一种含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的嵌段共聚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含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料及其制备方法与应用。本发明专利技术在以含S,S‑二氧‑二苯噻吩的嵌段聚合物为激发态分子，通过与基态分子之间的偶极‑偶极作用，而使激发态分子将辐射跃迁直接传递给基态分子，使基态分子激发而发光，实现发光聚合物本身的载流子传输平衡，提高器件的发光效率。本发明专利技术所制备的聚合物可用于制作有机发光二极管的发光层。本发明专利技术制备的聚合物，合成方法简单，成膜性和薄膜形态稳定性好。

With a S, S two oxygen two benzene thiophene copolymer luminescent material and preparation method and application thereof

The invention discloses a containing S, S two oxygen two benzene thiophene copolymer luminescent material and preparation method and application thereof. The present invention in containing S, S two oxygen two benzene thiophene copolymer as the excited molecule, dipole dipole interaction between the and ground state, the excited molecules will pass directly to the radiation transition molecule, the molecule excitation and luminescence, light polymer carrier transport compound balance in itself, improve the luminous efficiency of the device. The polymer prepared by the invention can be used for preparing the luminescent layer of the organic light emitting diode. The polymer prepared by the invention has the advantages of simple synthesis method, good film forming property and good film form stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机光电
，具体涉及一种嵌段共聚物发光材料及其制备方法与应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)因具有视角宽、响应时间短、工艺过程简单、易于大面积制备等优点得到人们广泛的关注。OLED的研究始于20世纪50年代，直到1987年美国柯达公司的邓青云博士采用三明治器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下发光亮度可达到1000cdm-2，使OLED获得了跨时代的发展。OLED器件结构是单层或多层的有机薄膜沉积在两个电极之间，当两个电极之间施加电场的时候，电子由低功函数的阴极、空穴和高功函数的阳极分别注入并传输到有机发光材料中，电子和空穴在电场的驱动下迁移，最后相遇在发光层形成激子，激子在有机层中扩散并衰减而发光。在OLED的研究主要是提高发光效率，降低驱动电压，优化光色纯度，增强器件稳定性和寿命这几方面，其中材料本身的电子和空穴传输注入的平衡对器件效率影响极大，为获得高效的OLED器件，必须合理调节材料的电子和空穴传输注入的平衡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料，该材料具有良好的空穴传输能力，可以平衡载流子的传输，使得更多电子与空穴有效复合产生激子，从而提高发光效率。本专利技术还提供了所述含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料的制备方法及其在发光二极管中的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料，该发光材料的化学结构如下：或式中，x，y均为摩尔分数，0＜x≤0.4，0＜y≤0.4；n和m均为聚合度，50<n<300，50<m<200；R1是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基；R2的结构为-H、-F、-OR或-R，R是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基；Ar为功能性基团，所述Ar的结构为如下结构中的任意一种：其中，R是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基。所述的一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料的制备方法，包括Suzuki反应合成单封端聚合物和偶联反应合成嵌段聚合物。进一步地，所述Suzuki反应合成单封端聚合物包括含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的合成和单封端给体聚合物的合成：(1)含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的合成：将烷基芴、3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩、四(三苯基膦)钯和三辛基甲基氯化铵加入到装有甲苯和四氢呋喃(THF)的三口瓶中，换气；在氩气保护下加入1～3M的碳酸钾水溶液，加热回流，反应6～24h后加入溴苯再反应6～12h，得到含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物；得到的含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的结构式如下：或y为摩尔分数，0＜y≤0.4；m为聚合度，50<m<200；R1是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基；R2的结构为-H、-F、-OR或-R，R是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基。(2)单封端给体聚合物的合成：将烷基芴、Ar结构物质、四(三苯基膦)钯和三辛基甲基氯化铵加入到装有甲苯和四氢呋喃的三口瓶中，换气；在氩气保护下加入1～3M的碳酸钾水溶液，加热回流，反应6～24h后加入苯硼酸酯再反应6～12h，得到单封端给体聚合物。得到的单封端给体聚合物的结构式如下：式中，x为摩尔分数，0＜x≤0.4；Ar为功能性基团；n为聚合度，50<n<300；R1是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基。更进一步地，步骤(1)中，所述烷基芴与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为9：1～6。更进一步地，步骤(1)中，所述四(三苯基膦)钯与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为1：5～26。更进一步地，步骤(1)中，所述三辛基甲基氯化铵与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为1:10～40。更进一步地，步骤(1)中，所述加热回流的温度为80～110℃。更进一步地，步骤(1)中，所述溴苯与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为5～10:1。更进一步地，步骤(2)中，烷基芴与Ar结构物质的摩尔比为9：1～6。更进一步地，步骤(2)中，所述四(三苯基膦)钯与Ar结构物质的摩尔比为1：5～26。更进一步地，步骤(2)中，所述三辛基甲基氯化铵与Ar结构物质的摩尔比为1:10～40。更进一步地，步骤(2)中，所述加热回流的温度为80～110℃。更进一步地，步骤(2)中，所述苯硼酸酯与Ar结构物质的摩尔比为1:0.58。更进一步地，步骤(1)、(2)中，甲苯与四氢呋喃的体积比为1:1，所述碳酸钾水溶液与甲苯的体积比为1:1。进一步地，所述偶联反应合成嵌段聚合物的合成包括如下步骤：(1)称取含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物和过量的单封端给体聚合物于装有甲苯的两口烧瓶之中，抽换气；(2)在氩气保护下加入四(三苯基膦)钯和碳酸钾水溶液，加热搅拌，回流24～48小时；(3)反应得到的产物先沉析到甲醇中，过滤后用络合盐搅拌6～12小时，再用甲醇沉析过滤，分别用丙酮、环己烷和正庚烷抽提，干燥，得到所述含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料。更进一步地，步骤(2)中，所述四(三苯基膦)钯与含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的质量当量比为2％。更进一步地，步骤(2)中，所述碳酸钾水溶液与甲苯的体积比为1:1。更进一步地，步骤(2)中，所述加热的温度为80～130℃。所述的一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料应用于发光二极管的发光层，将含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段聚物材料用有机溶剂溶解，再通过旋涂、喷墨打印或印刷方法成膜。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术通过给体分子与受体分子之间的偶极-偶极作用，使得激发态分子产生辐射式跃迁的能量直接传递给受体分子，使受体分子激发，使得更多电子与空穴有效复合产生激子，从而提高器件的发光效率。(2)本专利技术制备的聚合物，合成方法简单，成膜性和薄膜形态稳定性好。附图说明图1为PFSO10-PFTPA10、PFTPA10-BOr和PFSO10-Br的电流密度-电压-亮度曲线。图2为PFSO10-PFTPA10、PFTPA10-BOr和PFSO10-Br的电流密度-流明效率曲线。图3为PFSO10-PFTPA10、PFTPA10-BOr和PFSO10-Br的凝胶渗透色谱曲线。图4为PVK-PFSO10-PFTPA10膜层、PVK-PFTPA10-BOr和PVK-PFSO10-Br的电流密度-电压-亮度曲线。图5为PVK-PFSO10-PFTPA10膜层、PVK-PFTPA10-BOr和PVK-PFSO10-Br的电流密度-流明效率曲线。具体实施方式以下通过实施例本专利技术作进一步的说明，但本专利技术不限于所列之例。实施例1PFSO-PFTPA的制备路线：(1)2，7-二溴芴的制备，合成路线与步骤如下：将60g芴溶于400ml氯仿中，加入铁粉325mg，冰浴冷至-5℃，缓慢滴加45ml液溴和50ml氯仿混合液，滴加完之后，在30℃下反应3小时；加入亚硫酸氢钠水溶液用硫酸氢钠洗涤直至红色消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料，其特征在于，该发光材料的化学结构如下：式中，x，y均为摩尔分数，0＜x≤0.4，0＜y≤0.4；n和m均为聚合度，50<n<300，50<m<200；R1是碳原子数为1‑20的直链或者支链烷基或烷氧基；R2的结构为‑H、‑F、‑OR或‑R，R是碳原子数为1‑20的直链或者支链烷基；Ar为功能性基团，所述Ar的结构为如下结构中的任意一种：其中，R是碳原子数为1‑20的直链或者支链烷基或烷氧基。

