一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料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双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料及其制备方法与应用。双硫氧吲哚咔唑单元侧链含有两个硫氧单元，在保证其具有更好电子传输性能的同时，能够有效降低分子链内的共轭长度，从而提高蓝色发光的纯度，同时硫氧单元与空穴传输单元(咔唑)共轭，能够有效地降低给体(D)‑受体(A)效应造成的电子云分散。基于双硫氧吲哚咔唑的聚合物由于含有长的烷基链，因此聚合物具有较好的溶解性，适合进行溶液加工和印刷显示。本发明专利技术所制备的基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物可以用于有机发光二极管的发光层。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料及其制备方法与应用
本专利技术属于有机光电
，具体涉及一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料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(OLED/PLED)，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。目前有机发光器件技术在发展过程中面临着发光器件的发光效率和使用寿命达不到实用化要求的难题，限制了OLED技术的发展，针对这一问题，许多研究机构和科研院所都在进行探索性的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的通过如下技术方案实现。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，提供一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物。双硫氧吲哚咔唑单元侧链含有两个强的吸电子硫氧单元，具有更好电子传输性能，由于硫氧单元不直接参与聚合物主链的共轭，因此有效降低了分子链内的共轭长度，从而提高蓝色发光的纯度，同时硫氧单元与强的空穴传输单元(咔唑)共轭，能够有效地降低给体(D)-受体(A)效应导致的电子云分散。基于双硫氧吲哚咔唑的聚合物由于含有长的烷基链，能够有效增加该类材料的溶解性。本专利技术通过Suzuki聚合反应可获得所述的基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，所得的聚合物具有良好的溶解性，较高的荧光量子产率，适合于溶液加工和喷墨打印，基于该材料的发光层制备的发光器件不仅高效稳定，而且为更蓝的饱和蓝光，同时实现较高的发光器件的发光效率和使用寿命，满足全彩显示的要求，具有良好的发展前景。本专利技术的目的还在于提供所述基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光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基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物在发光二极管中的应用。本专利技术提供的一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，结构式如下所示：结构式中，R1为直链烷基、支链烷基、烷氧基、芳基、三苯胺中的一种，0≤x＜1，聚合度n为整数，n的取值范围为1-300。进一步地，所述直链烷基、支链烷基以及烷氧基的碳原子数为1-20。进一步地，结构式中Ar为如下物质中的任意一种：2，7-取代芴；3，6-取代芴；吲哚芴；2，7-取代硅芴；3，6-取代硅芴；吲哚硅芴；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；R为碳原子数为1-20的直链烷基、碳原子数为1-20的支链烷基、碳原子数为1-20的烷氧基、芳基或三苯胺中的一种。本专利技术提供的一种制备所述基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料的方法，包括如下步骤：(1)在氩气气氛下，将含R1的双硫氧吲哚咔唑单体与含Ar结构的硼酸酯单体通过Suzuki缩聚反应，得到缩聚反应产物；(2)依次采用苯硼酸和溴苯对步骤(1)得到的缩聚反应产物进行封端反应，得到所述基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料。进一步地，步骤(1)所述Suzuki聚合反应的温度在80-100℃，时间为24-48小时。进一步地，步骤(1)所述含R1的双硫氧吲哚咔唑单体与含Ar结构的硼酸酯单体的摩尔比为1：1。进一步地，步骤(2)采用苯硼酸或溴苯进行封端反应的温度均为80-100℃，时间均为12-24小时。本专利技术提供的所述一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料的应用，包括如下步骤：(1)将基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料溶解于有机溶剂中，得到溶液；(2)步骤(1)得到的溶液通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，得到发光二极管的发光层。进一步地，步骤(1)所述的有机溶剂为氯苯。进一步地，步骤(1)所述的溶液浓度为1wt％。进一步地，步骤(2)所述膜的厚度为80nm。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果：(1)本专利技术制备的基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物，由于有较大的共轭长度，所以有较高的荧光量子产率，有利于提高材料的器件效率。(2)本专利技术制备的基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物，由于吸电子双硫氧单元的引入，聚合物具有更好的电子传输性能，双硫氧单元位于侧链，能够有效保证主链合适的共轭长度；强的吸电子单元(硫氧单元)和强的给电子单元(咔唑单元)有效的共轭，能够降低电子给体-电子受体连接导致的电子云分散，从而增加抑制分子内电荷转移效应，提高发射蓝光的纯度和发光效率。(3)本专利技术制备的基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物，具有较好的溶解性，以其作为发光层在制备发光器件时不用退火处理，使得制备工艺更简单；发光器件不仅高效稳定，而且有更蓝的饱和蓝光，满足全彩显示的要求，所以在有机电子显示领域有较好的发展潜力和前景。附图说明图1为聚合物P1在薄膜状态下的光致发光光谱图；图2为聚合物P2在薄膜状态下的光致发光光谱图；图3为聚合物P1电致发光光谱图；图4为聚合物P2电致发光光谱图；图5为聚合物P1电致发光稳定性图；图6为聚合物P2电致发光稳定性图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此，需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。实施例12-溴硫芴的制备在氩气氛围下，将硫芴(20g，108.54mmol)加入到250ml两口瓶中，再加入100mL氯仿使之完全溶解，加入2或3粒碘单质，在避光的情况下，逐滴加入液溴(19.08g，119.40mmol)，反应液在冰浴下搅拌2小时，然后在室温下搅拌2小时，加入饱和的亚硫酸氢钠淬灭液溴，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，得到白色固体粗品，然后用氯仿重结晶，产率65％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，其化学反应方程式如下所示：实施例22-硼酸酯硫芴的制备在氩气气氛下，将2-溴硫芴(10g，45.6mmol)溶解于180mL精制的THF中，在-78℃下逐渐滴加1.6molL-1的正丁基锂(3.65g，57.00mmol)，反应2小时，然后加入2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，其特征在于，结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，其特征在于，结构式如下所示：结构式中，R1为直链烷基、支链烷基、烷氧基、芳基、三苯胺中的一种；x为摩尔分数，0≤x＜1；聚合度n为整数，n的取值范围为1-300。2.根据权利要求1所述的一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，其特征在于，所述直链烷基、支链烷基以及烷氧基的碳原子数为1-20。3.根据权利要求1所述的一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料，其特征在于，结构式中Ar为如下物质中的一种：R为碳原子数为1-20的直链烷基、碳原子数为1-20的支链烷基、碳原子数为1-20的烷氧基、芳基或三苯胺中的一种。4.一种制备权利要求1所述一种基于双硫氧吲哚咔唑单元的蓝光共轭聚合物发光材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在氩气气氛下，将含R1的双硫氧吲哚咔唑单体与含Ar结构的硼酸酯单体通过Suzuki缩聚反应，得到缩聚反应产物；(2)依次采用苯硼酸和溴苯对步骤(1)得到的缩聚反应产物进行封端反应，得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭婷，应磊，胡黎文，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