[发明专利]一类含有三芳基磷氧及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料及其合成方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及阴极缓冲层材料，具体涉及一类含有三芳基磷氧以及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料及其合成方法与应用。 

背景技术

高效的电子注入或收集对于实现高性能有机发光二极管、有机场效应晶体管和有机发光场效应晶体管以及有机光伏等光电器件至关重要。相对于低功函数金属钙、钡、镁等，使用环境稳定性高的金属或金属氧化物作为阴极材料，如Al、Ag、Au、ITO等，有利于有机光电器件制备和应用。然而后者具有较高的功函数，因此设计合成与它们匹配的阴极缓冲材料，提高电子注入或收集性能，显得尤为迫切。 

在早期的研究中，主要使用LiF、CsF等阴极界面材料，实现电子从铝金属阴极的电子注入或收集，但这些材料依赖真空蒸镀技术成膜。而全溶液加工光电器件为实现低成本、大面积、柔性有机光电器件提供了可能。因而，制备可溶液加工的阴极缓冲材料具有重要意义。 

磷氧基团的引入有利于提高分子的醇溶性、薄膜形貌稳定性以及电子注入性能。在此基础上，本发明公开的材料又引入吸电子的氮杂环，进一步提高电子注入、传输性能及空穴阻挡性能，从而简化有机电致发光器件结构并促进器件稳定性。除此之外，该阴极缓冲材料能够有效地协助电子从Al、Ag、Au、ITO等金属或金属氧化物电极的注入/传输或收集；由于可与锂离子、钾离子、铯离子、钙离子等作用，该类阴极缓冲层材料，可以与含有这些离子的无机盐或有机盐掺杂，形成掺杂或复合阴极缓冲层，改善器件性能。 

发明内容

本发明的目的在于针对已有的技术缺点，提供一类含有三芳基磷氧以及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料。 

一类含有三芳基磷氧以及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料，其特征在于具有如下化学结构式之一： 

其中，R₁从稠环芳基或取代稠环芳基中选择；R₂从芳香氮杂环或稠环氮杂环中选择；n=1–2。 

所述的一类含有三芳基磷氧以及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料，其特征在于所述R₁为如下结构单元的任一种： 

； 

其中，R₃～R₄₃为如下结构单元中的任一种： 

其中，R₄₄和R₄₅从碳数为1–18的烷基链或烷氧基链中选择或为如下结构单元的任一种： 

其中，R₄₆和R₄₇为碳数为1–18的烷基链； 

所述R₂为如下结构单元的任一种： 

其中，R₄₈～R₅₀从氢原子或从碳数为1–18的烷基链或烷氧基链中选择。 

所述一类含有三芳基磷氧以及氮杂环功能基团的醇溶性阴极缓冲层分子型材料的合成方法，其特征在于采用如下合成路线合成： 

其中，X为Br或I。 

所述的合成方法，其特征在于包括如下步骤： 

1)以氯化二苯基膦作为反应原料，通过正丁基锂–78℃反应引入到基团R₁上，得到未氧化的含溴的目标产物，其中，当R₁中含有R₃～R₄₃时，通过钯催化偶联反应引入芳基或稠环芳基；当R₁中含有R₄₄和R₄₅时，通过甲烷磺酸对芴酮进行催化引入芳基或稠环芳基，或通过氢氧化钾对芴进行催化引入碳数为1–18的烷基链或烷氧基链，其中，R₄₆和R₄₇通过氢氧化钾对酚羟基进行催化引入碳数为1–18的烷基链或烷氧基链； 

2)以步骤1）所得的未氧化的含溴的目标产物，通过双氧水的氧化作用，得到含有磷氧基团且含溴的已氧化的目标产物； 

3)以步骤2）所得的含溴的已氧化的目标产物，通过钯催化剂的作用，与双戊酰二硼反应，得到含硼酸酯的目标产物；