一種茚并芴類(lèi)化合物?石墨烯OLED光電顯示材料及制備方法與流程

文檔序號(hào)：12725704閱讀：224來(lái)源：國(guó)知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專(zhuān)利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及有機(jī)光電材料領(lǐng)域，具體涉及一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料及制備方法。

背景技術(shù)：

有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）是一種由柯達(dá)公司開(kāi)發(fā)并擁有專(zhuān)利的顯示技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)使用有機(jī)聚合材料作為發(fā)光二極管中的半導(dǎo)體材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。OLED顯示技術(shù)廣泛的運(yùn)用于手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、DVD機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、筆記本電腦、汽車(chē)音響和電視等領(lǐng)域。OLED具有節(jié)能、響應(yīng)速度快、顏色穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、無(wú)輻射、壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、厚度薄等特點(diǎn)。由于近幾年光電通訊和多媒體領(lǐng)域的迅速發(fā)展，有機(jī)光電子材料已成為現(xiàn)代社會(huì)信息和電子產(chǎn)業(yè)的核心。OLED顯示器還有一個(gè)最大為160度的寬屏視角，其工作電壓為二到十伏特。近年來(lái)，對(duì)OLED發(fā)光的研究主要集中在含苯環(huán)的富電子有機(jī)物之間。比如芘及其與其組合的有機(jī)物。芘是一個(gè)電子豐富的共軛π系統(tǒng)，是一個(gè)很好的電子受體。芘有一個(gè)相當(dāng)好的藍(lán)光發(fā)色，其在310-340nm區(qū)域有相當(dāng)強(qiáng)的UV吸收，熒光發(fā)射區(qū)域約在360-380nm，但自身有產(chǎn)生激子發(fā)射的趨勢(shì)導(dǎo)致并不適合應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光器件，所以對(duì)芘進(jìn)行改性，讓其與其他的有機(jī)物組合，如芘并芴的組合。然而在眾多的有機(jī)電致發(fā)光材料中，含茚并芴結(jié)構(gòu)的化合物是重要的組成部分，茚并芴類(lèi)化合物和芴一樣，均具有較剛性的結(jié)構(gòu)，此外，這類(lèi)化合物還具有熱穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，無(wú)論是熱穩(wěn)定性還是熒光量子效率都較好，是開(kāi)發(fā)新型OLED 材料的理想前驅(qū)物。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00680043578.9公開(kāi)了一種具有茚并芴骨架或聯(lián)芴骨架的新型有機(jī)電致發(fā)光化合物，以及采用該化合物作為電致發(fā)光材料的顯示器。本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光化合物顯示出良好的電致發(fā)光效率和優(yōu)異的壽命特性，因此可有利地制備具有良好操作壽命的OLED裝置。但是，該化合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，不利于器件制備過(guò)程中的成膜要求。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01010258750.0公開(kāi)了一種吡啶基茚并芴類(lèi)化合物。該發(fā)明采用2,8-二溴代-6,6,12,12-四烷基-6,12-二氫芴為母核，兩端基團(tuán)選自苯基基團(tuán)、聯(lián)苯基基團(tuán)或者萘基基團(tuán)，并對(duì)稱(chēng)含有碳原子數(shù)從1-6的烷基基團(tuán)。該化合物結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，制備工藝簡(jiǎn)單，具有較高的發(fā)光效率和高的載流子遷移率，可用于電致發(fā)光元件的電子傳輸層。但是該化合物在器件制備過(guò)程中存在成膜性較差，器件壽命沒(méi)有明顯提升的問(wèn)題，因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01310551489.7公開(kāi)了一種芴類(lèi)有機(jī)電致發(fā)光材料及其制備方法。該方法以茚并芴類(lèi)化合物為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上引入取代基合成的一類(lèi)新型有機(jī)電致發(fā)光材料。不同取代基的引入，使該材料相比單純的茚并芴類(lèi)有更好的平面結(jié)構(gòu)和共軛體系，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電子躍遷來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)光峰位，得到所需的淺藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光材料。雖然該發(fā)明改善了有機(jī)材料的成膜性能，提高了器件的壽命，但是，不同取代基的引入會(huì)增大茚并芴類(lèi)化合物的分子量，增加了分子的剛性，降低了有機(jī)分子的柔韌性，導(dǎo)致在電致發(fā)光的過(guò)程中，因?yàn)榻苟鸁崤蛎浶?yīng)導(dǎo)致的功能層瞬時(shí)失效。

