專利名稱：一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光材料，特別是一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在1987年，美國(guó)Kodak公司的C.W.Tang等人以Alq3為發(fā)光層、芳香二胺為空穴傳輸層成功制備了夾心型雙層有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)(Tang.C.W，etal.Appl.Phys.Lett.1987，51，913)。1988年，日本九州大學(xué)S.Sato研究小組采用有機(jī)小分子作為發(fā)光層制備了夾心型低壓EL器件。(Adachi C，TokitoS，Tsutsui T，et al.Jpn J Appl.Phys，1988，27，L713)。1990年英國(guó)劍橋大學(xué)J.H.Burroughes等人又研制了聚合物二極管。(Burroughes J H，Bradley D DC，Brown A R，et al.Nature，1990，347，5395)。這些重大突破極大地推動(dòng)了有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。有機(jī)電致發(fā)光器件與其它常見顯示技術(shù)相比，具有主動(dòng)發(fā)光、平板顯示、體積小、低電壓直流驅(qū)動(dòng)、全固化、視角寬等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此成為目前研究熱點(diǎn)之一。為實(shí)現(xiàn)有機(jī)電致發(fā)光器件的全色顯示，開發(fā)和研制性能優(yōu)良的三基色藍(lán)、紅、綠熒光發(fā)射材料是非常必要的。與紅、綠熒光發(fā)射材料相比，有機(jī)藍(lán)色電致發(fā)光材料的開發(fā)和研制是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，也比較稀缺，在發(fā)光效率、穩(wěn)定性、成膜性也存在一些問題。目前，可采用熒光染料摻雜實(shí)現(xiàn)藍(lán)光發(fā)射，但熒光染料一般穩(wěn)定性不夠高，成膜性差，與基質(zhì)能級(jí)不易匹配、容易發(fā)生相分離。人們?cè)?-羥基喹啉鋁的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步的化學(xué)修飾，也可以獲得藍(lán)色電致發(fā)光材料，例如，Yu等人用2，3-二甲基-8-羥基喹啉鋁作發(fā)光層，獲得了發(fā)射峰位于470nm藍(lán)色發(fā)光(Yu G，Liu Y Q，Song Y R，et al.A new blue light-emitting material[J].Synth.Met.，2001，117211)；又如邱勇等人研究了Al(2-Mq)2OC6H4R(2-Mq2-甲基-8-羥基喹啉，R＝H，Cl，OCH3)三種金屬配合物，都具有發(fā)光峰位于495nm的藍(lán)光發(fā)射。(Qiu Y，Shao Y，ZhangD Q，et al.Preparation and characterization of high efficient blue-lightemitting material with a secondary ligand for organicelectroluminescence[J].Jpn.J.Appl.Phys.，2000，391151)，但這些藍(lán)色電致發(fā)光材料因空間位阻或配位數(shù)不飽和造成穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前藍(lán)色有機(jī)發(fā)光材料的研究狀況，本發(fā)明所解決的問題是藍(lán)色電致發(fā)光材料在熒光染料摻雜實(shí)現(xiàn)藍(lán)光發(fā)射時(shí)，穩(wěn)定性不夠高，成膜性差，與基質(zhì)能級(jí)不易匹配、容易發(fā)生相分離以及因空間位阻或配位數(shù)不飽和造成穩(wěn)定性較差的問題。并提供一種高純度、高產(chǎn)率、合成方法簡(jiǎn)單而穩(wěn)定性高的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，采用了如下的技術(shù)方案其中藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的制備方法是依次按下列步驟進(jìn)行的(1)配制0.5M的8-羥基喹啉的乙醇或丙酮溶液40ml，加入三口瓶中，電動(dòng)攪拌；(2)再加入4～7ml的三乙胺使8-羥基喹啉去質(zhì)子化；(3)緩慢滴入0.5M的硫酸鋰水溶液30ml攪拌，反應(yīng)溫度20℃～80℃，反應(yīng)2小時(shí)，靜置24小時(shí)，得到乳白色針狀晶體，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌數(shù)次，過濾，80℃下烘干，即得到8-羥基喹啉鋰；(4)將上述合成的8-羥基喹啉鋰用重結(jié)晶的方法進(jìn)一步純化；(5)將純化的8-羥基喹啉鋰粉末材料置于坩堝內(nèi)，在真空度為2×10-6Torr的條件下，利用真空熱蒸鍍的方法在經(jīng)過凈化處理的玻璃基片上制備致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜。
其主要的合成路線是首先，在8-羥基喹啉的乙醇或丙酮的有機(jī)溶液中加入有機(jī)堿三乙胺，使配體去質(zhì)子化，增強(qiáng)配體的絡(luò)合能力；其次，加入三乙胺和疏酸鋰水溶液，使反應(yīng)在pH＝7～11堿性條件下進(jìn)行，并使反應(yīng)進(jìn)行完全；最后，將純化的8-羥基喹啉鋰的粉末材料在真空下，用真空熱蒸鍍方法，在凈化的基片上制備致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜。
