一种基于芳杂环并‑2‑S,S‑二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于芳杂环并‑2‑S,S‑二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物及其制备方法与应用。本发明专利技术通过Suzuki聚合反应得到所述的基于芳杂环并‑2‑S,S‑二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物。本发明专利技术基于芳杂环并‑2‑S,S‑二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物具有较好的溶解性，采用常见有机溶剂溶解后，再通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，制备得到发光二极管的发光层。基于该聚合物的发光层用于制备发光器件时不用退火处理，使得制备工艺更简单。

Based on an aromatic heterocyclic 2 S, S two oxygen two benzothiophene unit conjugated polymer and preparation method and application thereof

The invention discloses a method based on aromatic heterocyclic 2 S, S two oxygen two benzothiophene unit conjugated polymer and preparation method and application thereof. The present invention by Suzuki polymerization of the aromatic heterocyclic based on 2 S, conjugated polymer S two oxygen two benzothiophene unit. The BenQ in 2 aromatic heterocyclic S conjugated polymer S two oxygen two benzothiophene unit has better solubility, using common organic solvent, then through spin coating, ink jet printing or printing film, prepared by the light emitting layer of light emitting diode. When the light-emitting layer of the polymer is used for preparing the light-emitting device, the preparation process is simpler without annealing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物及其制备方法与应用
本专利技术属于有机光电
，具体涉及一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
在过去的三十年中，有机电子和光电子产业，包括有机/聚合物发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳能电池等领域得到了迅猛的发展，并逐渐实现产业化。有机电子产品具有价格低廉，体轻便携等优点。使其具有极大的市场潜力。因此开发具有市场吸引力的有机电子产品吸引了世界上众多研究机构和科研团队的关注，而在这其中，开发新型高效稳定的材料成为关键。但是，目前有机发光器件技术在发展过程中遇到了瓶颈问题，就是发光器件的发光效率和使用寿命达不到实用化要求，这大大限制了OLED技术的发展，针对这一个问题，各个研究机构都在进行探索性的研究。本专利技术所涉及到的芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元及其聚合物，因为具有较好的溶解性能，适用于溶液加工，以及较好的荧光量子产率，其发光器件不仅高效稳定，而且为更饱和蓝光，可以同时实现发光器件的发光效率和使用寿命的提高，可以满足全彩显示的要求。所以在有机电子显示领域有巨大的发展潜力和前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前聚合物发光二极管(PLED)面临的问题，提供一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物。该共轭聚合物具有共轭的主链结构，可用作发光材料，且具有较好的溶解性，较高的荧光量子产率，适合于溶液加工和喷墨打印，具有良好的发展前景，可以解决相关的有机电子器件稳定性及器件寿命的问题。本专利技术的目的还在于提供所述一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物的制备方法。本专利技术的目的还在于提供所述一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物在制备有机发光二极管的发光层中的应用。一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物，具有如下结构式：式中，Ar1为芳杂环基团；R1-R10均选自-H、-F、-Cl、-Br、-I、-D、-CN、-NO2、-CF3、碳原子数1～20的直链烷烃基、碳原子数1～20的烷烃醚基团、碳原子数1-10的烷烃硫醚基团、碳原子数1～20的支链烷烃基、碳原子数1～10的环烷烃基；0≤x≤1；聚合度n为1-300；Ar为电子传输单元或者空穴传输单元，Ar选自如下结构式中的任意一种：2，7-取代芴；3，6-取代芴；2，7-取代硅芴；3，6-取代硅芴；2，7-取代螺芴；3，6-取代螺芴；2，7-取代-9，9-二烷氧基苯基芴；3，6-取代-9，9-二烷氧基苯基芴；2，7-取代咔唑；3，6-取代咔唑；2，6-取代-二噻吩并噻咯；2，6-取代-二噻吩并环戊二烯；2，5-取代吡啶；2，6-取代吡啶；3，5-取代吡啶；3，5-双(4-取代-苯基)-4-基-1，2，4-三唑；3，5-双(4-取代-苯基)-1，2，4-噁二唑；4，7-双(5-取代-4-烷基噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑；4，7-双(5-取代-4-烷基噻吩基)2，1，3-苯并硒二唑；4，7-取代-5，6-烷基-2，1，3-苯并噻二唑；4，7-取代-5，6-烷基-2，1，3-苯并硒二唑；2，5-取代-3，4-二烷基噻吩；2，5-取代-3，4-二烷基硒吩；5，5-取代-4，4-二烷基-联噻吩；茚芴；吲哚咔唑；4，9-取代-6，7-烷基-萘并噻二唑；4，9-取代-6,7-烷基-萘并硒二唑；萘并茚芴；其中，R为H、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。