一類具有空間結(jié)構(gòu)的芘與芴共聚藍光材料，用芴醇與三苯胺類化合物反應(yīng)而得到空間結(jié)構(gòu)的共聚藍光材料，聚合物藍光材料的分子結(jié)構(gòu)通式如下所示。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于功能材料領(lǐng)域。利用芳環(huán)的親電取代反應(yīng)，制備了具有新穎空間結(jié)構(gòu)的芘、芴共聚藍光材料。 二
技術(shù)介紹
芴類藍光材料憑借優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性和較高熒光量子效率，成為最重要的新一代平板顯示技術(shù)和白光基色核心材料之一，是光電信息功能材料研究的熱點；而芘是一種大平面的稠環(huán)芳烴，具有很強的π電子離域能和較高的熒光量子效率，發(fā)深藍光。許多文獻將芘引入到聚芴類電致發(fā)藍光材料中，試圖結(jié)合芴的熱穩(wěn)定性和芘的高電荷遷移率率、導(dǎo)空穴能力，提高器件發(fā)光性能。如文獻(K.C.Wu，P.J.Ku，C.S.Lin，et al.，Adv.Funct.Mater.2008，18，67-75)用芘對位取代苯環(huán)(分子結(jié)構(gòu)式1)；文獻(S.Tao，Z.Peng，X.H.Zhang，P.F.Wang，C.S.Lee，S.T.Lee，Adv.Funct.Mater.2005，15，1716-1721)等用芘修飾芴，并在芴9位用各種材料支化(分子結(jié)構(gòu)式2)；文獻(F.Liu，W.Y.Lai，C.Tang，et al.Macromol.RapidCommun.2008，29，659-664)以芘為核心，齊聚芴為臂鏈合成了各種星形化合物(分子結(jié)構(gòu)式3)；文獻(S.Jiao，Y.Liao，X.Xu，et al.，Adv.Funct.Mater.2008，18，2335-2347)等人使用芘、三苯胺和蒽等對芴修飾(分子結(jié)構(gòu)式4)；文獻((a)F.Liu，L.H.Xie，C.Tang，et al.，Org.Lett.2009，11，3850-3853.(b)C.Tang，F(xiàn).Liu，Y.J.Xia，et al.，J.Mater.Chem.2006，16，4074-4080)分別用芘在芴的2、7、9位進行修飾得到系列化合物(分子結(jié)構(gòu)式5)。 分子結(jié)構(gòu)式2分子結(jié)構(gòu)式3 分子結(jié)構(gòu)式4分子結(jié)構(gòu)式5 上述芘和芴的齊聚物，結(jié)構(gòu)都為線性或支化型，研究結(jié)果表明將芘引入芴單元中，大幅度提高了聚芴材料的發(fā)光效率，電流效率可達5cd/A以上，發(fā)光亮度比聚芴材料高出10倍，超過10000cdm-2。但同時發(fā)現(xiàn)芘的單體結(jié)晶性能很強，熔點也比較低(～150℃)，將芘引入聚芴后，由于芘單元易形成分子堆積傾向性，常使材料薄膜熒光容易出現(xiàn)激基締合物的發(fā)射(長波發(fā)射)，最終導(dǎo)致器件性能下降。因此，引入芘單元后，在提高芴類材料發(fā)光效率、對載流子的傳輸能力以及降低材料驅(qū)動電壓的基礎(chǔ)上，如何有效避免芘單元的堆積，保證材料發(fā)光的飽和色純度、色穩(wěn)定性和延長器件壽命，最終實現(xiàn)穩(wěn)定、高效、純藍光發(fā)射，是本專利技術(shù)的出發(fā)點。 三
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)在單分散、空間立體結(jié)構(gòu)的芴類齊聚物上恰當(dāng)引入芘等富電子基團，利用多維方向伸展的芴臂鏈，防止芘、芴鏈聚集，使材料具有穩(wěn)定的無定型聚集狀態(tài)；憑借齊聚物中臂鏈間，臂鏈與核之間的非共軛連接形式，協(xié)同發(fā)揮芴、芘等基團各自的光電功能，達到有效結(jié)合芴的高熒光效率與芘的高電荷遷移率和空穴注入性能的目的。 本專利技術(shù)合成了芴醇結(jié)構(gòu)的含芘齊聚物(單體a，見化學(xué)反應(yīng)式1)。首先利用1-溴芘與2，7-二溴芴酮加成反應(yīng)，得到中間體；而后中間體與硼酸封端的齊聚芴進行Suzuki偶合反應(yīng)得到單體a。單體a的中間含芴醇結(jié)構(gòu)，中間芴的9位上連接芘，側(cè)鏈?zhǔn)侵炬湹娜〈?n為2-15)。單體b是三苯胺、咔唑類化合物(簡稱TPA)如N-(4-甲基)二苯基胺，三苯胺，咔唑及衍生物等，為核。 本專利技術(shù)利用芴醇與三苯胺類化合物反應(yīng)而得到空間結(jié)構(gòu)的聚合物藍光材料，其中芴類齊聚物是可顯藍光的基體材料，而芘具有高電荷遷移率率、導(dǎo)空穴能力。聚合條件將單體a和單體b溶解在溶劑中，加入單體a摩爾數(shù)的5-20％酸作催化劑，脫氧充氮3次后，加熱到50-120℃反應(yīng)數(shù)小時，脫水縮聚成聚合物，用色譜柱分離(洗脫液為二氯甲烷和石油醚)，產(chǎn)物為微黃色粉末固體，其中酸可以是硫酸、甲磺酸、對甲苯磺酸等。 