上述式Ⅰ中，取代基R、Ar1和Ar2如下所述。碳原子数为1～12的烷基，链状烷基和环烷基均可，其中链状烷基又包括直链烷基和支链烷基，此外，链状烷基上的氢也可被环烷基所取代，同样的，位于环烷基上的氢也可被烷基取代。优选地，选择碳原子数为1～6的烷基，进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链烷基，碳原子数为5～6的环烷基。作为烷基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基。碳原子数为6～20的芳基，例如可举出苯基、芳烷基、至少含有一个苯基的芳基如联苯基等均可。优选地，选择碳原子数为6～12的芳基，更进一步优选地，选择碳原子数为6～9的芳基。作为芳基的实施，具体可以举出：苯基、苄基、联苯基、三苯甲基、对甲苯基、间乙苯基、邻乙苯基、3,5-二甲苯基、2,6-二异丙苯基、3,5-二正丙苯基、2,6-二正丁苯基、3,5-二异丁苯基、3,5-二叔丁苯基。碳原子数为10～60的多环芳基，例如萘基、蒽基、菲基等均可。优选地，选择碳原子数为10～20的多环芳基，进一步优选地，选择碳原子数为10～14的多环芳基，更进一步优选地，选择碳原子数为10～21的多环芳基。作为多环芳基的实施，具体可以举出：1-萘基、2-萘基。此外，还需要说明的是，R还可选择多环芳烃衍生物所形成的基团。碳原子数为6～20的芳族杂环基，可举出稠合杂环基、单环芳族杂环基和多环芳族杂环基等，其中稠合杂环基，可由单环芳族或非芳族杂环(杂环可以不同)缩合而得到。在所述芳族杂环基中，可以含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少一种原子，当含有上述杂原子时，杂原子的个数并不受到具体的限制，例如可为1个、2个、3个、4个、5个、6个或者7个，杂原子上还可以键合取代基例如烷基、芳基如苯基或者烯基，此外，单环芳族杂环基上的氢还可被其他基团例如芳基或者芳族杂环基所取代。优选地，选择碳原子数为10～20的芳族杂环基，进一步优选地，选择碳原子数为12～20的芳族杂环基。碳原子数为10～20的稠环芳烃基，可以举出萘基、蒽基、菲基等，其中在稠环芳基上还可以键合其他基团如烷基、芳基或者烯基。优选地，选择碳原子数为10～17的稠环芳基，进一步优选地，选择碳原子数为10～15的稠环芳烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为10～13的稠环芳烃基。碳原子数为6～20的芳胺基，可由例如氨(NH3)上的氢被芳基如苯基取代后形成，芳基的取代个数可为1个、2个或3个，其中所提及的芳基优选上述所提到的芳基，故此不再一一赘述。优选地，选择碳原子数为12～20的芳胺基，进一步优选地，选择碳原子数为12～18的芳胺基。作为Ar1和Ar2的实例，具体可以举出：通过实验结果表明，本专利技术所提供的电子传输材料通过在以二喹啉并咔唑的母体上引入不同的修饰基团，使得最终获得的材料不仅具有较大的平面结构，利于电子传输，而且加大了分子空间构型，使其具有较高的玻璃化温度，容易形成良好的无定形薄膜，从而使得上述式Ⅰ所示的化合物能够被应用在有机电致发光器件中。作为电子传输材料的实例，具体可以举出：本专利技术的另一目的在于提供一种本专利技术提供的电子传输材料的制备方法，包括以下七个步骤。步骤1)向浓硫酸中加入苯并喹啉，加料完毕后保温反应，然后降温，加入N-溴代丁二酰亚胺(简称为NBS)，保温反应后，获得含有中间体A的反应体系，其中中间体A如下式1所示。在上述步骤1)中，浓硫酸的添加量为使得浓硫酸与苯并喹啉的重量比为浓硫酸：苯并喹啉＝5～15:1，进一步，优选浓硫酸：苯并喹啉＝8～11:1；NBS的添加量为使得NBS与苯并喹啉的摩尔比为NBS：苯并喹啉＝0.8～1.1:1。在上述步骤1)中，优选在-10～0℃下加入苯并喹啉，在此过程中，体系放热；加料完毕后，在-10～0℃下保温反应，保温反应的时间优选为1～5小时，进一步，保温反应的时间优选为1～3小时。在上述步骤1)中，加入苯并喹啉保温反应后，优选将体系降温至-40～30℃后，加<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子传输材料，其特征在于，由下述式Ⅰ所示：其中，R选自氢基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为6～20的芳基和碳原子数为10～60的多环芳基中的一种，Ar1、Ar2各自独立地选自含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少一种且碳原子数为6～20的芳族杂环基、碳原子数为10～20的稠环芳烃基以及碳原子数为6～20的芳胺基中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种电子传输材料，其特征在于，由下述式Ⅰ所示：
