一种高效双色白光高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高效双色白光高分子材料及其制备方法，属于发光材料技术领域。本发明专利技术的高效双色白光高分子材料的化学结构式如右，其中，ｘ＝０．００００１－０．５。该发光材料的制备方法是以聚芴为蓝光构造单元，４，７－二（４－（Ｎ－苯基－Ｎ－（４－甲基苯基）氨基）苯基）－２，１，３－苯并噻二唑为橙光构造单元，通过共聚合的方式，将橙光工作单元以化学键的形式引入到蓝光高分子主链中，制得高效双色白光高分子材料。其单层器件的流明效率达到８．９９ｃｄ／Ａ。可用于背景光源和照明光源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高效双色白光高分子材料及其制备方法。
技术介绍
自从1990年英国剑桥大学的Burroughs等人首次报导聚对苯撑乙烯(PPV)的电致发光现象以来，高分子电致发光材料与器件(PLED)由于具有工艺简单、成本低廉、易于实现大屏幕显示和柔性显示等突出特点受到了人们的广泛关注和竞相投入。到目前为止，红色、绿色、蓝色高分子发光材料已经达到实用化的要求；相比之下，白色高分子发光材料的各项性能指标，包括效率、寿命、色坐标等，离实用化还有很大的差距，而白色高分子发光材料与器件在背景光源、照明光源、全色显示等方面却具有非常广阔的应用前景。通常白色高分子电致发光器件采取共混体系，主要包括两种有机/高分子染料(蓝光和橙光染料)或三种有机/高分子染料(蓝光、绿光和红光染料)的物理共混予以实现，但通过共混体系获得的白色高分子电致发光器件存在颜色不稳定(颜色明显依赖于驱动电压)和发光效率较低等实际问题。在前期研究工作中，专利技术人提出了通过化学掺杂(有机染料分子在高分子发光材料的分子水平分散)实现单一高分子发射颜色稳定白光的新途径，即在蓝光高分子中引入少量的橙色发光单元构造分子分散型单一白光高分子体系。这个突破性进展推动了白光高分子材料与器件的深入研究和实用化进程。例如通过在蓝光聚芴高分子发光材料中引入少量的橙光萘酰亚胺单元，得到了光谱非常稳定的白色电致发光高分子，其单层器件的效率达到3.8cd/A，色坐标是(0.35，0.32)，但其效率离实用化尚有很大距离(中国专利申请号200410010770.0，美国专利申请号11/042,193)。
技术实现思路
本专利技术的目的是发挥单一高分子能够实现颜色稳定白光发射的突出优点，通过提高橙光染料发光效率，克服白光高分子材料与器件效率较低的缺点，提供一种高效、颜色稳定的分子分散型双色白光高分子材料及其制备方法。本专利技术的一种高效双色白光高分子材料是以聚芴为蓝光构造单元，以4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑为橙光构造单元，通过共聚合的方式，将橙光构造单元以化学键的形式引入到蓝光高分子主链中，实现橙光单元在蓝光聚合物主体中的分子水平分散。通过调节橙光构造单元的含量，实现蓝光高分子主体向橙光单元的不完全能量转移，并实现蓝光高分子主体和橙光构造单元的同时发光。通过调节蓝光和橙光的相对强度，继而实现发白色发光的高效双色白光高分子材料。本专利技术的一种高效双色白光高分子材料是以聚芴为蓝光构造单元，以4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑为橙光构造单元，其化学结构式如下 其中，x＝0.00001-0.5。这种双色白光高分子材料的制备方法如下(1)9，9-二辛基-2，7-二溴芴的制备在容器中加入1摩尔的2，7-二溴芴、2-10摩尔的1-溴辛烷、0.02-0.10摩尔的四丁基溴化铵及体积比为2-5的甲苯和水，2，7-二溴芴的质量和甲苯与水的体积和的比例为0.05-0.2g/ml；还加入3-50摩尔的氢氧化钠，在氮气保护下反应12小时，然后将反应产物倒入水中，分离有机相，反复水洗数次后，干燥、浓缩，重结晶，获得9，9-二辛基-2，7-二溴芴；(2).)9，9-二辛基-2，7-二(三亚甲基硼酸酯基)芴的制备在氮气保护下，9，9-二辛基-2，7-二(三亚甲基硼酸酯基)芴的制备在容器中加入1摩尔的2，7-二溴芴及四氢呋喃；2，7-二溴芴的质量和四氢呋喃的体积的比例为0.05-0.2g/ml；冷却到-78℃，然后往容器中加入2.0-2.5摩尔的正丁基锂的正己烷溶液；反应1小时后，再往容器中加入2.0-3.0摩尔的硼酸三甲酯；室温反应15小时；然后往容器中加入2-10摩尔的稀盐酸；室温反应1小时。