新型均三嗪咔唑类蓝光电致发光材料的合成与性能探究

2020-10-12李海艳房平磊王立艳

山东化工 2020年16期

李海艳，房平磊，王立艳

(烟台九目化学股份有限公司，山东烟台 264006)

现阶段，二极管在诸多产品设计和生产中都得到了使用，通过不断研究，有机发光的二极管得到了迅速的发展，且在有机发光的二极管中，蓝光发光材料和其它类型的材料相比，具有着显著的特点，但在实际的运用中，蓝光发光材料仍然还存在一定的缺陷需要改进，这就需要采取有效的方法对其性能实现提升，而本文主要以一种新型均三嗪咔唑类蓝光电致发光材料为例，来对其合成以及性能实施探究。

1 实验分析

1.1 实验方案

本实验主要将均三嗪当作受体，将咔唑当作给体，于咔唑3和6位进行叔丁基的引入，来对化合物于有机溶剂内溶解性实施改善，且对化合物电化学的可逆性实施增加。本文设计出通过旋涂法而成膜蓝光电致的发光材料，材料为9,9',9"-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(3,6-二叔丁基-9H-咔唑) ，此化合物合成的路线如下图1。将四三苯基膦钯当作催化剂，来使卤代物和有机锂的试剂出现亲核取代的反应，并合成上述材料[1]。

1.2 实验材料与测试

试验材料主要包括氯代叔丁烷、硝基甲烷、三聚氯氰、氯化锌、Pd≥9.0 %的四三苯基膦钯、正已烷的溶液等。

400 MHZ的H NMR 波谱通过 Bruker ACF400仪器所测得；高分辨的质谱通过Bruker micrOTOF Q II仪器所测得；各溶剂和薄膜紫外的可见光谱通过Thermo Evolution 300 UV-vis spectrometer仪器所测得；荧光的光谱通过Hitachi F- 4500 spectrophotometer仪器所测得；XRD的波谱通过Miniflex 600仪器所测得；原子力的显微镜图通过NTEGRA Spectra仪器所测得；化合物循环伏安的谱图通过电化学的工作站所测得；化合物的几何构型优化通过Gaussian 03的软件包以B3LYP方法实施处理。

1.3 化合物的合成

1.3.1 对3,6二叔丁基-9H-咔唑的合成

通过氮气保护条件下，把10.00 g、59.80 mmol咔唑和24.45 g、179.41 mmol氯化锌于硝基甲烷内实施溶解，后缓慢进行19.77 mL、179.41 mmol叔丁基氯的加入，并在室温条件下进行6h的搅拌。在停止反应后，朝反应液内进行100 mL水的加入，并对二氯甲烷实施3 x 100 mL的萃取。对所合并有机层分别通过100 mL实施水洗、用碳酸钠的溶液实施中和、用100 mL的盐水实施洗涤、用无水的硫酸镁实施干燥和过滤，在减压条件下对溶剂蒸出。通过石油醚的热过滤处理，获取8.05g的白色固体，收率为48%，熔点在228～230℃范围内[2]。

1.3.2对9,9',9"(1,3,5三嗪2,4,6 三基)三(3,6二叔丁基9H-咔唑) (TazTCz)的合成

对100 mL容量圆底的烧瓶内，进行4.47 g 、16 mmol 3,6二叔丁基- 9H-咔唑的加入，反复进行3次抽取真空和充氩气，再进行30 mL的四氢呋喃添加，并用冰盐浴实施冷却处理。后借助注射器进行10mL 1.6M正己烷溶液的缓慢加入，对冰盐浴撤除，于室温条件下进行0.5h的反应，就能够产生有机锂的试剂。对另一个装了冷凝管烧瓶内，进行0.92 g的三聚氯氰和173 mg的四三苯基膦钯加入，并反复实施3次抽取真空和充氩气的操作，后借助注射器进行20mL的四氢呋喃添加。把上述所获取有机锂的试剂缓慢向三聚氯氰的溶液内转入，进行13h的加热回流处理，当反应停止后，进行50 mL的去离子水加入，通过二氯甲烷实施50 mL×3的萃取，并通过无水的硫酸镁实施干燥、过滤处理，在减压条件对溶剂实现蒸出。通过柱色谱所提纯获取2.38g白色固体，产率为52%，且熔点超过 250℃。

1.4 器件的制备

将覆盖有氧化钢锡导电的玻璃当作器件阳极，对基片依次通过清洁剂、无水乙醇溶液、丙酮、去离子水在超声条件下进行30 min的清洗，并于120℃的烘箱内实施烘干以待备用。于基片上实施聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜的旋涂，并当作空穴的注入层。在此薄膜上进行TazTCz的薄膜制作并当作发光层，把TazTCz进行10 mg/mL的溶液配制，于500 r/min转速条件下滴下0.12mL并进行6s时间的旋涂，后于3000 r/min快速转速下进行30s的旋涂，并把基片于真空的干燥箱内70℃条件实施半小时的干燥处理。把基片转移到真空室内，于5×104 Pa压力下对1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑_2-基)苯实施蒸镀并当作电子的传输层，后把蒸镀的氟化锂以及铝当作复合的阴极，对蒸镀的速率控制为0.1 A/s与3 A/s[3]。