由于芴的平面結(jié)構(gòu)，在9位上的取代基團扭曲于芴平面。通過中間三苯胺類化合物(核)連接的臂鏈齊聚芴幾乎垂直于核，象一根根硬棒位列于核的周邊，支開了聚芴分子鏈，最重要的是避免芘之間發(fā)生分子ππ聚集而導(dǎo)致器件黃光現(xiàn)象的產(chǎn)生，而且分子的空間結(jié)構(gòu)性有利于提高聚合物的溶解性。 本專利技術(shù)聚合物藍光材料的分子結(jié)構(gòu)通式為 式中n＝2～15，m＝3～6，TPA是三苯胺、咔唑類化合物(核)；聚合物數(shù)均分子量為3000～8000，聚合分散度為1.01～1.1，外觀為白色或微黃色粉末固體，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度100℃～240℃，5％熱分解溫度300℃～450℃，紫外光照射下聚合物顯藍色，相對9，10-diphenylanthrancene在環(huán)己烷中0.9的發(fā)光效率，本專利技術(shù)的聚合物藍光材料光致發(fā)光效率0.7～0.9。 化學(xué)反應(yīng)式1 四本專利技術(shù)具體實施例 例1 化學(xué)反應(yīng)式2 單體b是三苯胺，單體a是中間含芴醇的芴類齊聚物，中間芴的9位上連接芘。在硫酸的催化反應(yīng)下，單體b和單體a在對二甲苯溶劑中脫水縮聚成聚合物(見化學(xué)反應(yīng)式2)。用色譜柱分離(洗脫液為二氯甲烷和石油醚)，產(chǎn)物為微黃色粉末固體，產(chǎn)率為65％。聚合物數(shù)均分子量為3760，聚合分散度為1.03。聚合物主要性能玻璃化轉(zhuǎn)變溫度155℃，5％熱分解溫度400℃，在紫外光下呈藍色，相對光致發(fā)光效率0.75。 例2 單體b是咔唑衍生物，單體a是中間含芴醇的芴類齊聚物，中間芴的9位上連接芘。在甲磺酸的催化反應(yīng)下，單體b和單體a在均三甲苯溶劑中脫水縮聚成聚合物(見化學(xué)反應(yīng)式3)。用色譜柱分離(洗脫液為二氯甲烷和石油醚)，產(chǎn)物為白色或微黃色粉末固體，產(chǎn)率為75％，聚合物數(shù)均分子量為5050，聚合分散度為1.02。聚合物主要性能玻璃化轉(zhuǎn)變溫度184℃，5％熱分解溫度257℃，在紫外光下呈藍色，相對光致發(fā)光效率0.78。 化學(xué)反應(yīng)式權(quán)利要求1.一類具有空間結(jié)構(gòu)的芘與芴共聚藍光材料，其特征是聚合物藍光材料的分子結(jié)構(gòu)通式為式中n＝2～15，m＝3～6，TPA是三苯胺、咔唑類化合物；聚合物數(shù)均分子量3000～8000，聚合分散度1.01～1.1，外觀為白色或微黃色粉末固體，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度100℃～240℃，5％熱分解溫度300℃～450℃，紫外光照射下聚合物顯藍色，相對9，10-diphenylanthrancene在環(huán)己烷中0.9的發(fā)光效率，藍光材料光致發(fā)光效率0.7～0.9。全文摘要一類具有空間結(jié)構(gòu)的芘與芴共聚藍光材料，用芴醇與三苯胺類化合物反應(yīng)而得到空間結(jié)構(gòu)的共聚藍光材料，聚合物藍光材料的分子結(jié)構(gòu)通式如下所示。文檔編號C07C209/68GK101831289SQ20101018455公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日專利技術(shù)者全一武, 周宇, 盧煜, 范曲立, 陳慶民 申請人:南京大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一類具有空間結(jié)構(gòu)的芘與芴共聚藍光材料，其特征是聚合物藍光材料的分子結(jié)構(gòu)通式為： ＊＊＊ 式中ｎ＝２～１５，ｍ＝３～６，ＴＰＡ是三苯胺、咔唑類化合物；聚合物數(shù)均分子量３０００～８０００，聚合分散度１．０１～１．１，外觀為白色或微黃色粉末固體，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度１００℃～２４０℃，５％熱分解溫度３００℃～４５０℃，紫外光照射下聚合物顯藍色，相對９，１０－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｎｔｈｒａｎｃｅｎｅ在環(huán)己烷中０．９的發(fā)光效率，藍光材料光致發(fā)光效率０．７～０．９。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：全一武，周宇，盧煜，范曲立，陳慶民，
申請(專利權(quán))人：南京大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：84[中國|南京]
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