[发明专利]聚芴衍生物、发光二极管的发光层及其制备方法

说明书

本发明公开聚芴衍生物、发光二极管的发光层及其制备方法。本发明将S,S‑二氧‑二苯并噻吩单元的芴进行Suzuki聚合反应，得到所述侧链含S,S‑二氧‑二苯并噻吩单元或S‑氧‑二苯并噻吩单元或二苯并噻吩及其衍生物的聚芴衍生物。本发明在聚芴衍生物的侧链修饰电子传输单元，与空穴传输占主导的主链形成互补，主链并不与吸电性的S,S‑二氧‑二苯并噻吩直接共轭，使聚合物由于同时含有电子传输单元和空穴传输单元，且保持了聚合物的光谱纯度及稳定性，有利于器件效率的提高，同时具有良好的溶解性，可用于聚合物发光二极管发光层的制备。

技术领域

本发明属于有机光电技术领域，具体涉及聚芴衍生物、发光二极管的发光层及其制备方法。

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。同时强吸电性的S,S-二氧-二苯并噻吩单元的引入会使主链内形成ICT态，不利于光致发光效率的提高，因此提高载流子传输平衡提高光致发光效率是提高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

本发明的首要目的是提供一种聚芴衍生物及其制备方法，本发明的次要目的是提供一种发光二极管的发光层及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下，

一种聚芴衍生物，所述聚芴衍生物的侧链含S,S-二氧-二苯并噻吩单元或S-氧-二苯并噻吩单元或二苯并噻吩及其衍生物，所述聚芴衍生物的侧链化学结构式如(I)所示：

式中，x₁、x₂为单元组分的摩尔分数，且0x₁0.5，0≤x₂0.5，x₁+x₂≤0.5；

n为重复单元，n＝10～1000之间的整数；

R₁、R₂为碳原子数6～30的烷基、碳原子数6～30的环烷基或碳原子数6～30的烷氧基取代苯基；

Ar₁、Ar₂为所述R₁或S,S-二氧-二苯并噻吩单元或取代的S,S-二氧-二苯并噻吩单元；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。