[发明专利]吡咯并吡咯二酮类共聚物电致红光材料及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及电致发光材料，具体涉及吡咯并吡咯二酮类共聚物电致红光材料及其制法和应用。

背景技术

由于尚未找到能有效发白光的有机材料，目前的PLED技术是基于红、绿、蓝三原色叠加实 现的，因此能否找到效率高、亮度大、色度纯、寿命长的电致红、绿、蓝三原色材料至关重要， 高性能的绿光、蓝光材料已经可以满足PLED技术的要求，但红光材料相对缺乏，已经严重制约了 PLED的发展[孙晓波，刘云圻，于贵，等.科学通报，2003，48(23)：2402]。

导致红光材料匮乏的主要原因有以下几个方面：(1)红色发光材料的带隙能必须足够窄，否 则容易出现短波长的杂光。所以必须通过精确的分子结构设计才能得到饱和红光发射。(2)红光 材料在固体薄膜状态时由于具有较强的Л-Л相互作用或者具有较强的电荷转移特性常会发生浓 度猝灭效应，导致器件的发光效率低下。(3)大多数红光材料都以掺杂的形式制备PLED器件，但 掺杂体系必须在色纯度和发光效率间寻求平衡，两种竞争因素的相互制约使得器件难以达到色纯 度和发光效率俱佳的状态。(4)红光材料激发态与激态之间的能级差距较小，激发态染料分子的 非辐射失活较为显著，所以红光材料一般都难以达到较高的荧光量子效率。

吡咯并吡咯二酮类衍生物(DPPs)是已经商业化的高性能红光颜料，但将其应用于电致发光 材料领域则是近几年的事，目前关于这方面的研究所报道的文献还非常少，尤其是把DPPs做成聚 合物应用于PLED器件更是鲜有报道。Kaul等制备了具有吩噻嗪-DPP结构的染料(Kaul，Bansi Lal； Piastra，Bruno；Plug，Carsten；et al.Hybrid organic pigments，their production and their  use.EP 1046681)；TURBIEZ等制备了DPP聚合物半导体材料(TURBIEZ，Mathieu G.R.；et al. DIKETOPYRROLOPYRROLE POLYMERS AS ORGANIC SEMICONDUCTORS，WO/2008/000664)。但是，所制 备的PLED器件存在外量子效率不高、色纯度差等问题。

本发明把DPP、对二氰基苯和对二烷氧基苯结合在同一聚合物中，制备出系列共聚物PCA。共 聚物PCA作为发光层具有较为平衡的空穴与电子传输性能，提高了激子的复合几率，显著增加了 电致发光材料的效率与亮度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种吡咯并吡咯二酮类共聚物电致红光材料及 其制法和应用。本发明的聚合物电致发光材料性能优异，具有良好的空穴和电子传输能力，可以 作为红色电致发光材料在PLED中得到应用。本发明把具有优异电子传输性能的吡咯并吡咯二酮 衍生物和对二氰基苯以及具有极佳空穴传输性能的对二烷氧基苯结合在同一聚合物中，使聚合物 作为发光层具有较为平衡的空穴与电子传输性能，并且通过调节对二氰基苯与对二烷氧基苯的含 量可以使载流子达到最佳的平衡状态，从而提高了激子的复合几率，进一步显著增加了电致发光 材料的效率与亮度。

本发明中用核磁共振与元素分析表征了聚合物的化学结构，用紫外吸收光谱和荧光光谱研究 了这些聚合物的光物理性质。用PLED器件测试了这些聚合物的电致发光性质，得出本发明的聚 合物应用于红色电致发光聚合物材料有很大应用价值。

吡咯并吡咯二酮类共聚物(PCA)的合成路线如下式所示：

以下所有合成步骤均以摩尔份数计算，

化合物(2)的制备方法如下：

(1)向23份叔戊醇中加入4份金属钠和0.03份三氯化铁，100℃搅拌反应1h；

(2)向步骤(1)的反应液中加入2.5份化合物(1)，然后加入1份丁二酸二异丙酯，100℃ 搅拌反应24h；

(3)将步骤(2)所得反应混合物加入到16份冰醋酸与390份甲醇所组成的混合溶剂中；

(4)过滤步骤(3)所得到的沉淀物，并用甲醇与水反复洗涤。

化合物(3)的制备方法如下：

(1)向100份N-甲基吡咯烷酮(NMP)中加入1份化合物(2)和2.2份叔丁醇钾，60℃ 搅拌反应1小时；