上述方法制備的藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的分子結(jié)構(gòu)式如下(I)式 其中固體膜的熒光發(fā)射峰452nm，熔點(diǎn)410℃，分解溫度470℃。
該材料是首先配制8-羥基喹啉的乙醇或丙酮溶液攪拌；其次加入三乙胺使8-羥基喹啉去質(zhì)子化；最后加入硫酸鋰的水溶液，加熱攪拌，使反應(yīng)完全，得到乳白色針狀晶體過濾，洗滌烘干，即得到8-羥基喹啉鋰。該材料不溶于水、乙醇等極性溶劑，熒光效率高，在紫外光的激發(fā)下，粉體、固體膜都具有極強(qiáng)的藍(lán)色熒光發(fā)射。該材料的熱穩(wěn)定性高，用真空熱蒸鍍的方法很容易地制備成致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜，而且不易晶化，也可旋涂成膜。
上述藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的電子傳輸層和發(fā)光層，在有機(jī)電致發(fā)光器件中，該材料主要以納米級(jí)無定性薄膜實(shí)現(xiàn)電子的傳輸和發(fā)光。
其中該藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層是單獨(dú)作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層，而且是利用真空熱蒸鍍方法或旋涂方法制備成納米級(jí)無定性薄膜來實(shí)現(xiàn)這一功能的；該藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層是作為摻雜染料制備有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層，摻雜染料是摻雜在基質(zhì)中，利用真空熱蒸鍍方法或旋涂方法制備成納米級(jí)無定性薄膜來實(shí)現(xiàn)這一功能的。
本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)上述目的同時(shí)，也達(dá)到了如下的優(yōu)點(diǎn)與積極效果該方法所提供的制備方法工藝簡(jiǎn)單，合成的材料產(chǎn)率高，純度高，不溶于水、乙醇等極性溶劑。2001年，朱文清等人曾報(bào)道了8-羥基喹啉鋰有機(jī)電致發(fā)光器件(半導(dǎo)體光電，2001，22(4)279-281)，本方法與該文獻(xiàn)提供的合成方法相比，差別在于改變了合成線路，采取了在配體的有機(jī)溶液中首先加入了有機(jī)堿三乙胺，使配體去質(zhì)子化，增強(qiáng)配體的絡(luò)合能力，然后再緩慢滴入硫酸鋰水溶液，使反應(yīng)更充分，使的合成的材料產(chǎn)率和純度更高。本方法與上述文獻(xiàn)提供的方法合成的材料差別還在于利用本方法制備的8-羥基喹啉鋰為白色的針狀晶體(利用紅外光譜、元素分析、紫外光譜等測(cè)試手段確認(rèn)了其結(jié)構(gòu))，在紫外光的激發(fā)下發(fā)射極強(qiáng)的藍(lán)光，其薄膜的光致發(fā)光峰452nm，而上述文獻(xiàn)得到的8-羥基喹啉鋰為淺綠色，其薄膜的光致發(fā)光峰475nm。本發(fā)明合成的高純度、高產(chǎn)率的藍(lán)色有機(jī)發(fā)光材料，熒光效率高，半峰寬度窄，色純度高，可以用真空熱蒸鍍的方法制備致密均勻的無定性薄膜，該材料能溶于有機(jī)溶劑二甲基甲酰胺(DMF)，故也可旋涂成膜。該材料既滿足化合價(jià)飽和，又滿足配位數(shù)飽和，形成了穩(wěn)定的五元環(huán)，故具有非常好的熱穩(wěn)定性。8-羥基喹啉鋰的這些優(yōu)良的性能對(duì)制備藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光器件特別有利，可用作有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層和電子傳輸層。其發(fā)光層可單獨(dú)作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層或者作摻雜染料摻雜在基質(zhì)中作發(fā)有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層。


圖1Liq的紅外光譜。
圖2Liq粉末、薄膜x-射線衍射譜，表明Liq粉末為晶體結(jié)構(gòu)，其薄膜為無定性薄膜。
圖3Liq薄膜的紫外光譜圖4Liq薄膜的光致發(fā)光譜，發(fā)射峰在452nm處，半峰寬度窄，色純度高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將40ml、0.5M的8-羥基喹啉的丙酮溶液加入三口瓶中，再慢慢滴入4.2ml三乙胺，接著慢慢滴入0.5M、30ml的硫酸鋰水溶液，溫度保持在的70℃左右，攪拌2小時(shí)，靜置24小時(shí)，得到乳白色針狀晶體，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌數(shù)次，過濾，80℃下烘干即得到Liq。產(chǎn)率67.1％。
實(shí)施例2將40ml、0.5M的8-羥基喹啉的丙酮溶液加入三口瓶中，再慢慢滴入7ml三乙胺，接著慢慢滴入0.5M、30ml的硫酸鋰水溶液，溫度保持在的70℃左右，攪拌2小時(shí)，靜置24小時(shí)，得到乳白色針狀晶體，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌數(shù)次，過濾，80℃下烘干即得到Liq。產(chǎn)率71.2％。
