热交联三苯胺类空穴传输材料的合成、性能及在OLED中的应用

张世才，徐瑜璘，万国君，李 特

(烟台九目化学股份有限公司，山东 烟台 264006)

在信息时代，各种环保与节能技术不断出现，且得到了有效的应用。有机电致发光二极管(OLED)作为一种有机电致发光器件，由于具有良好的应用特征，得到人们的关注。下面就对热交联三苯胺类空穴传输材料的合成、性能及在OLED中的应用进行分析，希望能为有机电致发光产业的发展提供帮助。

1 OLED 概述

OLED 其实就是有机电致发光二极管，多层的夹层式结构是器件设计时较常使用的方法，一个完整的器件是由阳极、阴极和有机功能层组成。氧化铟锡(ITO)是组成OLED阳极的关键，ITO具有高透明度与高功函数的特性。钙、镁等金属一起组成了阴极，阴极具有高度反光与低功函数的特性。为与大气进行隔绝，需要通过封装技术实现阻隔，确保器件的可靠运行。电流驱动其实就是有机电致发光的整个过程，供电来源是外部电源，通过这样的方式可以实现电子与空穴分别从金属阴极与ITO阳极注入，二者传输的实现时通过电子传输层和空穴传输层实现的。有机电致发光器件的性能参数一般由下面几个部分组成：

第一，发光光谱。在OLED器件上，波长变化会引起磷光强度的变化，这就是发光光谱，器件的发光颜色可以定性地进行分析[1]。第二，发光亮度。发光亮度是指在观测方向上单位投射面积在单位立体角单元所透过的光通量的值。电流密度会对发光亮度产生一定影响，二者的关系为正比例关系。第三，发光效率。发光效率是由三个效率组成，分别为QE(量子效率)、CE(电流效率)与PE(功率效率)组成。第四，发光色度。对器件的发光颜色进行描述时，会选择一个重要参数，通用的参数为发光色度。第五，器件寿命。在器件的工作过程中，发光的亮度开始下降，且亮度只为起始值的一般，这就是器件的寿命。

2 热交联三苯胺类空穴传输材料的合成

2.1 材料与试剂

主要原料与试剂有氢氧化钾、无水硫酸镁、无水乙醚、三氟乙酸酐、环己烷等，规格均为分析纯，生产厂家是由天津的厂家提供的。

2.2 试验仪器

应用到的实验仪器有熔点仪、旋转蒸发器、液体核磁共振谱仪、质谱仪、紫外可见分光光度计等，型号分别为X-4、RE-2000B、AVANCE Ⅲ 400M、Autoflex tof/toⅢ，生产厂家分别是由国内与国外的企业提供[2]。

2.3 热交联空穴传输单体分子的合成

Wittig 反应是目标化合物 V-p-TPD，V-TPA 和 V-TPD合成的主要方法。合成过程中包括醛基化合物与目标产物的合成。第一，醛基化合物的合成。三(4-(2-(1,3-三氟乙酰基)咪唑)-苯基)胺(TPA-IOS)的生成是在咪唑、三苯胺为原料与三氟乙酸酐的反映下生成的，三苯胺三醛基取代的化合物三(4-甲酰基苯基)胺(TPA-CHO)的生成，需要在水解下完成，且需要一定的条件，条件为酸性。

第二，三(4-(2-(1,3-三氟乙酰基)咪唑)-苯基)胺(化合物 TPA-IOS)的合成需要一定的步骤。将2.00 g的TPA加入到100 mL的四口瓶中，同时也需要分别加入2.50 g、40 mL的咪唑与乙腈，并且将其混合然后进行搅拌，搅拌的时长为30 min。同时也要将三氟乙酸酐慢慢滴入，溶液会开始变色，且呈现出淡绿色，然后继续搅拌回流8 h，并将溶液冷却到室温。固体析出需要加入去离子水，然后通过抽滤、乙醇洗涤的步骤，得到7.60 g的固体，颜色为黄色[3]。

第三，三(4-甲酰基苯基)胺(化合物 TPA-CHO)的合成。将4.00 g的TPA-IOS加入到250 mL的四口瓶中，同时也要加入四氢呋喃、稀盐酸，分别为60 mL与70 mL，对混合液进行搅拌，然后经过加热回流12 h，并且将其冷却到室温。为实现淬灭反应，需要加入去离子水200 mL，同时需要萃取2次，萃取的溶液为二氯甲烷30 mL，并通过分液、合并有机相与干燥等步骤，得到1.06 g固体，颜色为黄色[4]。

2.4 目标化合物的合成

第一，为得到白色固体V-p-TPD 0.46 g，需要做好下面的步骤：将1.42 g的PPh3CH3Br加入到三口烧瓶中，同时也要加入0.40 g与30 mL的t-BuONa与无水THF。对混合物进行搅拌，时长为2 h，然后加入1 g与20 mL的p-TPD-CHO与无水THF。然后通过搅拌12 h、用水淬灭开始搅拌5 min，最后通过一些列步骤得到目标化合物。第二，三(4-乙烯基苯基)胺(化合物 V-TPA)的合成。在合成时，可以按照上面的方法得到化合物V-TPA，0.26 g的白色固体是在柱层析色谱分离的方法下得到的。

3 热交联三苯胺类空穴传输材料的性能

热交联空穴传输单体具有多种性能，下面就对这几种性能进行简单的介绍：第一，热性能。热交联空穴传输单体分子的热性能都较高，热失重温度较高，比如V-p-TPD和V-TPD的温度都达到500℃左右，热稳定性良好。第二，光物理性能。交联前后材料的各种物理性能良好，主要有力学强度与耐溶剂性等性质。不同波段光谱的吸收上，会受到不同材料分子轨道上的电子能级的影响，同时化学反应形成聚合物这一过程会由交联过程的小分子完成。交联体系的抗溶剂性较好。第三，电化学性能。热交联空穴传输单体分子在循环伏安法下对薄膜HOMO的能级。材料在电环境工作的稳定性较高。

4 热交联三苯胺类空穴传输材料的应用

在OLED器件中交联薄膜的应用，需要做好各项工作。要制备结构为 ITO/HTM (40 nm)/Alq3 (60 nm)/CsF (1 nm)/Al (100 nm)的 OLED器件，对空穴传输性能进行验证。交联薄膜的电致发光性能通过发光亮度等各方面的性能较好，在溶液法下制备的OLED器件具有良好的性能，热交联三苯胺类空穴传输材料的应用效果较为理想，且具有良好的应用价值。

5 结束语

本文对热交联三苯胺类空穴传输单体分子进行了探究，并对热交联三苯胺类空穴传输材料的合成、性能及在OLED中的应用进行了介绍，发现材料在实际应用中具有较强的稳定性与可靠性，应用前景较广，且值得在应用中进行推广。最后，也需要对器件结构及制备工艺进行不断优化，实现在实际应用中的可靠性与稳定性，满足人们的实际需求。