[发明专利]共轭有机格子纳米聚合物及其制备和应用方法

说明书

发明是一种共轭有机格子纳米聚合物及其制备和应用方法，具体为一种以有机纳米格子为单体的共轭型纳米聚合物，该材料不同于前期的格子类纳米聚合物设计，它具有连续的共轭骨架，其具体结构如下：该共轭型纳米聚合物材料不仅具有聚合物的可溶液加工特点、纳米的骨架刚性和良好机械特性，而且因为主链共轭具有良好的电荷传输特性而具有一系列优势，具体包括：1)荧光量子效率高；2)具有良好的热稳定性、光谱稳定性及电化学稳定性；3)发射光谱位置可调控。在高迁移率发光材料方面具有巨大潜力，在有机电致发光和有机激光上具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域。具体涉及一种有机纳米格子共轭聚合物材料及其制备方法，在有机电致发光、有机激光等领域具有潜在的应用价值。

背景技术

早在1977年，黑格尔等三位科学家就发现了聚乙炔具有导电性，到1990年，英国卡文迪许实验室首次报道了可溶液加工的聚合物发光二极管。自此，聚合物半导体材料开始受到广泛的研究和报道，因此，2000年诺贝尔化学奖授予三位在导电聚合物领域做出突出贡献的科学家。与此同时，其它基于共轭聚合物的有机电子器件，包括有机场效应晶体管(OFET)、有机太阳能电池(OPV)、有机存储器(Memory)、生物传感(Sensor)和有机激光(Laser)等领域也因此而兴起，并蓬勃发展，同时面向市场化。塑料电子产品的优点在于材料制备成本低、重量轻、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。因此，不断发掘新材料结构，使其获得更高的载流子传输特性更高的发光效率，是发展更高效的有机电子、光子以及光电器件效率和寿命关键因素，是促进高速发展的塑料电子领域最终面向市场的驱动力之一。

目前为止，新材料的合成已经过了井喷的时代。尽管有机半导体的主要优势有柔性、大面积、成本低、可溶液加工等，但是也存在不足之处，即稳定性不能达到商业化要求，如光谱稳定性、热稳定性、机械稳定性等严重阻碍了其发展。以芴基半导体为代表的小分子和聚合物仍存在巨大问题(Chinese Journal of Polymer Science 2017,35(2),155-170.)，不管怎样优化器件结构都很难突破其瓶颈。目前来看，无论从材料的发光特性还是载流子迁移率以及稳定性等方面，有机材料都无法超越无机的宽带隙蓝光半导体。因此从本质与源头出发，开展分子设计超越共轭聚合物的局限是关键所在，包括实现类无机的热激子和带传输模式等。纳米聚合物是一类兼有有机聚合物加工属性和纳米材料优势的一类新型材料。通过纳米格子单体的设计，然后通过聚合可以实现高性能材料。我们前期设计合成的纳米聚合物都是共轭阻断型结构，这不利于载流子链内传输(Chinese JournalofPolymer Science 2017,35(1),87-97.)。共轭纳米聚合物有望成为解决以上问题的有效策略。已经公开的一项专利(CN201510728912.5)中提出了纳米格子和纳米聚合物的概念，申请保护了一类纳米聚合物，即共轭打断型纳米聚合物。本发明专利涉及的是基于纳米格子的共轭型纳米聚合物。其区别在于本发明专利涉及的共轭型纳米聚合物具有更长的共轭结构，能更有效地调控纳米聚合物能级及其光电性质，有望用于发光及光电转换器件领域。该材料具有如下优点：(1)荧光量子效率高；(2)具有良好的热稳定性、光谱稳定性；(3)发射光谱位置可调控。可以预期此类材料将成为具有商业化潜力的有机光电功能材料。

发明内容

技术问题：本发明目的在于提供了一种共轭有机格子纳米聚合物材料及其制备和应用方法，该材料具有良好的光谱稳定性及热稳定性，指出了该材料在有机电致发光有机激光等有机电子领域具有潜在的应用价值。

技术方案：本发明的一种共轭有机格子纳米聚合物，该纳米聚合物是通过将刚性的芴基纳米格子单元共轭连接得到的，其结构式如下：