[发明专利]三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了三芳胺端基含量可调的主链含S,S‑二氧‑二苯并噻吩的聚合物及其制备方法与应用。本发明聚合物端基引入三芳胺类空穴传输小分子，同时三芳胺端基的含量可通过聚合物分子量的控制来调节，使得聚合物具有更好的电子和空穴传输能力，可以平衡载流子的传输，使得更多的激子有效复合，进而提高聚合物的发光效率和稳定性。本发明通过Suzuki聚合反应制备聚合物，不需要合成新的单体，在聚合物链引入三芳胺空穴传输基团，得到更高空穴注入性能的聚合物。本发明聚合物材料用于制备高效稳定单层器件，通过直接在有机溶剂中溶解后，经旋涂、喷墨打印或印刷成膜，制备工艺更加简单。

技术领域

本发明涉及有机光电发光材料领域，具体涉及三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

1990年，英国剑桥大学卡文迪许实验室发表了第一个利用共轭高分子PPV制备的聚合物薄膜电致发光器件，从而正式拉开了聚合物发光二极管(PLED)研究的序幕。与小分子发光二极管一样，聚合物发光二极管也具有高效、低电压驱动，易于大面积制备等优点。此外，聚合物发光二极管还有其独特的优越性：(1)可通过溶液旋涂、卷对卷等方法制备大面积薄膜；(2)共轭聚合物电子结构、发光颜色很容易通过化学结构的改变和修饰进行调节；(3)共轭聚合物通过修饰可以避免结晶，进而提高器件稳定性。

PLED器件由阴极、阳极和中间的有机层构成，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阳两极注入，并分别在功能层中进行迁移，然后电子和空穴在合适的位置形成激子，激子在一定范围内进行迁移，最后激子发光。

主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物发光材料是PLED研究领域的明星材料。Martin R.Bryce和杨伟课题组合成了一系列基于S,S-二氧-二苯并噻吩的高效率红、绿、蓝三种颜色光的聚合物[Macromolecules,2010,43,4481-4488；Advanced FunctionalMaterials,2013,23,4366-4376]。然而大部分基于S,S-二氧-二苯并噻吩的高效率器件结果都是在双层器件结构下实现的，通常是在PEDOT:PSS和发光层之间再增加一层PVK作为空穴传输层。原因在于S,S-二氧-二苯并噻吩单元的引入会降低聚合物的HOMO能级，提高器件的空穴注入势垒，降低空穴传输性能；另外一方面，S,S-二氧-二苯并噻吩单元的引入会大幅提高聚合物的电子传输性能。空穴和电子传输此消彼长使得单层器件的载流子传输不平衡，激子复合几率下降，器件效率和稳定降低。因此平衡载流子传输是提高S,S-二氧-二苯并噻吩聚合物器件效率的关键所在。

发明内容

本发明的目的在于针对主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物载流子传输不平衡的缺点，提供一种三芳胺类封端的，且三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物材料。

本发明聚合物材料端基引入三芳胺类空穴传输小分子，三芳胺类化合物是典型的P型材料，具有较高的空穴迁移率和较浅的HOMO能级；同时三芳胺端基的含量可通过聚合物分子量的控制来调节，使得聚合物具有更好的电子和空穴传输能力，可以平衡载流子的传输，使得更多的激子有效复合，进而提高聚合物的发光效率和稳定性。

本发明的目的还在于提供所述三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物材料在制作发光二极管的发光层中的应用。

本发明的具体技术方案如下。

三芳胺端基含量可调的主链含S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物，具有如下化学结构式：