根據(jù)上述，目前采用茚并芴類(lèi)化合物制備的器件，雖然具有簡(jiǎn)單的器件結(jié)構(gòu)，這類(lèi)化合物還具有熱穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高，但成膜性較差，壽命較短，所以需要一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯復(fù)合材料，就可能解決上述問(wèn)題。因此，本發(fā)明擬采用機(jī)械攪拌，利用電荷相互吸引作用，獲得茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯復(fù)合材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前采用茚并芴類(lèi)化合物的器件制備過(guò)程中，懸涂成膜性較差，導(dǎo)致在器件使用過(guò)程中容易薄膜劈裂，形成漏電通路，器件失效。盡管目前已有采用在茚并芴類(lèi)化合物基礎(chǔ)上引入取代基，通過(guò)適當(dāng)?shù)漠悩?gòu)化改善其成膜性，但其壽命沒(méi)有明顯的提升，電子在器件中的輸運(yùn)過(guò)程反而有所降低。因此，本發(fā)明提出一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料及制備方法，該方法通過(guò)將廢舊的含有苯環(huán)的聚苯乙烯及其衍生物清洗后，石墨化得到石墨烯，將茚并芴類(lèi)化合物在該石墨烯進(jìn)行組裝，茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯的層界面和環(huán)邊界組裝形成茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料。本發(fā)明通過(guò)將茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯靜電相互吸引作用直接復(fù)合，使得茚并芴類(lèi)化合物具有高的玻璃化溫度，以及良好的溶解性和均勻成膜性，因此制備的發(fā)光器件具有亮度高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，這種復(fù)合材料不僅可以作為藍(lán)光發(fā)光材料，同時(shí)還可作為傳輸層材料使用。這種復(fù)合材料合成工藝比較簡(jiǎn)單，而且使用的原料成本低廉，可以滿足工業(yè)化發(fā)展需求。

本發(fā)明提供一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料的制備方法，所述方法采用廢舊的含有苯環(huán)的聚苯乙烯及其衍生物作為原料，石墨化得到石墨烯，采用茚并芴類(lèi)化合物作為功能添加劑，將茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯的層界面和環(huán)邊界組裝形成茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料，包括以下步驟：

（1）將含有苯環(huán)的廢舊聚苯乙烯及其衍生物破碎為體積在10立方厘米以下的廢舊顆粒，將所述廢舊顆粒與堿性溶液混合固液質(zhì)量比為 1:5-10，加熱溶液溫度至 70-100 ℃，保溫處理時(shí)間為 1-3 小時(shí)，在經(jīng)過(guò)去離子水洗滌除去表面的油污，將獲得的固體在60-80℃下干燥得到預(yù)處理顆粒；

（2）將所得的預(yù)處理顆粒加入催化劑，利用高壓均質(zhì)機(jī)充分混合預(yù)處理顆粒和催化劑得到混合物；

（3）將獲得的混合物放入高壓釜中，充入惰性氣體，以0.1-1MPa/s的速度增加壓力至20-50MPa，將混合物以 30-60℃/min 的固定升溫速率從室溫加熱至500-1000℃，并在此溫度下保持 30-120min進(jìn)行石墨化，經(jīng)過(guò)處理降至常溫常壓，獲得石墨烯；

