[发明专利]4位含有取代基团的9,9-二芳基芴类聚合物材料的制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域。具体涉及一种4位含有取代基团的9，9-二芳基芴聚合物材料及其制备方法，并涉及这些材料在有机电致发光、有机光存储、有机场效应管、有机太阳能电池、有机非线性光学、化学与生物传感和有机激光等领域的应用。

技术背景

自1987年美国柯达公司Tang研究小组[Tang，C.W.；Van Slyke，S.A.Appl.Phys.Lett.1987，51，913.]和1990年英国剑桥大学[Burroughes，J.H.；Bradley，D.D.C.；Brown，A.B.；Marks，R.N.；Mackay，K.；Friend，R.H.；Bum，P.L.；Holmes，A.B.Nature 1990，347，539.]分别发表了以有机和聚合物荧光材料制成薄膜型有机电致发光器件(Organic Light-emitting Diodes)和聚合物发光二极管(PolymericLight-emitting Diodes)以来，有机平板显示成为继液晶显示之后的又一代市场化的显示产品。有机和塑料电子产品的优点在于材料制备成本低、工艺简单、具有通用高分子的柔韧性和可塑性。因此，开发具有实用性的市场潜力新型有机光电信息材料吸引了许多国内外大学不同学科的科学家以及研究机构和公司的关注和投入。

到目前为止，9位经过二芳基修饰的芴结构单元构建光电材料表现出高的热稳定性和高的玻璃化温度，在芴的9位上引入芳基能够提高材料的溶解度、增大载流子迁移率、调节电子结构。更重要的是还可以通过位阻效应调节材料的聚集态结构，在一定温度范围里保持聚芴的晶型稳定，防止激子在高分子主链之间淬灭，提高材料的发光效率。因此成为一类有希望的实用有机光电子材料。因此，在这方面已经发表了相当的文章和专利。如：Kohki Ebitani，Tomonori Kawabata，Kohji Nagashima，Tomoo Mizugaki and Kiyotomi Kaneda，Green Chemistry，2000，2，157-160；JP10245352A；JP10265423A；JP11158106A；JP2000026349A；JP2000053628A；JP2000169573A；JP2000336082A；JP2002047227A；JP2008120705A。但是在芴的4位含有取代基的9，9-二芳基芴结构单元却很少有报道。Magnus Rueping，Boris J.Nachtsheim，and Winai Ieawsuwana，Adv.Synth.Catal.2006，348，1033-1037；JP2001055368A；JP2002020487A；JP2007137795A。4位含有取代基团的9，9-二芳基芴结构单元的半导体材料表现出如下优点：(1)合成步骤简单、条件温和；(2)保持了高热稳定性和玻璃化温度等优点。另外，通过引入了具有增加溶解度、阻隔发色团聚集或增加稳定性的结构链能扩大该类材料在有机电子、光电子、或光电材料使用范围。因此，本发明通过简单的合成路线开发了一系列4位含取代基团的9，9-二芳基芴聚合物材料，为发展新一类有机电致发光材料提供新的方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提出4位含有取代基团的9，9-二芳基芴类聚合物材料的制备和应用方法，设计有效的合成路线来实现该类聚合物材料的制备。指出该类材料在有机电致发光、有机场效应管、有机光存储和有机激光等有机电子领域的应用。

技术方案：本发明的4位含取代基团的9，9-二芳基芴聚合物材料是一种全新的聚合物材料，具有如下通式结构：

聚合物材料I

式中：R出现时相同或者不同，并为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链以及烷氧基链；Ar、Ar₁、Ar₂为含芳烃共轭结构单元，x为1～10中的数字，y为0～30中的数字，n为1～300中的数字。  其中，R-Ar₂优选如下列结构中的一种：

Ar₁优选如下列结构中的一种：

Ar优选如下列结构中的一种：

在4位含取代基团的9，9-二芳基芴聚合物材料中，R-Ar₂、Ar₁、Ar基团改变时化合物的性质相同或者不同；

当聚合物材料I中Ar₂为氢且y为0时，具有如下结构：

聚合物材料II