實(shí)施例3將40ml、0.5M的8-羥基喹啉的乙醇溶液加入三口瓶中，再慢慢滴入7ml三乙胺，接著慢慢滴入0.5M、30ml的硫酸鋰水溶液，溫度保持在的70℃左右，攪拌2小時(shí)，靜置24小時(shí)，得到乳白色針狀晶體，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌數(shù)次，過濾，80℃下烘干即得到Liq。產(chǎn)率44.5％。
實(shí)施例4將上述方法制備的藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料用真空熱蒸鍍方法或旋涂方法制備成納米級(jí)無定性薄膜，作為有機(jī)電致發(fā)光器件的電子傳輸層和/或發(fā)光層，用作發(fā)光層時(shí)，可單獨(dú)作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層，也可作摻雜染料摻雜在基質(zhì)中作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層。
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料，該材料的分子結(jié)構(gòu)式如下(I)式 其中固體膜的熒光發(fā)射峰452nm，熔點(diǎn)410℃，分解溫度470℃。
2.權(quán)利要求1的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料，該材料是首先配制8-羥基喹啉的乙醇或丙酮溶液攪拌；其次加入三乙胺使8-羥基喹啉去質(zhì)子化；最后加入硫酸鋰的水溶液，加熱攪拌，使反應(yīng)完全，得到乳白色針狀晶體過濾，洗滌烘干，即得到8-羥基喹啉鋰；該材料不溶于水、乙醇等極性溶劑，熒光效率高，在紫外光的激發(fā)下，粉體、固體膜都具有極強(qiáng)的藍(lán)色熒光發(fā)射；該材料的熱穩(wěn)定性高，用真空熱蒸鍍的方法容易制備致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜，而且不易晶化，也可旋涂成膜。
3.權(quán)利要求1的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的制備方法，該制備方法是依次按下列步驟進(jìn)行的(1)配制0.5M的8-羥基喹啉的乙醇或丙酮溶液40ml，加入三口瓶中，電動(dòng)攪拌；(2)再加入4～7ml的三乙胺使8-羥基喹啉去質(zhì)子化；(3)緩慢滴入0.5M的硫酸鋰水溶液30ml攪拌，反應(yīng)溫度20℃～80℃，反應(yīng)2小時(shí)，靜置24小時(shí)，得到乳白色針狀晶體，用去離子水、乙醇或丙酮洗滌數(shù)次，過濾，80℃下烘干，即得到8-羥基喹啉鋰；(4)將上述合成的8-羥基喹啉鋰用重結(jié)晶的方法進(jìn)一步純化；(5)將純化的8-羥基喹啉鋰粉末材料置于坩堝內(nèi)，在真空度為2×10-6Torr的條件下，利用真空熱蒸鍍的方法在經(jīng)過凈化處理的石英基片、導(dǎo)電玻璃基片上制備致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜。
4.權(quán)利要求3的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的制備方法，其主要的合成路線是首先在8-羥基喹啉的乙醇或丙酮的有機(jī)溶液中加入有機(jī)堿三乙胺，使配體去質(zhì)子化，增強(qiáng)配體的絡(luò)合能力；其次加入三乙胺和硫酸鋰水溶液，使反應(yīng)pH＝7～11堿性條件下進(jìn)行，并使反應(yīng)進(jìn)行完全；最后將純化的8-羥基喹啉鋰的粉末材料在真空下，用真空熱蒸鍍方法，在凈化的玻璃基片上制備致密均勻的無定性納米級(jí)薄膜。
5.權(quán)利要求1的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的電子傳輸層和發(fā)光層，在有機(jī)電致發(fā)光器件中，該材料主要以納米級(jí)無定性薄膜實(shí)現(xiàn)電子的傳輸和發(fā)光。
6.權(quán)利要求5的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層是單獨(dú)作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層。
7.權(quán)利要求5的一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料的用途是作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層是作摻雜染料摻雜在基質(zhì)中作為有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用，其特點(diǎn)是首先配制8－羥基喹啉的乙醇或丙酮溶液攪拌；其次加入三乙胺使8－羥基喹啉去質(zhì)子化；最后加入硫酸鋰的水溶液，加熱攪拌反應(yīng)完全，得到乳白色針狀晶體，過濾洗滌烘干，即得到8－羥基喹啉鋰。該方法工藝簡(jiǎn)單，制備的材料產(chǎn)率和純度高，不溶于水、乙醇等極性溶劑，其熒光效率和色純度高，半峰寬度窄，可用真空熱蒸鍍的方法制作致密均勻的無定性薄膜。該材料既滿足化合價(jià)飽和，又滿足配位數(shù)飽和，形成了穩(wěn)定的五元環(huán)，故具有非常好的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明適用于有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光層和電子傳輸層。
文檔編號(hào)C09K11/06GK1513940SQ0314567
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者許并社, 郝玉英, 王 華, 郝海濤, 周禾豐, 劉旭光, 李潔 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)