（4）將25-40質(zhì)量份石墨烯和60-70質(zhì)量份的有機(jī)溶劑混合，并加入0-5質(zhì)量份的分散劑，攪拌均勻，使石墨烯均勻的分散在有機(jī)溶劑中，再加入茚并芴類(lèi)化合物，其中茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯的質(zhì)量比為1:0.6-1，攪拌均勻，得到茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料。

優(yōu)選的，所述堿性溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中至少一種的水溶液。

優(yōu)選的，所述催化劑為鐵粉、鎳粉、銅粉、硝酸鎳、氧化鐵中的至少一種，所述催化劑與預(yù)處理顆粒質(zhì)量比為0.01-0.1:10。

優(yōu)選的，所述高壓均質(zhì)機(jī)工作壓力參數(shù)為20-100MPa。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣、氦氣、氮?dú)庵械闹辽僖环N。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為四氯化碳、苯、二甲基亞砜、四氫呋喃、乙腈、苯腈或者甲醇的一種或幾種中的至少一種。

優(yōu)選的，所述分散劑為異硬脂?；佀岙惐?、二辛基磺化琥珀酸鈉、磷酸酯鈉、硫酸酯鈉、月桂酸中的至少一種。

另一方面本發(fā)明提供一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料，所述顯示材料按照上述的方法制備而成。

將本發(fā)明所制備的一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料與傳統(tǒng)茚并芴類(lèi)化合物材料性能相比較如表一所示：

表一：

一種茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料及制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)和優(yōu)異的效果在于：

1、本發(fā)明將茚并芴類(lèi)化合物在石墨烯進(jìn)行組裝，茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯的層界面和環(huán)邊界組裝形成茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料顯著降低了OLED光電顯示材料的生產(chǎn)難度，提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，降低材料的內(nèi)阻。

2、本發(fā)明通過(guò)將茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯靜電相互吸引作用直接復(fù)合，使得茚并芴類(lèi)化合物具有高的玻璃化溫度，以及良好的溶解性和均勻成膜性。

3、本發(fā)明采用廢舊的含有苯環(huán)的聚苯乙烯及其衍生物作為原料，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，且得到的石墨烯類(lèi)苯環(huán)邊界明顯，與茚并芴類(lèi)化合物易于組裝，組裝微觀結(jié)構(gòu)緊密。

4、本發(fā)明整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程清潔、環(huán)保，制備的發(fā)光器件具有亮度高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

（1）將含有苯環(huán)的廢舊聚苯乙烯及其衍生物破碎為體積為2cm³的廢舊顆粒，將所得的廢舊顆粒與堿性溶液氫氧化鈉水溶液按照固液質(zhì)量比為 1:5混合，加熱溶液溫度至 70℃，保溫處理時(shí)間為 1小時(shí)，在經(jīng)過(guò)去離子水洗滌除去表面的油污，將獲得的固體在60℃下干燥得到預(yù)處理顆粒；

（2）將所得的預(yù)處理顆粒加入催化劑鐵粉，鐵粉與預(yù)處理顆粒質(zhì)量比為0.01：10，控制高壓均質(zhì)機(jī)工作壓力參數(shù)為20為MPa，利用高壓均質(zhì)機(jī)充分混合預(yù)處理顆粒和鐵粉得到混合物；

（3）將獲得的混合物放入高壓釜中，充入惰性氣體，以0.1MPa/s的速度增加壓力至20MPa，將混合物以 60℃/min 的固定升溫速率從室溫加熱至1000℃，并在此溫度下保持 30min進(jìn)行石墨化，經(jīng)過(guò)處理降至常溫常壓，獲得石墨烯；

（4）將40質(zhì)量份石墨烯和60質(zhì)量份的有機(jī)溶劑混合，攪拌均勻，使石墨烯均勻的分散在有機(jī)溶劑四氯化碳中，再加入茚并芴類(lèi)化合物，其中茚并芴類(lèi)化合物與石墨烯的質(zhì)量比為1:0.6，攪拌均勻，制備得到茚并芴類(lèi)化合物-石墨烯OLED光電顯示材料。