含有低聚对亚苯基单元的聚合物、其制备方法和应用技术

技术编号:3700014 阅读:178 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种含有低聚对亚苯基单元和至少一种式(A↓[k]B)↓[n]的结构元的聚合物,式中符号和下标有以下含义: A为下式所示的相同的或不同的单元 *** B为下式所示的相同的或不同的单元 *** Y为相同的或不同的,为E-CR↑[9]=CR↑[10]-、-C≡C-或-CHR↑[11]-CHR↑[12]; R↑[1]、R↑[2]、R↑[3]、R↑[4]、R↑[5]、R↑[6]、R↑[7]、R↑[8]、R↑[9]、R↑[10]、R↑[11]、R↑[12]、在各个结构元中各自独立为相同的或不同的,为H;有1-22个碳原子的直链或支链烷基,其中一个或多个不相邻的CH↓[2]基也可被-O-、-S-、-SO↓[2]-、-COOC-、-O-OC-和/或亚苯基替代、;或为芳基或芳氧基,其中这些基团中的芳族单元可被C↓[1]-C↓[22]烷基、C↓[1]-C↓[22]烷氧基、Br、Cl、F和/或CN取代;或为Br,Cl,F,CN或有2-23个碳原子的烷氧基羰基; K为1-25; n为1-200。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
对主要用于显示元件、VDU(可见显示装置)技术和照明工程领域的各种应用场合,大面积固态光源有巨大的工业需求。目前,任何一种现有技术仍不能完全满足这些光源的需要。一些时间以来,已使用电致发光(EL)材料和装置、如光发射二极管作为常规显示和/或照明元件、如白炽灯、气体放电管和非自照明液晶显示元件的替代品。除无机电致发光材料和装置外,低分子量有机电致发光材料和装置已经知道约30年了(参见如US-A-3172862)。但是,一直到最近,这样的装置仍受其实际应用范围的很大限制。WO90/13148和EP-AO443861公开了含共轭聚合物膜作为光发射层(半导体层)的电致发光装置。这样的装置有许多优点,如有可能用简便和廉价的方法生产大面积挠性显示材料。与液晶显示材料相比,电致发光显示材料是自照明的,所以不需要另外的返照明光源。如WO 90/13148公开的典型电致发光装置含有一个包含至少一种共轭聚合物的、以薄的、粘结的聚合物膜形式存在光发射层(半导体层)。第一接触层与半导体层的第一表面接触,而第二接触层与半导体层的另一表面接触。对于在两接触层之间施加电场时将引入半导体层的电荷载体来说,半导体层的聚合物膜有足够低的非本征电荷载体浓度,以致一个接触层相对于另一接触层变成正的,从而半导体层发射出幅射。在这样的装置中使用的聚合物是共轭的。对于本专利技术来说,共轭聚合物是一种沿主链有离域电子体系的聚合物。离域的电子体系使聚合物产生半导体性质,并使它能够高移动性地输送正电荷载体和/或负电荷载体。WO90/13148公开了聚(对亚苯基-亚乙烯基)作为光发射层的聚合物材料,并建议在这样的材料中苯基被杂环或稠合的碳环体系代替。此外,聚(对亚苯基)PPP也用作电致发光材料(G.Grem,G.Ledetzky,B.Ullrich,G.Leising,合成材料,1992,51,383)。合成和加工PPP的主要问题是,这种材料甚至在很低的聚合度下也不溶和不熔融。使用前体的途径(参见,如D.G.H.Ballard等,化学学会志,化学通讯,1983,954),有可能合成出相当高分子量的PPP,并有可能在预聚合物阶段加工它。但是,这些材料有不完全的芳构化和/或邻位键联,还有其他的结构缺陷。为了提高PPP的可加工性并可能合成有更高聚合度的材料,已制备出有烷基或烷氧基侧链和高溶解性的衍生物(F.L.Klavetter,G.G.Gustavson,A.J.Heeger,PMSE芝加哥会议,1993,69,153)。GB-A-1092824公开了可用二卤代对二甲苯衍生物脱卤化氢或用Wittig反应制备的聚(对亚联苯基-亚乙烯基)(H.H.Horhold,J.Opfermann,纤维研究和纺织品技术,1974,25,108)。但是,第一种方法不能达到完全消除卤化氢的程度。此外,在这两种合成方法中,有顺式结构的双键含量有时是相当大的。此外,聚(对亚联苯基-亚乙烯基)在所有已知的溶剂中是不溶的。它只能作为溶液中的沉淀物制得,并只可能例如用烧结技术进一步加工。因此,不可能生产均匀的聚合物薄膜。