一种基于双硫氧吲哚芴单元的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芴单元的共轭聚合物发光材料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双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料。本发明专利技术基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料能实现发光材料本身的载流子传输平衡，使更多的激子能有效的复合，从而提高器件的发光效率。该共轭聚合物发光材料具有较好的溶解性和成膜性，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。基于该聚合物发光材料的发光层在制备发光器件时无需退火处理，使得制备工艺更简单。

A conjugated polymer luminescent material based on disulfide indole fluorene unit and its preparation and Application

The invention discloses a conjugated polymer luminescent material based on the disulfide indolene fluorene unit and its preparation method and application. The present invention obtains the conjugated polymer luminescent material based on the disulfide indolene fluorene unit by the Suzuki polymerization reaction. The conjugated polymer light-emitting material based on the double sulfur oxindolene unit can realize the carrier transport balance of the luminescent material itself, and enable more excitons to be effectively compounded, thereby improving the luminous efficiency of the device. The conjugated polymer luminescent material has good solubility and film-forming property. After dissolved by common organic solvents, the emitting layer of light-emitting diodes is prepared by spin coating, inkjet printing or printing film formation. The luminescent layer based on the polymer luminescent material does not need annealing treatment when preparing the light emitting device, making the preparation process more simple.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双硫氧吲哚芴单元的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芴单元的共轭聚合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)因具有质轻、主动发光、视角宽、响应时间短、耗能低、易于大面积制备等优势，在有机平板显示和白光照明器件中有着广泛的市场前景。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。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。因此，研究出具有较好的荧光量子产率，使其发光器件高效稳定的聚合物材料显得尤为重要，将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)的不足，提供一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料。该共轭聚合物发光材料可用作发光材料，能实现发光材料本身的载流子传输平衡，使更多的激子能有效的复合，从而提高器件的发光效率；同时，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，基于该聚合物发光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，同时实现发光器件的发光效率和使用寿命的提高，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的一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料的制备方法。本专利技术的目的还在于提供所述的一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料在制备发光二极管的发光层中的应用。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料，化学结构式包括如下结构式中的任一种：式中，R1、R2、R3、R4均独立选自芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或支链烷基，或碳原子数1-20的烷氧基；0≤x≤1；聚合度n＝1-300；Ar为如下结构中的任意一种：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；其中，R为H、芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或者支链烷基，或为碳原子数1-20的烷氧基。制备所述的一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料的方法，包括如下步骤：将含R1、R2、R3和R4的双硫氧吲哚芴单体与含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，得到所述基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料。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，采用苯硼酸和溴苯进行封端反应的温度均为80～100℃，时间均为12～24小时。所述的一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料应用于制备发光二极管的发光层，将基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料用有机溶剂溶解，再通过旋涂、喷墨打印或印刷成膜，得到所述发光二极管的发光层；基于该发光层的发光二极管可用于制备平板显示器。进一步地，所述有机溶剂包括氯苯。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料，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；(2)本专利技术的基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料，具有较好的溶解性和成膜性，使得基于该聚合物发光材料的发光层在制备电致发光器件时无需退火处理，使得制备工艺更简单；(3)采用本专利技术的基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光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，同时实现发光器件的发光效率和使用寿命的提高，满足全彩显示的要求，具有良好的发展前景。附图说明图1为聚合物P1、P2、P3、P4、P5和P6在薄膜状态下的光致发光光谱图；图2为聚合物P1、P2、P3、P4、P5和P6的热重分析图。具体实施方式以下结合具体实施例及附图对本专利技术方案作进一步说明，但本专利技术不限于此。实施例1化合物M1的合成2-溴二苯并[b,d]噻吩的制备在500mL三口瓶中，加入二苯并[b,d]噻吩(20.00g，108.54mmol)、铁粉(0.33g，6mmol)、三氯甲烷200mL，冰水浴冷却，将液溴(19.08g，119.40mmol)用注射器注入烧瓶，滴加时瓶内温度不超过5℃；反应12小时，停止反应，过滤、氯仿重结晶，得白色固体，产率62％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物M1，制备过程化学反应方程式如下所示：实施例2化合物M2的合成2-(二苯并[b,d]噻吩-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷的制备将2-溴二苯并[b,d]噻吩(10.00g，45.6mmol)溶解于精制的无水THF中(200mL)，在-78℃下逐渐滴加1.6mol/L的正丁基锂(3.65g，57,00mmol)，反应2小时，然后滴加2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼烷(14.14g，76.00mmol)，在-78℃下继续反应1小时，升温至室温反应24小时；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，得到浅黄色粘稠状粗品，用硅胶柱层析提纯，得到黄色固体，产率58％。1HNMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物M2，制备过程化学反应方程式如下所示：实施例3化合物M3的合成二(二苯并[b，d]噻吩-2-基)对苯二甲酸酯的制备500mL三口烧瓶中，加入2-(二苯并[b,d]噻吩-2-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷(10.00g，32.24mmol)，加入200mL甲苯搅拌溶解，随后依次加入2,5-二溴对苯二甲酸二甲酯(5.4g，15.35mmol)、Na2CO3(20.50g，193.44mmol)、四丁基溴化胺(4mg，12.4umol)、有机碱(四乙基氢氧化铵)(20mL)、去离子水30mL以及催化剂四(三苯基膦)合钯(0.75g，0.64mmol)，加热至120℃，反应15h；将反应液浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料，其特征在于，化学结构式包括如下结构式中的任一种：

【技术特征摘要】
1.一种基于双硫氧吲哚芴单元的共轭聚合物发光材料，其特征在于，化学结构式包括如下结构式中的任一种：式中，R1、R2、R3、R4均独立选自芳基、三苯胺、碳原子数1-20的直链或支链烷基，或碳原子数1-20的烷氧基；0≤x≤1；聚合度n＝1-300；Ar为如下结构中的任意一种：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：应磊，王小君，钟知鸣，马亚威，郭婷，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