[发明专利]含氟低聚倍半硅氧烷改性超支化共聚物及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种含氟低聚倍半硅氧烷改性超支化共聚物，含有摩尔百分含量0.9～19.9%的螺[3.3]庚烷‑2,6‑二螺芴支化中心结构单元、摩尔百分含量80～99%的含氟低聚倍半硅氧烷改性芴单体单元和9,9‑二辛基芴单体单元线型无规排列的超支化链结构单元、以及摩尔百分含量0.01～0.1%的4,7‑双(5‑噻吩基)‑2,1,3‑苯并噻二唑调光基团结构单元，其数均分子量Mn=4000～15000。本发明超支化共聚物作为有机发光材料应用于有机电致发光器件中能够发射稳定白光，优化器件界面问题，提高器件的稳定性和寿命。

技术领域

本发明属于超支化白光共聚物制备技术领域，涉及一种利用笼状多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)为改性材料的基于螺[3.3]庚烷-2,6-二螺芴支化中心的超支化白光共聚物，以及该共聚物的制备方法。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)使用的有机发光材料主要可以分为两类：小分子发光材料和聚合物发光材料。

从实验提纯上来看，小分子发光材料更容易提纯，在制备OLED时采用真空镀膜的方式，发展较聚合物发光材料更加成熟。同时，以小分子发光材料制备的有机电致发光器件具有高发光效率、高亮度、良好的化学修饰性、寿命长等特点。

但是，由于小分子发光材料的抗氧化性和隔水能力普遍不高，导致在以其制备OLED时需要真空蒸镀，工艺复杂，成本高。此外，以小分子发光材料制备的OLED大多为多层设备，需要添加诸如电子和空穴传输层、激子阻挡层等多个有机层，层数较多导致产生层间缺陷，间接的引起载流子注入和传输的势垒，使得器件的启亮电压上升，影响了器件的光谱稳定性和发光效率，降低了器件的效率和寿命。

与小分子发光材料相比，聚合物发光材料在器件制备上可以采用工艺较简单、成本低的大规模旋涂方法，还可以采用更为先进的制备方法，如喷墨印刷等，在大尺寸显示屏的制作上，较小分子发光材料来说，聚合物发光材料的成本更低。

因此，聚合物发光材料具有以下特点：l）、聚合物发光材料具有良好的成膜性及可加工性，可通过旋涂、印刷等湿法制备方法制成大面积薄膜；2）、共轭聚合物具有良好的粘附性、刚性强度、热稳定性和化学稳定性；3）、其化学结构、能级、发光颜色均具有可调节性，即通过改变链间和链端的官能团和化学修饰聚合物的分子结构等，可方便地调节其化学结构、能级和发光颜色，且发光颜色几乎可以覆盖整个可见光区域。

聚合物发光材料按形状可以分为线性聚合物和非线性聚合物两大类，而非线性聚合物又包括有树枝状聚合物，星型聚合物，侧链悬挂型，主链嵌入型以及超支化聚合物等多种。在初期研究较多的是线性聚合物，但是线性聚合物的缺陷是材料在固态时容易产生链堆积从而导致聚集猝灭，影响器件的发光效率和寿命。因此，人们将目光逐步转向了超支化聚合物发光材料。

超支化聚合物不同于线性聚合物的显著特点是具有一定三维空间结构的分子能够互相穿插，排列具有随机性，能够大幅度的降低类似线性聚合物固态聚集导致荧光猝灭的概率，且易于形成非晶薄膜。此外，这种分子在空间上具有较大的空间位阻，能够很好的防止分子间的链堆积，有效提高聚合物发光材料的发光性能、器件寿命以及光谱稳定性，对于降低共轭刚性分子的聚集也是一个绝佳的选择。超支化聚合物还可以不用控制聚合条件，通常使用铃木反应就能实现，合成工艺简单易行，提纯较于树枝型聚合物更加方便，可通过索氏提取提纯聚合物，简化操作工艺，降低了材料合成的工作量，提高效率，促进商业化的应用。因此，超支化聚合物成为了众多学者争相研究的对象。

多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes，POSS)是一种性能优良的多功能化基团，具有有机/无机杂化的笼状结构，可以被引入到各种各样的材料中而提高其热稳定性、抗氧化性、机械韧性、透光性、电导率和溶解性等，主要应用于航空航天、防护涂料、杂化薄膜、碳纳米管、催化剂和多孔吸附剂等领域。同时，POSS也可以对有机发光材料进行改性，通过改变材料本身的性能，达到提升OLED能效与寿命的目的。