專利名稱：交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料、光學(xué)器件、光電子器件或電子器件領(lǐng)域，特別涉及聚合物及有機(jī)化合物發(fā)光材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光致和電致有機(jī)及聚合物發(fā)光材料是具有共軛結(jié)構(gòu)的聚合物或有機(jī)分子，如聚對苯乙炔，聚噻吩、8羥基喹啉和一些有機(jī)染料等。組成這些發(fā)光材料的分子是相互獨(dú)立、互不相連的，即分子之間未通過化學(xué)鍵、化學(xué)基團(tuán)、分子鏈、等連結(jié)或交聯(lián)。這些材料有多種多樣的制備方法，但制備出的分子均為一維線形結(jié)構(gòu)或小分子，即分子之間是互不相連的。這些材料均具有種種性質(zhì)和應(yīng)用上的不足或限制，如發(fā)光效率較低、發(fā)光壽命短、發(fā)光亮度低以及波長范圍寬等等，因此用其制備的發(fā)光器件如發(fā)光二極管等具有諸如穩(wěn)定性較低、壽命短、起亮電壓較高、亮度低和發(fā)光效率低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供分子之間相互連結(jié)特征的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料及其制備工藝，所制得的發(fā)光材料具有三維立體結(jié)構(gòu)、二維平面結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式，從而提高或改變發(fā)光材料的發(fā)光效率、發(fā)光亮度、發(fā)光壽命、發(fā)光器件穩(wěn)定性、所發(fā)光的波長、色純度和發(fā)光器件的性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的制備工藝為通過交聯(lián)把聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子相互連結(jié)起來，在分子之間形成交聯(lián)鍵、交聯(lián)鏈段、配位鍵或氫鍵相互作用。
本發(fā)明所說的交聯(lián)是直接通過光、粒子束、等離子或輻射照射使分子之間連結(jié)起來；或通過加入光引發(fā)劑或光敏劑，然后通過胱、粒子束、等離子、輻射照射使分子之間連結(jié)起來；所說的光引發(fā)劑或光敏劑為偶氮類引發(fā)劑、安息香醚、苯偶?？s醛、苯乙酮衍生物、酮或二苯甲酮、α丙稀肟酯；交聯(lián)是直接通過控制溫度使分子之間連結(jié)起來；或通過加入引發(fā)劑或交聯(lián)助劑，然后通過控制溫度使分子之間連結(jié)起來；交聯(lián)過程中溫度控制在-40～300℃，所說的引發(fā)劑或交聯(lián)助劑為有機(jī)過氧類引發(fā)劑、無機(jī)過氧類引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑、氧化還原引發(fā)體系、過氧化物-烷基金屬、氧-烷基金屬；交聯(lián)是通過發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物分子上的具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)將發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物的分子連結(jié)起來；交聯(lián)是在發(fā)光聚合物及有機(jī)化合物的分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，通過這些化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)形成交聯(lián)鍵或交聯(lián)鏈段，使分子之間連結(jié)起來；交聯(lián)是發(fā)光聚合物的單體分子上本身有具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，把該單體分子聚合成大分子后，再把這些大分子通過單體分子上本身有具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來；交聯(lián)是在發(fā)光聚合物的單體分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，然后把該單體分子聚合成大分子，再把聚合成的大分子通過引入的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與引入的化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來；交聯(lián)是在發(fā)光聚合物的單體分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，然后將發(fā)光聚合物的單體分子與有機(jī)小分子單體或大分子聚合物進(jìn)行共聚形成大分子，最后再把這些大分子通過引入的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來；交聯(lián)是將發(fā)光聚合物或有機(jī)分子與能與其反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物混合，從而使這些有機(jī)化合物或大分子聚合物把發(fā)光聚合物或有機(jī)分子連結(jié)起來；交聯(lián)是通過發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物的分子上具有的化學(xué)基團(tuán)使分子之間通過配位鍵或氫鍵將聚合物及有機(jī)化合物之間相互連結(jié)起來；聚合物及有機(jī)化合物發(fā)光材料為聚對苯乙炔及其衍生物，聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、8羥基喹啉及其衍生物和有機(jī)染料。
本發(fā)明交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子之間形成交聯(lián)鍵或交聯(lián)鏈段，或分子之間相互連結(jié)起來。
