[发明专利]一类发光聚合物及其无金属催化剂聚合方法与应用

说明书

一类发光聚合物及其无金属催化剂聚合方法与应用。本发明中菲并咪唑与π‑桥单元、弱供电子单元构建电子给受体型发光单元，这类发光单元中给体单元和受体单元具有较大的扭转角，实现强度适中的电荷转移，进而形成杂化局域电荷转移激发态，可以实现高能三线态向单线态反系间窜越，激子的百分之百利用。进一步通过非共轭烷基链连接HLCT发光单元，得到了一类基于菲并咪唑的发光聚合物。这类聚合物保持了发光单元的发射光谱、电子云分布、激发态能级等性质，具有HLCT特性。可用于制备高效率的有机电致发光器件。

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类含菲并咪唑的发光聚合物及其在电致发光器件中的应用。

背景技术

1990年，英国剑桥大学卡文迪许实验室首次发表利用共轭高分子PPV制备的聚合物薄膜电致发光器件，标志着聚合物发光二极管研究的开端。与蒸镀型的小分子发光二极管相比，聚合物发光二极管具有如下优势：(1)可通过溶液旋涂、卷对卷等湿法加工方式制备大面积薄膜；(2)共轭聚合物电子结构、发光颜色可以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材料结晶，从而提高器件稳定性。

传统的聚合物荧光材料仅能利用25％的单线态激子发光，使得其发光性能大大受限。为了解决激子利用率较低的问题，开发出了利用三线态激子发光的磷光材料、基于三线态反系间窜越的热活化延迟荧光TADF材料和基于三线态-三线态湮灭上转换的TTA荧光材料。然而，前两类材料很少有满足蓝光色坐标CIEy0.15的高效率材料，此外，这两类材料还面临着严重的效率滚降问题，不利于实际应用[Science China Chemistry,2014,57,335–345；Journal of Materials Chemistry C,2018,6,5577–5596]。而TTA荧光材料通过融合两个三线态激子形成一个单线态激子，激子利用率只有62.5％。除了上述材料外，还有一类具有杂化局域电荷转移(HLCT)激发态特征的荧光材料，这类基于高能电荷转移态的“热激子”材料可以实现高三线态能级到单线态能级的反系间窜越，实现激子的百分之百利用，为高性能聚合物发光材料的开发提供了新思路。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一类含菲并咪唑的发光聚合物。

本发明另一目的在于提供上述一类含菲并咪唑的发光聚合物的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述一类含菲并咪唑的发光聚合物在电致发光器件中的应用。

菲并咪唑单元是宽带隙、高稳定性、高荧光量子产率、载流子迁移率较高的单元，与弱供电性单元连接可以构建具有杂化局域电荷转移激发态发光特性的发光单元，提高激子利用率，构筑的发光聚合物可用于制备高效率的蓝光有机发光二极管。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一类含菲并咪唑的发光聚合物，其化学结构式如下所示：

式中，m为1～20的整数；

n为重复单元数，n＝1～100；

R为H、F、CN、碳原子数1～30的烷基、烷氧基或环烷基、碳原子数6～30的烷基或烷氧基取代苯基；

Ar₁、Ar₂、Ar₃、Ar₄分别独立地为碳原子数6～60的芳香族烃基或芳香族杂环基。

进一步地，所述的Ar₁、Ar₂、Ar₃、Ar₄独立地优选为如下化学结构或如下结构衍生物：

式中，R’为碳原子数1～30烷基或环烷基、碳原子数6～30的烷基或烷氧基取代苯基。