其中，R选自氢基、碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为6～20的芳基和碳原子数为10
～60的多环芳基中的一种，Ar1、Ar2各自独立地选自含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少
一种且碳原子数为6～20的芳族杂环基、碳原子数为10～20的稠环芳烃基以及碳原子数为6
～20的芳胺基中的一种。
2.根据权利要求1所述的电子传输材料，其特征在于，
R选自碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为6～12的芳基和碳原子数为10～20的多环芳
基中的一种；
Ar1、Ar2各自独立地选自含有氮原子、氧原子和硫原子中的至少一种且碳原子数为10～
20的芳族杂环基、碳原子数为10～17的稠环芳烃基以及碳原子数为12～20的芳胺基中的一
种。
3.根据权利要求1所述的电子传输材料，其特征在于，
R选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基以及苄基中的一种；
Ar1、Ar2各自独立地选自下述基团中的一种：
4.一种权利要求1～3中任一项所述的电子传输材料的制备方法，其特征在于，包括以
下步骤：
(1)向浓硫酸中加入苯并喹啉，加料完毕后保温反应，然后降温，加入N-溴代丁二酰亚
胺，保温反应后，获得含有中间体A的反应体系，其中，中间体A如下述式1所示；
(2)将混合原料I或者混合原料Ⅱ加入水和四氢呋喃的混合溶液中后，在催化剂四三苯
基磷钯的作用下进行偶联反应，获得含有中间体B的反应体系，其中混合原料I包括中间体
A、碳酸钾和Ar1-B(OH)2，混合原料Ⅱ包括中间体A、碳酸钾和Ar2-B(OH)2，中间体B如下式2或
式3所示；
(3)将中间体B和N-溴代丁二酰亚胺加入乙腈中后，在催化剂醋酸钯的作用下反应，获
得含有中间体C的反应体系，其中中间体C如下述式4或式5所示；
(4)将中间体C与尿素加热至150～250℃下进行反应，获得含有中间体D的反应体系，其
中中间体D如下述式6或者式7所示；
(5)将中间体D和碘源加入到甲醇和四氢呋喃的混合溶剂中后，在催化剂碳酸钾的作用
下进行反应，获得含有中间体E的反应体系，其中，碘源为RCH2I，中间体E如下述式8或者式9
所示；
(6)将中间体E、中间体C和叔丁醇钠加入到二甲苯中后，在催化剂四三苯基磷钯的催化
作用下进行偶联反应，获得含有中间体F的反应体系，其中，中间体E和中间体C中的任意一
者含有取代基Ar1，另一者含有取代基Ar2，中间体F如下述式10所示；
(7)将中间体F加入到溶剂特戊酸中后，在含有氧气的条件下以及在催化剂醋酸钯的作
用下进行反应，获得含有式Ⅰ所示的化合物的反应体系。
5.根据权利要求4所述的电子传输材料的制备方法，其特征在于，
在所述步骤(1)中，浓硫酸的添加量为使得浓硫酸与苯并喹啉的质量比为浓硫酸：苯并
喹啉＝5～15:1，N-溴代丁二酰亚胺的添加量为使得N-溴代丁二酰亚胺与苯并喹啉的摩尔
比为N-溴代丁二酰亚胺：苯并喹啉＝0.8～1.1:1；
在所述步骤(2)中，中间体A与Ar1-B(OH)2以及中间体A与Ar2-B(OH)2的摩尔比如下：中间
体A：Ar1-B(OH)2＝1：1，中间体A：Ar2-B(OH)2＝1：1，碳酸钾的添加量使得碳酸钾的重量为中
间体A的重量的1～3倍，催化剂四三苯基磷钯的添加量优选为中间体A的重量的3～5％；
在所述步骤(3)中，中间体B和N-溴代丁二酰亚胺的摩尔比为中间体B：N-溴代丁二酰亚
胺＝1:1，醋酸钯的添加量为中间体B的重量的0.3～1％；
在所述步骤(4)中，中间体C与尿素的重量比为中间体C：尿素＝3～5:1；
在所述步骤(5)中，中间体D与碘源的摩尔比为中间体D：碘源＝1:1，碳酸钾的添加量为
中间体D的重量的30～45％；
在所述步骤(6)中，中间体...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎，林存生，付文岗，孙盛源，张善国，雷桂平，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37