[发明专利]三芴胺聚合物发光材料及制备方法和应用

说明书

本申请为申请号201110028701.2，申请日2011年1月27日，名称“三芴胺化合物、三芴胺聚合物发光材料及制备方法和应用”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光共轭聚合物材料，具体涉及一种以三芴胺为骨架的聚合物发光材料及其制备方法，以及该材料在聚合物发光二极管中的应用。

背景技术

自从Burroughes和Friend首次报道聚合物发光二极管(PLEDs)以来，在过去的近二十年里，PLEDs在制备超薄、全彩和大面积平板显示方面引起了人们强烈的研究和开发兴趣，同时取得了巨大的进展。PLEDs的可溶液加工性，使得人们可以通过低成本印刷技术来制备器件，比如喷墨打印和丝网印刷，相比于真空蒸镀的小分子有机发光二极管，其成本来的更低，在商业上也更可行。为了实现基于PLEDs的平板显示和固体照明，就需要高性能的红、绿、蓝发光聚合物。其中蓝光聚合物既可以作为发光层，也可以作为发光客体的主体材料，通过能量转移或者载流子俘获的方式来获得长波长的光。既有聚合物蓝色发光材料中最有代表性的是聚芴，但因为芴的刚性平面结构使得材料在发光时容易形成激基络合物而长波发射，严重影响了器件发射光的饱和色纯度以及发光颜色的稳定性。同时，聚芴因为较低的最低占有分子轨道(HOMO)能级，而造成较高的空穴注入障碍。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的技术缺点，提供一种聚合物发光材料及其制备方法。该材料具有量子效率高，色纯度好，长期稳定性好的优点，适用于高分辨全色显示以及白光照明。

本发明的还有一目的在于将含有三芴胺的聚合物电致发光材料应用于制备聚合物发光二极管以及照明器件。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种三芴胺化合物，该化合物具有如下化学结构：

其中：R₁是增溶性的烷基或烷氧基，碳原子数为1～20；X为官能团、杂环化合物以及咔唑的衍生物。

所述X的结构如下：

H、或-CN。

所述的Ar具有如下结构：

或

上述三芴胺化合物的制备方法，包括如下步骤：

在氩气氛围下向反应瓶中加入2-胺基-9,9-二辛基芴诱导体和相当于2-胺基-9,9-二辛基芴诱导体摩尔量的5倍的2,7-二溴-9,9-二辛基芴，并用甲苯溶解，再加入相当于2-胺基-9,9-二辛基芴诱导体摩尔量的1/40的Pd₂(dba)₃,1/10的DPPF和10倍的^tBuONa，在加热回流下反应24～36小时，反应结束后自然冷却，用乙酸乙酯萃取，并用饱和的食盐水洗涤，所得有机层用无水硫酸镁干燥，抽滤，所得的滤液在减压下除去溶剂，通过色谱柱分离，蒸除溶剂和真空干燥，得到三芴胺化合物。

上述三芴胺化合物制备的三芴胺聚合物发光材料，具有如下化学结构：

或

其中：R₁是增溶性的烷基或烷氧基，碳原子数为1～20；R₂是各种取代基团；X为官能团、杂环化合物以及咔唑的衍生物；y+z＜1，且0＜y＜1，0≤z＜1，n=10～1000。

优选地，当0.01≤y＜0.5时，z=0.1，R₂为H；当y=0.5时，z=0，R₂为H。

上述发光材料I的制备方法，包括如下步骤：

采用Suzuki偶联反应制备聚合物，在氮气或氩气气氛下向反应瓶中加入9，9-二烷基芴的2,7-双硼酸酯、相当于该双硼酸酯等摩尔量的三芴胺化合物溶解在相当于上述两种反应物摩尔总量的30～150倍的甲苯中，再加入相当于上述两种反应物摩尔总量1～10倍的四乙基氢氧化铵水溶液和1％～10％的催化剂，加热回流下搅拌反应12～48小时；自然冷却后，再进行封端反应；反应结束，自然冷却，用甲醇沉淀出聚合物，干燥后的产物分别用甲醇、丙酮、四氢呋喃抽提24小时，浓缩抽提液，在甲醇中沉淀，最后产物在真空下干燥，制得发光材料I。

上述发光材料II的制备方法与发光材料I的不同之处在于：

在Suzuki偶联反应体系中还加入2,7-二溴-9,9-二辛基芴反应物；当加入y份三芴胺化合物，0＜y≤0.5，则加入0.5份（摩尔分数，下同）9，9-二烷基芴的2,7-双硼酸酯和（0.5-y）份2,7-二溴-9,9-二辛基芴，此时z=0；或者