进一步地，所述R1～R10碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数1～20的氨基、碳原子数1～20的烯基、碳原子数1～20的炔基、碳原子数1～10的芳烷基、碳原子数1～10的芳基或碳原子数1～10的杂芳基。制备所述的一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物的方法，包括如下步骤：在氩气氛围下，将芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单体与含Ar结构的硼酸酯单体通过Suzuki聚合反应后，再依次采用苯硼酸和溴苯进行封端反应，得到所述基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物。进一步地，所述芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单体与含Ar结构的硼酸酯单体的摩尔比为1:1。进一步地，所述芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单体与苯硼酸的摩尔比为1.1:1。进一步地，所述苯硼酸与溴苯的摩尔比为1:3.8。进一步地，所述Suzuki聚合反应的温度为80～100℃，时间为24～48小时。进一步地，所述苯硼酸和溴苯进行封端反应的温度为80～100℃，时间为12～24小时。所述的一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物应用于制备发光二极管的发光层，将基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物用有机溶剂溶解，再通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，得到发光二极管的发光层；基于该发光层的发光二极管应用于制备有机电子发光器件；所述有机电子发光器件至少包含阴极、阳极及位于阳极与阴极之间的功能层，所述功能层中至少包含一种所述的基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物。所述有机电子发光器件包括平板显示器、有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)、有机发光电池(OLEEC)、有机场效应管(OFET)、有机发光场效应管、有机激光和有机自旋电子器件的制备；制备的有机电子发光器件的发光波长在300～1000nm之间，优选为350～900nm之间，更优选为400～800nm之间。所述的有机电子发光器件应用于包括显示设备、照明设备、光源或传感器。进一步地，所述有机溶剂包括氯苯。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的共轭聚合物中，共轭的主链结构赋予聚合物具有丰富的光学和电学等性能，包括光致发光、电致发光、光伏效应、半导体特性、载流子传输特性等；在制备复杂多层光电器件时，可利用共轭聚合物的溶液加工特性，通过喷墨打印、丝网印刷、旋涂等溶液加工工艺制备聚合物光电器件；(2)本专利技术的基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物，由于具有较大的共轭长度，所以有较高的荧光量子产率，有利于提高材料的器件效率；(3)本专利技术的基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物，具有较好的溶解性，基于该聚合物的发光层在制备电致发光器件时不用退火处理，使得制备工艺更简单。附图说明图1为聚合物P1的热分析谱图；图2为聚合物P2在薄膜状态下的紫外-可见吸收光谱谱图；图3为聚合物P3在薄膜状态下的光致发光光谱图；图4为基于聚合物P4电致发光器件的电流密度-流明效率谱图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术做进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。具体实施例实施例11-溴-2-喹喔啉甲酸甲酯在氩气气氛下，将1-溴-2-喹喔啉甲酸(10g，39.83mmol)加入两口瓶中，再加入100mL甲醇，然后逐滴加入浓硫酸(39.06mg，398.29umol)，加热到110℃，反应18h。将反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥。溶液浓缩后，得到白色固体粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于芳杂环并‑2‑S,S‑二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物，其特征在于，具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种基于芳杂环并-2-S,S-二氧二苯并噻吩单元的共轭聚合物，其特征在于，具有如下结构式：式中，Ar1为芳杂环基团；R1-R10均选自-H、-F、-Cl、-Br、-I、-D、-CN、-NO2、-CF3、碳原子数1～20的直链烷烃基、碳原子数1～20的烷烃醚基团、碳原子数1-10的烷烃硫醚基团、碳原子数1～20的支链烷烃基、碳原子数1～10的环烷烃基；0≤x≤1；聚合度n为1-300；Ar为电子传输单元或者空穴传输单元，Ar选自如下结构式中的任一种：2，7-取代芴；3，6-取代芴；2，7-取代硅芴；3，6-取代硅芴；2，7-取代螺芴；3，6-取代螺芴；2，7-取代-9，9-二烷氧基苯基芴；3，6-取代-9，9-二烷氧基苯基芴；2，7-取代咔唑；3，6-取代咔唑；2，6-取代-二噻吩并噻咯；2，6-取代-二噻吩并环戊二烯；2，5-取代吡啶；2，6-取代吡啶；3，5-取代吡啶；3，5-双(4-取代-苯基)-4-基-1，2，4-三唑；3，5-双(4-取代-苯基)-1，2，4-噁二唑；4，7-双(5-取代-4-烷基噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑；4，7-双(5-取代-4-烷基噻吩基)2，1，3-苯并硒二唑；4，7-取代-5，6-烷基-2，1，3-苯并噻二唑；4，7-取代-5，6-烷基-2，1，3-苯并硒二唑；2，5-取代-3，4-二烷基噻吩；2，5-取代-3，4-二烷基硒吩；5，5-取代-4，4-二烷基-联噻吩；茚芴；吲哚咔唑；4，9-取代-6，7-烷基-萘并噻二唑；4，9-取代-6,7-烷基-萘并硒二唑；萘并茚芴；其中，R为H、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。2.根据权利要求1所述的一种基于芳杂环...

【专利技术属性】
技术研发人员：应磊，赵森，郭婷，杨伟，彭俊彪，曹镛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44