[發(fā)明專利]一種紅綠光發(fā)射共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810220497.2
• 申請(qǐng)日: 2008-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101445588A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章勇;候瓊;鄭樹(shù)文;李述體;范廣涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G61/02
• 分類號(hào): C08G61/02;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 陳 衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅綠光發(fā)射共軛聚合物及其制備方法和在銦鎵氮(InGaN)基白光LED中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著以氮化物為基礎(chǔ)的高亮度藍(lán)光/紫光LED應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，氮化物白光發(fā)發(fā)光二極管(LED)已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，白光LED將成為繼白熾燈、熒光燈之后的第三代照明光源。目前實(shí)現(xiàn)氮化物白光LED廣泛采用的方案有兩種：(1)以InGaN基藍(lán)光或紫光LED為基礎(chǔ)光源，通過(guò)熒光粉實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換；(2)多芯片混色的白光LED。由于后者發(fā)光全部來(lái)自發(fā)光二極管，因此，制作成本較高，另外由于三種顏色發(fā)光二極管之間老化特性的差異，常導(dǎo)致發(fā)光過(guò)程中變色。目前普遍采用InGaN基藍(lán)光或紫光LED加熒光粉的方法，但是，無(wú)機(jī)熒光粉一般面臨著光致轉(zhuǎn)換效率低及色散指數(shù)(CRI)差等缺點(diǎn)。另一方面，有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光材料由于制作簡(jiǎn)單、成本低、熒光效率高等特點(diǎn)在信息顯示領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用，特別是共軛聚合物，通過(guò)化學(xué)修飾能很容易實(shí)現(xiàn)各種顏色發(fā)光，許多共軛聚合物表現(xiàn)出有較高的光致發(fā)光效率，更重要的是共軛聚合物的PL發(fā)射光譜與吸收邊有較大的遷移，表現(xiàn)出較小的自吸收。共軛聚合物薄膜具有較小的自吸收對(duì)于InGaN基白光LED應(yīng)用具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)InGaN基LED的共軛聚合物熒光轉(zhuǎn)換材料形成方式主要途徑：(1)在聚合物中添加有機(jī)發(fā)光染料組成混合體系的熒光轉(zhuǎn)換材料；(2)兩種或兩種以上聚合物共混體系的熒光轉(zhuǎn)換材料。這種共混方式形成的薄膜容易產(chǎn)生聚合物分子鏈的聚集及導(dǎo)致發(fā)射光譜不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服已有技術(shù)的不足，目的在于提供一可在300nm～500nm光線激發(fā)下發(fā)出500nm～800nm光線、適合于高顯色指數(shù)的InGaN基發(fā)光二極管應(yīng)用的、紅綠光發(fā)射共軛聚合物。

本發(fā)明的另一目的是提供一種方法簡(jiǎn)單的制備上述共軛聚合物的制備方法。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供上述紅綠光發(fā)射共軛聚合物的應(yīng)用。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種紅綠光發(fā)射共軛聚合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如式I：

其中：R為烷基；x＝0.05～0.45，y＝0.00001～0.0005。

本發(fā)明的紅綠光發(fā)射共軛聚合物是一種由三種單元化合物構(gòu)成的單鏈芴基無(wú)規(guī)共聚物，三種單元按式I所示的連接順序，每個(gè)括號(hào)中為一種單元，依次可用英文表示為：PFO_1-x-y-BT_x-DBT_y，其中，PFO代表9，9-二烷基芴(DAF)；BT代表2，1，3-苯并噻二唑；DBT代表4，7-雙(2’-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑；0.05≤x≤0.45；0.00001≤y≤0.0005。

本發(fā)明的單鏈紅綠光發(fā)射共軛聚合物的芴鏈段(DAF)是起寬帶隙單元及向窄帶隙轉(zhuǎn)移能量的作用；2，1，3-苯并噻二唑(BT)是綠光發(fā)射單元；4，7-雙(2’-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑(DBT)是紅光發(fā)射單元，這三種單元是以化學(xué)共軛鍵的方式連接在聚合物主鏈上，通過(guò)調(diào)控分散在聚烷基芴主鏈上綠光單元和紅光單元的含量，在分子鏈內(nèi)進(jìn)行不完全能量轉(zhuǎn)移從而實(shí)現(xiàn)紅綠雙色的均衡發(fā)射，然后與InGaN基藍(lán)光LED芯片配合而形成可見(jiàn)光內(nèi)的白光發(fā)射。

本發(fā)明的紅綠光發(fā)射共軛聚合物的制備方法，是將9，9-二烷基芴、2，1，3-苯并噻二唑和4，7-雙(2’-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑通過(guò)Suzuki偶合反應(yīng)在鈀催化下進(jìn)行無(wú)規(guī)共聚，然后經(jīng)沉淀、過(guò)濾、干燥得到。

所述干燥優(yōu)選真空烘干。

上述制備方法優(yōu)選的步驟是：

將經(jīng)過(guò)純化的2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜硼烷-二基)-9，9-二烷基芴、2，7-二溴-9，9-二烷基芴、4，7-雙(5’-溴-2’-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑(DBT)和4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑(BT)溶于甲苯和2M?Na₂CO₃水溶液中，然后再加入(PPh₃)₄Pd(0)(2.0-0.5mol％)以及表面乳化劑Aliquat?336適量，在氬氣或氮?dú)鈿夥障禄亓鲾嚢?2～48h后，加入少量的2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜硼烷-二基)-9，9-二辛基芴反應(yīng)6h，接著加入溴苯封端，然后用甲醇沉淀，過(guò)濾，再用丙酮洗滌3小時(shí)以除去低聚物和催化劑殘?jiān)卯a(chǎn)物空氣中干燥過(guò)夜，真空干燥24小時(shí)。

本發(fā)明紅綠光發(fā)射共軛聚合物的應(yīng)用，是在制備銦鎵氮(InGaN)基白光LED中的應(yīng)用。