一种分子链末端修饰含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的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分子链末端修饰含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的共聚物发光材料及其制备方法与应用。该发光材料是在聚合物末端引入不同功能性基团，实现发光聚合物本身的载流子传输平衡，有利于载流子的传输，使得更多的电子和空穴有效复合产生激子，从而提高器件的发光效率。本发明专利技术所制备的聚合物，合成方法简单，成膜性和薄膜形态稳定性好，可用于制作有机发光二极管的发光层。

【技术实现步骤摘要】
一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料及其制备方法与应用
本专利技术属于共聚物发光材料领域，具体涉及一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的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)因具有高效、低电压驱动，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获得了划时代的发展。OLED器件结构是单层或多层的有机物内嵌于阴阳两电极之间，有机层一般包括电子传输层、发光层和空穴传输层，首先电子和空穴分别从阴极和阳极向电极之间的有机活性层注入，然后在电场作用下相向输运，使得电子和空穴复合产生激子，激子在经过辐射跃迁产生光。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，提供一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料，该材料具有良好的空穴传输能力，可以平衡载流子的传输，使得更多电子和空穴有效复合产生激子，从而提高发光效率。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料，该共聚物发光材料的化学结构如下：式中，x，y为摩尔分数，0＜x≤0.4，x+y＝1；Ar为功能性基团；R为碳原子数为1-20的直链或者支链烷基或者烷氧基；n为聚合度，100<n<400；其中，所述Ar的结构为如下结构中的任意一种：R、R1为碳原子数1-20的直链或者支链烷基或者烷氧基。所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴和2,7-二溴-9,9-烷基芴、3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩、三环已基磷和醋酸钯加入到三口瓶中，换气；(2)在氩气保护下加入甲苯、四氢呋喃(THF)和有机碱溶液，加热回流；(3)反应24～48h后，再加入烷基芴，反应6～12h后加入封端剂进行封端反应12h；(4)封端反应结束后，冷却至室温，将反应液倒入甲醇中沉淀，过滤，再用甲苯/氧化铝柱层析；(5)将洗液倒入甲醇中沉淀，过滤，干燥，得到所述的分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩共聚的发光材料。进一步地，步骤(1)中，所述2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴、2,7-二溴-9,9-烷基芴和3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为0.5：0.1～0.45：0.05～0.4。进一步地，步骤(1)中，所述2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴和三环已基磷的摩尔比为0.5：0.02。进一步地，步骤(1)中，所述2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴和醋酸钯的摩尔比为0.5：0.02。进一步地，步骤(2)中，所述四氢呋喃的添加量与甲苯添加量的体积比为1:1。进一步地，步骤(2)中，所述有机碱为四乙基氢氧化铵，有机碱溶液的浓度为1.5M，有机碱溶液添加量与甲苯添加量的体积比为1:2。进一步地，步骤(2)中，所述加热回流的温度为80～100℃。进一步地，步骤(3)中，所述烷基芴的添加量与2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴的摩尔比为1:5。进一步地，步骤(3)中，所述封端剂包括苯硼酸、溴苯、1-溴三苯胺或2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑；所述封端剂与2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴的摩尔比为2：5。所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料应用于发光二极管的发光层，将分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光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。与已有的技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术通过加入功能性基团使材料具有良好的空穴传输能力，有利于载流子的传输，使得更多的激子有效复合，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PFSO-TPA、PFSO-Ph与PFSO10-PBI的薄膜紫外-可见光吸收图；图2为PFSO-TPA、PFSO-Ph与PFSO10-PBI的溶液紫外-可见光吸收图；图3为PFSO-TPA、PFSO-Ph与PFSO10-PBI的电致发光光谱图。具体实施方式以下通过实施例对含有S,S-二氧-二苯噻吩共聚物的合成作进一步的说明，但本专利技术不限于所列之例。实施例1PFSO5-TPA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325mg铁粉，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失，然后将反应液倒入蒸馏水中并用乙醚萃取，有机层用饱和食盐水洗涤并用无水MgSO4干燥；再蒸馏除去溶剂后，用丙酮重结晶得到白色针状固体。产率：88％。(2)2,7-二溴-9,9-二辛基芴的制备，合成路线与步骤如下：将15.0g2,7-二溴芴，0.09g三乙基苄基氯化铵，200ml二甲基亚砜放于三口瓶中形成悬浮液，滴入50wt％氢氧化钠水溶液15ml，反应一个小时后，再滴加18.6g溴辛基烷；滴加完后，混合物在室温下搅拌3小时，然后用水和乙醚分三次萃取；合并有机相，用饱和食盐水洗，蒸馏水洗至中性，无水硫酸镁干燥过夜；蒸去溶剂后，用石油醚(II)/硅胶进行柱层析，然后再在丙酮里进行重结晶，得白色黏稠状液体。产率：81％。(3)2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-二辛基芴的制备，合成路线与步骤如下：将10.96克2，7-二溴-9，9-二辛基芴溶于180mlTHF中，在-78℃下逐滴加入1.6mol/L的正丁基锂28ml，在N2气氛下反应2h，然后再快速加入2-异丙基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷25ml，在-78℃反应2小时，缓慢升至室温反应24小时；将反应混合物倒入水中，并用乙醚萃取；合并有机相，再用饱和食盐水洗涤至中性，无水MgSO4干燥；除去溶剂后硅胶柱层析，用甲醇重结晶，得到白色针状体结晶10.1克。产率：79％。(4)S,S-二氧化二苯并噻吩的制备，合成路线与步骤如下：将1.85g二苯并噻吩溶于110ml石油醚中，搅拌溶解后，加入6ml的H2O2和6ml的甲酸，40℃反应1h后，再加入3ml的H2O2和3ml的甲酸，升温至70℃反应8h；抽滤得到白色固体，用水洗至中性，烘干后用三氯甲烷重结晶，得到白色固体20.5g。产率：96％。(5)3,7-二溴-S,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子链末端修饰含有S,S‑二氧‑二苯噻吩的共聚物发光材料，其特征在于，该共聚物发光材料的化学结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料，其特征在于，该共聚物发光材料的化学结构式如下：式中，x、y为摩尔分数，0＜x≤0.4，x+y＝1；Ar为功能性基团；R为碳原子数1-20的直链或者支链烷基或者烷氧基；n为聚合度，100<n<400。2.根据权利要求1所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料，其特征在于，所述Ar的结构为如下结构中的任意一种：R、R1为碳原子数1-20的直链或者支链烷基或者烷氧基。3.权利要求1-2任一项所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴、2,7-二溴-9,9-烷基芴、3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩、三环已基磷和醋酸钯加入到三口瓶中，换气；(2)在氩气保护下加入甲苯、四氢呋喃和有机碱溶液，加热回流；(3)反应24～48h后，再加入烷基芴，反应6～12h后加入封端剂进行封端反应12h；(4)封端反应结束后，冷却至室温，将反应液倒入甲醇中沉淀，过滤，再用甲苯/氧化铝柱层析；(5)将洗液倒入甲醇中沉淀，过滤，干燥，得到所述的分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩共聚的发光材料。4.根据权利要求3所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯噻吩的共聚物发光材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述2,7-双(4,4,5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-9,9-烷基芴、2,7-二溴-9,9-烷基芴和3,7-二溴-S,S-二氧化二苯并噻吩的摩尔比为0.5：0.1～0.45：0.05～0.4。5.根据权利要求3所述的一种分子链末端修饰含有S,S-二氧-二苯...

【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