【技术特征摘要】
1.一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料，其特征在于，该发光材料的化学结构如下：式中，x，y均为摩尔分数，0＜x≤0.4，0＜y≤0.4；n和m均为聚合度，50<n<300，50<m<200；R1是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基；R2的结构为-H、-F、-OR或-R，R是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基；Ar为功能性基团，所述Ar的结构为如下结构中的任意一种：其中，R是碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或烷氧基。2.权利要求1所述的一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料的制备方法，其特征在于，包括Suzuki反应合成单封端聚合物和偶联反应合成嵌段聚合物。3.根据权利要求2所述的一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料的制备方法，其特征在于，所述Suzuki反应合成单封端聚合物包括含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的合成和单封端给体聚合物的合成：(1)含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物的合成：将烷基芴、3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩、四(三苯基膦)钯和三辛基甲基氯化铵加入到装有甲苯和四氢呋喃的三口瓶中，换气；在氩气保护下加入1～3M的碳酸钾水溶液，加热回流，反应6～24h后加入溴苯再反应6～12h，得到含有S,S-二氧-二苯噻吩的单封端受体聚合物；(2)单封端给体聚合物的合成：将烷基芴、Ar结构物质、四(三苯基膦)钯和三辛基甲基氯化铵加入到装有甲苯和四氢呋喃的三口瓶中，换气；在氩气保护下加入1～3M的碳酸钾水溶液，加热回流，反应6～24h后加入苯硼酸酯再反应6～12h，得到单封端给体聚合物。4.根据权利要求3所述的一种含有S,S-二氧-二苯噻吩的嵌段共聚物发光材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烷基芴与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为9:1～6；所述四(三苯基膦)钯与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为1：5～26；所述三辛基甲基氯化铵与3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为1:10～40；甲苯与四氢呋喃的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：应磊，王小君，钟知鸣，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