由于本發(fā)明將聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子進(jìn)行交聯(lián)，使得到的發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)改變，可提高發(fā)光材料的發(fā)光效率，改善發(fā)光壽命，提高發(fā)光亮度，改變所發(fā)光的波長和色純度，改善發(fā)光材料的穩(wěn)定性，提高發(fā)光器件的性能。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，在聚對苯乙炔(PPV)中加入AIBN，然后用紫外光照射，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例2，將聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)或8羥基喹啉通過等離子、電子束和輻射照射，從而使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例3，在聚對苯乙炔(PPV)中加入過氧化二苯甲酰，然后對其加熱，控制溫度為60℃～80℃，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例4，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上分別引入異氰酸基、羧基、羥基或胺基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后把分別具有異氰酸基、羧基和羥基或胺基的PPV混合均勻，從而使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例5，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上分別引入異氰酸基或羧基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后把具有雙羥基或胺基的其它化合物與之混合均勻，從而使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例6，在聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)或它們的衍生物分子上分別引入異氰酸基、羧基、羥基或胺基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-2∶1，然后把分別具有異氰酸基、羧基、羥基或胺基的PPV混合均勻，從而使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例7，在聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)或它們的衍生物分子上分別引入異氰酸基或羧基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-2∶1，然后把具有雙羥基或胺基的其它化合物與之混合均勻，從而使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例8，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上引入對芳基鹵，如對芳基溴、對芳基氯、對芳基碘，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后通過SUZUKI偶合反應(yīng)使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例9，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上分別引入對醛基、胺基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后把分別具有二反應(yīng)基團(tuán)的分子混合均勻，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例10，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上引入環(huán)氧基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后把其與二胺或多胺類化合物、酸酐類化合物、多羥基化合物、羧酸類化合物、有二異氰酸基或多異氰酸基的化合物混合均勻，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例11，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上引入對羥基、胺基或羧基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，然后把具有雙環(huán)氧基或多環(huán)氧基以及雙異氰酸基或多異氰酸基的化合物與之混合均勻，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)例12，在聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物分子上引入對羥基、胺基或羧基，所引入的基團(tuán)與組成聚合物的單體的摩爾比為0.001∶1-4∶1，其分子之間可形成氫鍵或配位鍵，形成具有類似交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分子之間的準(zhǔn)連結(jié)形式，從而形成具有準(zhǔn)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)光材料。
實(shí)施例13，把聚對苯乙炔(PPV)、聚芴(PF)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)、聚吡咯(PPY)、8羥基喹啉或它們的衍生物各自與醛、二鹵代化合物，如二鹵代烯烴、二鹵代烷烴、二鹵代芳烴、二鹵代炔烴或分子上同時(shí)具有芳烴、烯烴、烷烴、炔烴或其中幾種的二鹵代化合物能與聚合物或有機(jī)發(fā)光材料的分子反應(yīng)并連結(jié)起來的化合物混合均勻，使其交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料。
實(shí)施例4～實(shí)施例12中的各種聚合物分子上引入的各種化學(xué)基團(tuán)可通過直接在聚合物分子上引入；或先在聚合物的前驅(qū)單體上引入，然后把該單體聚合或使其與其它單體聚合，形成聚合物。
本發(fā)明使聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料分子交聯(lián)，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式的發(fā)光材料，可使其發(fā)光性質(zhì)改變，提高發(fā)光材料的發(fā)光效率，改善發(fā)光壽命，提高發(fā)光亮度，改變所發(fā)光的波長和色純度、所發(fā)光的波長范圍，改善發(fā)光材料的穩(wěn)定性，提高發(fā)光器件的性能。
