p-n摻雜型聚烷氧基噻吩共聚物的研究.pdf

1、聚噻吩衍生物電致發(fā)光器件因具有自發(fā)光、視角寬、響應(yīng)快、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)電壓低、能耗低等優(yōu)勢(shì)，在平板顯示領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景而引起了廣泛的關(guān)注。為了獲得高效率的PLED器件，電子和空穴平衡地注入聚合物發(fā)光層是十分必要的。對(duì)大多數(shù)共扼聚合物而言，由于電子親和勢(shì)較低，故它們的電子傳輸和注入效率要比其空穴傳輸和注入效率低。因此，有關(guān)提高聚合物電子傳輸和注入性能的研究工作受到了人們的關(guān)注。具有高電子親和勢(shì)的共軛聚合物有低的電子注入勢(shì)壘，而主側(cè)

2、鏈含有吸電子單元的聚合物通常有著高的電子親和勢(shì)。2，5-二苯基-1，3，4-噁二唑和吡啶為典型的吸電子單元，因此，在聚合物主鏈中引入1，3，4-噁二唑環(huán)和2，6-二溴吡啶是一種提高聚合物電子親和勢(shì)與電子傳輸能力的有效方法。此外，嚼二唑單元的存在還能提高聚合物的熱穩(wěn)定性。本文在母體單元選擇的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合成了主鏈上含有乙烯基、3-烷氧基噻吩和噁二唑（或吡啶）單元的具有電子、空穴雙向傳輸能力的新型p/n摻雜型共聚物，并對(duì)其光電性質(zhì)進(jìn)行研究，

3、探索它們?cè)陔娭掳l(fā)光器件中的應(yīng)用。 在CuI的催化作用下，以3-溴噻吩為原料制備3-甲氧基噻吩，再以無(wú)水硫酸氫鈉為催化劑，與正辛醇（十二醇）反應(yīng)制備出3-正辛氧（十二烷氧）基噻吩單體，分別優(yōu)化了反應(yīng)工藝條件參數(shù)，改進(jìn)了提純方法。通過(guò)核磁共振氫譜法（1H NMR）和質(zhì)譜法（HR-Ms）對(duì)單體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征，利用高效液相色譜法（HPLC）測(cè)試純度，單體的產(chǎn)率和純度均優(yōu)于相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道。 通過(guò)Heck偶聯(lián)反應(yīng)將1，3，4-噁

4、二唑環(huán)（或吡啶環(huán)）引入3-烷氧基噻吩主鏈上，合成了2，4-二乙烯基-3-辛氧基噻吩-共-2，5-二苯基-1，3，4-噁二唑（P3OOTV-OXD）、2，4-二乙烯基-3-十二烷氧基噻吩-共-2，5-二苯基-1，3，4-噁二唑（P3DDOTV-OXD）、2，4-二乙烯基-3-辛氧基噻吩-共-2，5-吡啶（P3OOTV-Py）和2，4-二乙烯基-3-十二烷氧基噻吩-共-2，5-吡啶（P3DDOTV-Py）。通過(guò)核磁共振氫譜（1H NMR）和

5、高效液相色譜（HPLC）等手段對(duì)各單體結(jié)構(gòu)和純度進(jìn)行了表征。采用紅外光譜法（FT-IR）和核磁共振氫譜法（1H NMR）對(duì)各聚合的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，用凝膠色譜法（GPC）測(cè)定聚合物的分子量。合成的四種共聚物分子量均處于5000～6500之間，分子量分布較窄。易溶于二氯甲烷、氯仿和四氫呋喃等常用溶劑中。 噁二唑系列共聚物的測(cè)定結(jié)果表明：P3OOTV-OXD和P3DDOTV-OXD的電離能（Ip）分別為5．89 eV、6．11 e

6、V，與相應(yīng)的聚噻吩均聚物相近。電子親和勢(shì)分別在2．88 eV、2．95 eV，有利于陰極電子的注入與傳輸。意味著這兩種共聚物都具有電子和空穴傳輸能力。與其均聚物進(jìn)行比較，共聚物P3OOTV-OXD和P3DDOTV-OXD在溶液中的最大熒光量子效率為76．9％、63．9％，分別是其均聚物的9倍和6倍。以兩種材料為發(fā)光活性物質(zhì)分別制作的單層器件（ITO／Polymer／A1），開(kāi)啟電壓在7～9V之間，表現(xiàn)出良好的整流特性。P3OOTV-OX

7、D器件最大發(fā)射光子數(shù)為88350，比其不發(fā)光均聚物電致發(fā)光能力明顯增強(qiáng)；P3OOTV-OXD器件最大發(fā)射光子數(shù)為77190，是其均聚物的16倍；兩種共聚物均表現(xiàn)出較強(qiáng)的電致發(fā)光能力。 吡啶系列共聚物P3OOTV-Py和P3DDOTV-Py的測(cè)試結(jié)果表明：P3OOTV-Py和P3DDOTV-Py在溶液中的熒光量子效率較其均聚物提高了約1～2倍。電子親和勢(shì)較高，分別為2．71 eV、2．93 eV，有利于陰極電子的注入與傳輸。室溫正

8、向驅(qū)動(dòng)下，P3OOTV-Py和P3DDOTV-Py單層器件（ITO/Polymer/A1）在448 nm和480 nm處分別發(fā)射出藍(lán)紫色和藍(lán)綠色的光。其中，器件P3OOTV-Py的最大發(fā)射光子數(shù)為20395，發(fā)光能力明顯高于其不發(fā)光均聚物；器件P3DDOTV-Py的最大發(fā)射光子數(shù)為35100，是其均聚物7倍，兩種共聚物均表現(xiàn)出優(yōu)于其相應(yīng)均聚物的電致發(fā)光能力。 綜上所述，將兩種具有不同吸電子能力的電子傳輸單元（噁二唑和吡啶）分別與