[发明专利]一种基于三并茚基元的多臂结构光电功能材料

说明书

技术领域

本发明属光电材料与应用技术领域，具体涉及一种多臂结构光电功能材料，它以苯基咔唑修饰的三并茚为核、以寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物，可作为发光材料广泛应用于有机发光器件，特别是稳定高效蓝色有机电致发光薄膜器件。 

背景技术

在有机光电子薄膜器件的应用中，为了获得优良的器件性能，要求材料要有良好的成膜性能。小分子材料通常可以通过真空蒸镀形成致密的薄膜，但是小分子薄膜在器件工作过程中易于结晶产生相分离，导致薄膜均一性的破坏，影响器件的发光效率、稳定性和使用寿命。高分子聚合物材料由于具有长的分子链和比较高的分子量容易通过简单、廉价的溶液法(如旋涂、喷墨打印、丝网印刷等)形成高质量的无定形薄膜，但是其器件性能极大地受到聚合物材料的纯度和发光效率的影响。多分散高分子量的聚合物材料的纯化和痕量催化剂的去除实际上存在很多的困难，一直是高分子聚合物发光材料比较棘手的问题。另一方面，由于线形刚性共轭聚合物分子链间易于形成π-π堆积而引起的分子间的聚集，也会导致非辐射或弱发射生色团的增加和荧光量子效率的降低。为了克服这个问题，人们提出了各种不同的分离π-共轭刚性分子链相互作用的技术和方法，包括将聚合物材料在玻璃化转变温度上退火处理、合成嵌段共聚物和引入位阻大的侧基等等。 

在我们前期的研究工作中，构建了一系列单分散特征的多臂结构的光电功能材料(Chem.Commun.2006，1959；Macromolecules 2006，39，3707；Adv.Funct.Mater.2009，19，2844；Adv.Mater.2009，21，355；Chem.Eur.J.2010，16，8471)。它们具有明确的化学结构、可以得到相当高的化学纯度。研究结果显示这一类多臂结构材料可以有效地抑制分子间的相互作用，增强材料在凝聚态时的光发射性能，是一类非常具有应用潜力的光电功能材料。同时这一类材料具有高度的无定形性能，可以通过简易的溶液成膜方式制备高性能的薄膜器件。另一方面，为了 增强单分散材料的成膜性能，需要尽可能地增加单分散材料的分子量同时又要求保持多臂结构材料的高纯度和良好的光发射性能。这样，通过引入更多的枝臂来构建更复杂的多臂结构材料就成为一种有效的方式。更多臂的引入将大大增加材料的分子量，使材料具有高分子材料的特征，将能更好地增强单分散材料的成膜性能，从而更好地融合高分子材料的优异加工性能和单分散材料的高纯度的特点以实现更高性能的有机薄膜器件。因此，它们也将会是更具有应用潜力的有机光电功能材料。 

另一方面，芴基衍生物材料具有一系列的显著优势如优异的蓝光发射性能和良好的化学修饰性，得到广泛研究。一个缺陷就是芴结构单元的9位容易被氧化而产生芴酮缺陷，导致材料的发光强度和色纯度的显著变化；同时线形芴基聚合物材料存在明显的分子间相互作用，容易受到聚集的影响；另外聚合物材料的化学纯度不容易得到提高。这些因素严重制约了高性能蓝光聚合物材料的开发和应用。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于三并茚基元的多臂结构光电功能材料，它以苯基咔唑修饰的三并茚为核、以寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物，该多臂结构材料可作为发光材料广泛应用于有机发光器件，特别是稳定高效蓝色有机电致发光薄膜器件。 

技术方案：本发明提出一种苯基咔唑修饰的三并茚为核、以寡聚芴为枝臂的多臂结构芴基衍生物，其结构如下式I所示： 

其中， 

R为C1-C30的烷基； 

Ar为共轭结构的荧光生色团，选自烷基芴、芳基芴等芴的衍生物； 

X为封端基团，选为氢； 

n代表Ar的数目，具体为1-3之间的自然数。 

所述的Ar选为芴基衍生物时，该材料具有通式II的结构： 

其中， 

R为C1-C30的烷基；R1、R2各自独立为C1-C30的烷基、C6-C30的芳基、C6-C30的芳烷基； 

X为封端基团，选为氢； 

n代表Ar的数目，具体为1-3之间的自然数。 

所述的X端基基团选为氢时，该材料具有如通式III的结构： 

其中，R、R1、R2各自独立为C1-C30的烷基；n代表Ar的数目，具体为1-3之间的自然数。