[发明专利]一种带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料及制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机发光材料技术领域，具体涉及一种带有空穴传输基团的聚硅芴发 光材料及制备与应用。

背景技术

自1977年日本科学家白川英树发现聚乙炔导电以来，这种被称为“第四代高分子 材料”的导电聚合物以其突出的光电性能吸引了众多科学家进行研究。与具有相同或相近 用途的无机材料相比，导电高分子具有密度低、易加工等优点。由于这类材料结构的共轭特 性，使它能传输电荷、受激发光、从而能够或可能在许多电子或光电子器件上得到应用，如 高分子发光二极管、光伏打电池、场效应管等。潜在的应用前景和广泛的应用领域促使科学 家竞相研究这类具有光电活性的共轭材料，如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯撑乙 烯、聚芴等。

1990年剑桥的科学家发现了聚苯撑乙烯具有电致发光性能，从而开创了聚合物发 光二极管领域。由于聚合物发光二极管可能成为下一代平板显示器，近二十年里，人们开发 了数量众多的发光聚合物。要制作显示器需要红绿蓝三基色材料，目前红色和绿色材料的 性能已经达到实用要求，但蓝色发光材料仍然效率偏低。蓝色材料大多采用芴基材料，最早 是Dow化学公司的专利。

2005年Holmes和我们小组分别报道了聚2，7-硅芴(请参考CHANKLet al.JournalofAmericanChemicalSociety.2005,127:7662)和聚3，6-硅芴(请参考Mo, YQetal.ChemicalCommunications.2005：4925-4926)两种新型材料，从而突破了聚芴为 主链的发光材料的限制。2011年我们报道了芳基取代的聚硅芴(Mo,YQet al.Macromolecules2011,44(1):17–19)，并申请了专利(申请号：2010102329227，公告号： CN101885835B)。以上的材料未在侧基上引入空穴传输基团，启动电压3.2～3.4V，效率为 2.3cd/A，2.2％。聚硅芴中的硅原子原子半径大，抗氧化能力比碳强，并且有较高的热稳定 性。而且用硅芴为主体合成的共聚物有很好的光伏特性(请参考Wang,EGetal.Applied PhysicsLetters.2008:92:033307)，因此聚苯基硅芴在电致发光、光伏电池、非线性光学 和传感领域将有很好的应用前景。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的首要目的在于提供一种带有空穴传输基团的聚硅芴 发光材料。

本发明的另一目的在于提供一种上述带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料的制 备方法。

本发明的再一目的在于提供上述带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料在电致发 光器件、光伏电池、非线性光学器件或传感器件中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料，所述发光材料具有如下结构通式：

式中Hole指空穴传输基团。

优选地，所述空穴传输基团为如下任一项所述的烷基或烷氧基取代的咔唑或三芳 基胺：

式中R₁和R₂表示相同或者不相同的H或C1～C20的烷基或烷氧基，但R₁和R₂不同时 为H；所述的空穴传输基团通过烷基或烷氧基与硅相连或通过咔唑或三芳基胺上的芳基与 硅相连。

优选地，所述的聚硅芴发光材料具有如下任一项所述的结构式：

式中R和波浪线表示C1～C20的烷基或烷氧基。

上述带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料的制备方法，包括如下制备步骤：将2, 2'-二碘-4,4'-二溴联苯与丁基锂和四氯化硅反应，得到9,9'-二氯硅芴；将带有溴原子的 咔唑或三芳基胺与丁基锂或金属镁反应得到相应的有机锂或格氏试剂，然后将所得有机锂 或格氏试剂加入到9,9'-二氯硅芴的溶液中反应，得到侧基带有咔唑或者三苯胺的2,7-二 溴硅芴单体，最后将单体通过Stille偶联反应或者Yamamoto偶联反应等方法进行聚合，得 到带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料。

上述带有空穴传输基团的聚硅芴发光材料在电致发光器件、光伏电池、非线性光 学器件或传感器件中的应用。

相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：