[发明专利]磺化聚苯撑乙烯/水滑石复合发光超薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机-无机复合发光材料技术领域，特别是提供了一种磺化 聚苯撑乙烯与水滑石复合发光超薄膜及其制备方法。

背景技术

含共轭结构的有机光功能聚合物由于具有发光量子效率高、易于制备、 柔韧性好等诸多优势，特别是其在多色及大屏幕显示和照明器件方面(如有 机发光二极管(OLED))具有广阔的应用前景而倍受各国学者的关注。自从 1990年，剑桥大学的Friend教授课题组首次发现了聚苯撑乙烯的电致发光 特性以来，国际范围内掀起一股发光聚合物的研究热潮。各国政府也纷纷制 订了关于光功能聚合物器件化的研究和发展计划，旨在抢占该领域的制高 点。目前影响有机光功能聚合物器件大规模应用的限制因素主要体现在：(1) 有机发光材料的光热稳定性较差，使用寿命短，易于老化；(2)利用传统的 制膜工艺，如甩膜法和蒸发沉积法制备的有机发光薄膜，很难精确控制薄膜 的厚度、排列方式和均一有序性，导致器件的发光效率及寿命受到很大影响； (3)单纯的有机物发光薄膜容易产生分子间的堆积和分子间相互作用，导 致聚集体的产生，造成发射光谱峰位置的移动、宽化或发光淬灭，从而降低 了器件的发光效率。因此，解决以上有机光功能聚合物材料应用中存在的问 题，制备发光效率高、亮度高、寿命长、稳定性好、色度纯正的发光薄膜已 成为目前发光材料领域亟待解决的问题。

层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简写为LDHs，又 称水滑石)是一类典型的阴离子型层状材料，二价和三价金属离子的氢氧化 物相互间高度分散并以共价键构成主体层板，层间阴离子有序排布，以静电 力平衡主体层板电荷，两者有序排列而形成三维晶体。LDHs主体层板内的二 价及三价金属离子的种类、比例和分布以及插层分子均可以人为调控，因此 其设计合成及组装具有多样性。利用LDHs的层状结构和主体层板带电特征 可使其实现多种功能性复合薄膜的制备。

将带有负电荷的发光聚合物与层状材料水滑石进行层层交替组装，形成 有机-无机复合超薄膜，有利于实现发光聚合物分子在层间产生定位效应， 从而实现光功能聚合物分子间距离的微观可控，使其在层间均匀分散，有效 抑制了光活性分子的堆积而产生的发光淬灭现象，获得不红移、不宽化的发 光特性。同时还有利于提高发光聚合物的物理和化学稳定性，有望解决有机 发光聚合物器件化中存在的稳定性差、使用寿命短等实际应用问题。聚苯撑 乙烯是一种重要的有机聚合物发光材料，其具有量子效率高，发光亮度大等 特点，然而将聚苯撑乙烯与水滑石进行组装形成超薄膜的研究至今还未见报 道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磺化聚苯撑乙烯，即5-甲氧基-2-(3-磺酰化 丙氧基)-1，4-苯撑乙烯与水滑石复合发光超薄膜及其制备方法。本发明不仅 提高了发光聚合物超薄膜的有序性，增强了发光聚合物的光热稳定性，而且 将水滑石作为一种新型材料应用于与有机共轭发光聚合物的组装，为发光聚 合物在分子尺度上的均匀分散和高度有序提供解决方案。

本发明的技术方案：基于静电力作用，将发光聚合物磺化聚苯撑乙烯与 在有机溶剂中剥离的水滑石纳米片状层板通过层层自组装的方法，构成均匀 分散的聚合物/水滑石超分子层状结构发光材料。该复合材料能充分利用水 滑石层间的空间限域作用和主客体之间的相互作用，实现发光聚合物的固定 化，同时有效提高聚合物的机械强度和光热稳定性。

本发明所述的磺化聚苯撑乙烯/水滑石复合发光超薄膜为黄光发光薄 膜，其由有机组分磺化聚苯撑乙烯与无机组分水滑石纳米片在三维空间层层 交替组装形成，具有明显的层状结构特征，同时根据组装层数的不同，薄膜 厚度可在为几纳米到几百纳米均匀调控。

本发明的具体制备步骤如下：