[发明专利]侧链含空穴传输单元的聚（芴‑co‑S,S‑二氧‑二苯并噻吩）衍生物及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电技术领域，具体涉及可用于单层聚合物发光二极管的聚合物发光材料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相比，聚合物发光二极管具有以下优势：(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。杨伟和Martin R.Bryce课题组合成了一系列基于S,S-二氧-二苯并噻吩的高效率电致发光聚合物[Chem.Mater.2008,20,4499-4506；Advanced Functional Materials,2013,23,4366-4376；Macromolecules,2010,43,4481-4488；J.Mater. Chem.C,2014,2,5587–5592]。然而大部分基于S,S-二氧-二苯并噻吩的聚合物都是在双层器件结构下获得较高效率，通常是在PEDOT:PSS和发光层中再引入空穴传输层。原因在于S,S-二氧-二苯并噻吩单元的引入在降低聚合物的 LUMO能级和提高聚合物的电子传输性能的同时，也会明显降低聚合物的 HOMO能级，提高空穴注入势垒，降低空穴传输性能，使得聚合物中载流子传输不平衡，器件效率和稳定性受限。因此提高载流子传输平衡是提高S,S-二氧- 二苯并噻吩类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聚(芴-co-S,S-二氧-二苯并噻吩)载流子传输不平衡的缺点，提供了一种聚合物发光材料，具体为一种侧链含空穴传输单元的聚 (芴-co-S,S-二氧-二苯并噻吩)衍生物。该聚合物主链含有芴和电子传输S,S-二氧-二苯并噻吩单元，聚(芴-co-S,S-二氧-二苯并噻吩)侧链中引入空穴传输单元，提高了聚合物的空穴注入与传输能力，从而使载流子传输更加平衡，使得更多的空穴和电子有效复合产生激子，进而提高材料的发光效率。

本发明的目的还在于提供所述侧链含空穴传输单元的聚(芴-co-S,S-二氧- 二苯并噻吩)衍生物的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述侧链含空穴传输单元的聚(芴-co-S,S-二氧- 二苯并噻吩)衍生物在聚合物发光二极管的发光层，特别是单层聚合物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。

侧链含空穴传输单元的聚(芴-co-S,S-二氧-二苯并噻吩)衍生物，化学结构如下：

式中，x₁、x₂、x₃为单元组分的摩尔分数，满足：0<x₁<0.5，0≤x₂<0.5， 0≤x₃<0.5，x₁+x₂+x₃≤0.5；

n为重复单元，n＝10～1000；

R₁为碳原子数6～30的烷基或环烷基、碳原子数6～30烷基或烷氧基取代苯基；含有R₁的烷基取代芴具有高荧光量子产率以及良好的溶解性；

Ar₁和Ar₂为空穴传输单元；Ar₃为原子数6～60的芳香族烃基或碳原子数 3～60的芳香族杂环基，Ar₃具有调节聚合物发光颜色的作用。

进一步地，所述空穴传输单元Ar₁和Ar₂均选自如下化学结构式或如下结构式的衍生物中的一种以上：

R₁’为碳原子数6～30的烷基或环烷基、碳原子数6～30的烷基或烷氧基取代苯基。