将反应混合物倒入水中，分离有机相，反复水洗数次后，干燥、浓缩，得到的固体用甲苯溶解，固体的质量和甲苯的体积比为0.05-0.20g/ml，再加入2-3摩尔的1，3-丙二醇；回流反应12小时，得到9，9-二辛基-2，7-二(三亚甲基硼酸酯基)芴(3)4，7-二(4-(N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备在氮气保护下，在容器中加入1摩尔的4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑、2.0-3.0摩尔的三丁基(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)锡、0.01-0.02摩尔的四(三苯基膦)合钯和甲苯；4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑的质量和甲苯的体积比为0.05-0.2g/ml；100℃反应24小时，得到4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑；在容器中加入1摩尔的4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.05-1.0摩尔的四丁基三溴化铵及二氯甲烷；4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑的质量和二氯甲烷的体积的比为0.02-0.10g/ml；反应2小时，得到4，7-二(4-(N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑。(4)双色白光高分子材料的制备在氮气保护下，在容器中加入1摩尔的9，9-二辛基-2，7-二(三亚甲基硼酸酯基)芴、0-0.99998摩尔的9，9-二辛基-2，7-二溴芴、0.00002-1摩尔的4，7-二(4-(N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.03-0.1摩尔的甲基三辛基氯化铵、甲苯及2摩尔/升的碳酸钾水溶液；9，9-二辛基-2，7-二(三亚甲基硼酸酯基)芴的质量和甲苯的体积比为0.01-0.10g/ml；甲苯和碳酸钾水溶液的体积比为3-7；在氮气保护和50-100℃温度，加入0.0001-0.10摩尔的四(三苯基膦)合钯；搅拌反应24-120小时，经氯仿萃取、水洗、干燥、浓缩、甲醇沉降、溶剂抽提和真空干燥，最后获得纤维状双色白光高分子材料。专利技术人选择4，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-苯并噻二唑为橙光构造单元，聚芴为蓝光构造单元，通过共聚合的方法得到了高效率的白光聚合物。本专利技术在发挥白光聚合物光谱稳定的优点的基础上，提高了白光聚合物的电致发光效率，单层电致发光器件性能如下启动电压3.5V，最大亮度12300cd/m2，电致发光最大流明效率为8.99cd/A，最大能量效率为5.751m/W。使白光聚合物单层器件的效率基本达到了实用化的要求。该白光聚合物的特点是电致发光效率高，能耗低，电致发光光谱稳定，器件制备工艺简单，成本低。可以与滤光片合用实现聚合物电致发光二极管的全彩色显示，也可以用作液晶显示的背景光源材料，也可以用作照明。附图说明图1是双色白光高分子P1的固态吸收光谱和荧光发射光谱。图2是双色白光高分子P1的单层器件的流明效率和功率效率(器件结构ITO/PEDOT/P1/Ca/Al)。图3.是双色白光高分子P1的标准单层器件在不同驱动电压下的电致发光光谱(器件结构ITO/PEDOT/P1/Ca/Al)。具体实施例方式实施例14，7-二(4-(N-苯基-N-(4-甲基苯基)氨基)苯基)-2，1，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效双色白光高分子材料，其化学结构式如下：＊＊＊其中，ｘ＝０．００００１－０．５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王利祥，刘俊，程延祥，耿延候，谢志元，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]