權(quán)利要求
1.交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于通過交聯(lián)把聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子相互連結(jié)起來，在分子之間形成交聯(lián)鍵、交聯(lián)鏈段、配位鍵或氫鍵相互作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所說的交聯(lián)是直接通過光、粒子束、等離子或輻射照射使分子之間連結(jié)起來；或通過加入光引發(fā)劑或光敏劑，然后通過胱、粒子束、等離子、輻射照射使分子之間連結(jié)起來；所說的光引發(fā)劑或光敏劑為偶氮類引發(fā)劑、安息香醚、苯偶?？s醛、苯乙酮衍生物、酮或二苯甲酮、α丙稀肟酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所說的交聯(lián)是直接通過控制溫度使分子之間連結(jié)起來；或通過加入引發(fā)劑或交聯(lián)助劑，然后通過控制溫度使分子之間連結(jié)起來；交聯(lián)過程中溫度控制在一40～300℃，所說的引發(fā)劑或交聯(lián)助劑為有機(jī)過氧類引發(fā)劑、無機(jī)過氧類引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑、氧化還原引發(fā)體系、過氧化物-烷基金屬、氧-烷基金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所說的交聯(lián)是通過發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物分子上的具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)將發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物的分子連結(jié)起來。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的交聯(lián)是在發(fā)光聚合物及有機(jī)化合物的分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，通過這些化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)形成交聯(lián)鍵或交聯(lián)鏈段，使分子之間連結(jié)起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的交聯(lián)是發(fā)光聚合物的單體分子上本身有具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，把該單體分子聚合成大分子后，再把這些大分子通過單體分子上本身有具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的交聯(lián)是在發(fā)光聚合物的單體分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，然后把該單體分子聚合成大分子，再把聚合成的大分子通過引入的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與引入的化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的交聯(lián)是在發(fā)光聚合物的單體分子上引入具有反應(yīng)活性的化學(xué)基團(tuán)，然后將發(fā)光聚合物的單體分子與有機(jī)小分子單體或大分子聚合物進(jìn)行共聚形成大分子，最后再把這些大分子通過引入的化學(xué)基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)或能與這些化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物與這些化學(xué)基團(tuán)之間的反應(yīng)連結(jié)起來。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的交聯(lián)是將發(fā)光聚合物或有機(jī)分子與能與其反應(yīng)的有機(jī)化合物或大分子聚合物混合，從而使這些有機(jī)化合物或大分子聚合物把發(fā)光聚合物或有機(jī)分子連結(jié)起來。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所說的交聯(lián)是通過發(fā)光聚合物或有機(jī)化合物的分子上具有的化學(xué)基團(tuán)使分子之間通過配位鍵或氫鍵將聚合物及有機(jī)化合物之間相互連結(jié)起來。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，其特征在于所述的聚合物及有機(jī)化合物發(fā)光材料為聚對苯乙炔及其衍生物，聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、8羥基喹啉及其衍生物和有機(jī)染料。
12.交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料，其特征在于聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子之間形成交聯(lián)鍵或交聯(lián)鏈段，或分子之間相互連結(jié)起來。
全文摘要
交聯(lián)聚合物和有機(jī)化合物發(fā)光材料的制備工藝，本發(fā)明通過交聯(lián)把聚合物或有機(jī)化合物發(fā)光材料的分子相互連結(jié)起來，在分子之間形成交聯(lián)鍵、交聯(lián)鏈段、配位鍵或氫鍵相互作用。所制得的發(fā)光材料具有三維立體結(jié)構(gòu)、二維平面結(jié)構(gòu)或其它分子之間相互連結(jié)起來的結(jié)構(gòu)形式，從而提高或改變發(fā)光材料的發(fā)光效率、發(fā)光亮度、發(fā)光壽命、發(fā)光器件穩(wěn)定性、所發(fā)光的波長、色純度和發(fā)光器件的性能。
文檔編號C09K11/06GK1482206SQ0313429
公開日2004年3月17日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者劉俊峰, 張建紅, 韋瑋 申請人:西安交通大學(xué)