通过在亚联苯基单元的2-和2’-位中引入甲基取代基,可使聚(对亚联苯基-亚乙烯基)的溶解性提高(A.Greiner,H.Martelock,A.Noll,N.Siegfried,W.Heifz,聚合物,1991,32,1857),但这会使两个苯基单元相当大地扭曲,它会引起电致发光发射最大值的不利位移,并且还通过减少共轭使电致发光的量子数量减少。在全氯化形式的聚(对亚联苯基-亚乙烯基)中,UV吸收最大值强的兰色位移(P.Fors,L.Julla’,J.Riera,J.M.Tura,J.Saulo’,聚合科学杂志,A辑聚合化学,1992,30,2489)表明,苯基-苯基键中所有的2位上的四个很大的氯取代基产生一些相同的问题。此外,多氯化的联苯的毒性很大并在生态上是有害的。虽然用这些材料中的一些材料能得到良好的结果,但是例如色纯度仍不能令人满意。此外,使用迄今已知的聚合物实际上不能产生兰色-或白色发射。在聚(4,4’-亚联苯基-亚乙烯基)的双键上的取代由于制备困难,迄今仅以两个苯基取代的形式进行(W.J.Feast等,合成金属,1985,10,181)。但是,用这一合成方法制备的物质没有很高的分子量并发现在聚合物链中有不能更准确测定的高比例顺式双键。此外,因为决不能认为电致发光材料、特别是聚合物的电致发光材料的开发工作已结束,照明和/或显示装置的制造商对用于这样的装置的各种电致发光材料仍有兴趣。通过模型计算,进行了理论预测单体的比例如何影响纯聚(对亚苯基)和聚乙炔的共聚物中最高已占分子轨道和最低未占分子轨道的能级(F.Meyers,A.J.Heeger,J.L.Bredas,化学物理杂志,1992,97,2750)。但是,这一点迄今仍不能在实验上证实。本专利技术的一个目的是提供新型的电致发光材料,它们可溶于有机溶剂,当用于照明和/或显示装置时,它们能改进这些装置的性能。现已令人吃惊地发现,特定的聚(低聚对亚苯基)-亚乙烯基(的衍生物在有机溶剂中有高的溶解性,并很适用于产生兰色、兰绿色、绿色和白色电致荧光。因此,本专利技术提供这样一种聚合物,它含有低聚对亚苯基单元,并含有至少一种式(AkB)n的结构元,其中符号和下标有如下含义A为下式相同的或不同的单元 B为下式相同的或不同的单元 Y为相同的或不同的,都为(E)-CR9=CR10-、-C≡C-或-CHR11-CHR12,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、在单个结构元中各自独立为相同的或不同的,都为H;有1-22个碳原子的直链或支链烷基,其中一个或多个不相邻的CH2基也可被-O-、-S-、-SO2-、-COOC-、-O-OC-和/或亚苯基、优选1,4-亚苯基替代;或者为芳基或芳氧基,优选有4-14碳原子,其中在这些基团中的芳族单元可被C1-C22烷基、C1-C22烷氧基、Br、Cl、F和/或CN取代;或为Br,Cl,F,CN或有2-23个碳原子的烷氧基羰基;K为1-25;n为1-200;其中所有n的总和为3-200,条件是,当k=1时,R1、R4、R5和R8为相同的或不同的,且都为有2-22个碳原子、优选3-12个碳原子的直链或支链烷基、其中一个或多个不相邻的CH2基也可被-O-、-S-、-SO2-、-COO-、-O-CO-和/或亚苯基替代,或为芳基或芳氧基,其中在每一情况下芳基可被C1-C22烷基、C1-C22烷氧基、Br、F、Cl、-CN和/或NO2取代。Y优选为-C≡C-或-CR9=CR10-、特别优选-CR9=CR10优选这样的式(A)和(B)的结构元,其中R2、R3、R6、R7、R9和R10为氢。R1、R4、R5和R8优选为相同的或不同的、有1-22个碳原子的直链或支链的烷基或烷氧基。也优选这样的式(A)和(B)的聚合物,其中R1=R4和R5=R8。特别优选这样的式(A)和(B)的聚合物,其中R2、R3、R6、R7、R9和R10为氢,R1=R4和R5=R6,并都为有4-7个碳原子的直链的或支链的烷氧基。下标K优选为一个1-13的自然数、更优选1、2或3、最优选2或3。优选的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:W·克莱德D·内尔M·里莫斯
申请(专利权)人:赫彻斯特股份公司
类型:发明
国别省市:

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