新型p-n共軛發(fā)光材料的設(shè)計(jì)、合成與表征.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光器件屬于載流子雙注入型發(fā)光器件，是注入的電子與空穴在有機(jī)物中復(fù)合并通過(guò)輻射去激活產(chǎn)生發(fā)光。因此器件性質(zhì)將得益于材料中載流子注入、傳輸?shù)钠胶?。聚芴及其衍生?PFs)、結(jié)構(gòu)規(guī)整的寡聚芴(oligofluorene)是極具開(kāi)發(fā)前景的藍(lán)光材料，已被廣泛用于發(fā)光器件的研究。其具有良好的化學(xué)與熱穩(wěn)定性，以及高效的固態(tài)熒光量子效率。但是目前的研究表明，這類材料也有一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為在固體薄膜狀態(tài)下易于聚集，形成激基締合物，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)光

2、譜帶紅移，同時(shí)發(fā)生熒光淬滅，電致發(fā)光效率降低等。 本論文的工作是在充分調(diào)研了文獻(xiàn)以后，結(jié)合課題組前期工作與積累，以及關(guān)于共軛發(fā)光聚合物和支化聚合物的研究成果，設(shè)計(jì)合成了一系列發(fā)藍(lán)光的超支化聚合物和星形寡聚物。主要包括兩個(gè)部分的工作。 第一部分，超支化聚合物的合成與表征。常用的合成超支化的方法為"A2+B3”與“AB2”法，在本論文中提出了一種新的方法“A2+A2’+B3”法，通過(guò)Suzuki偶聯(lián)聚合，成功地合成了超支化聚

3、芴。巧妙地把嗯二唑、三嗪這類缺電子的基團(tuán)作為超支化的核引入聚芴中。從電化學(xué)測(cè)試結(jié)果來(lái)看，引入缺電子基團(tuán)后，材料的LUMO能級(jí)相對(duì)于已經(jīng)報(bào)道的聚芴的LUMO能級(jí)有所下降，其值更接近于陰極材料的功函數(shù)。由此可見(jiàn)，材料的電子傳輸性能確實(shí)得到了改善。超支化聚芴材料的光致與電致發(fā)光譜圖表明，聚合物具有穩(wěn)定的發(fā)光性質(zhì)。其固體薄膜經(jīng)高溫下長(zhǎng)時(shí)間退火后，發(fā)光性質(zhì)仍保持穩(wěn)定，沒(méi)有紅移現(xiàn)象，即使在空氣氣氛中也是如此。通電后，器件的EL譜也與光致發(fā)光譜基本相

4、似，沒(méi)有新的發(fā)綠光的峰產(chǎn)生。這表明，聚芴在引入超支化的核形成體積較大的超枝化結(jié)構(gòu)后，分子間聚集，形成激基締合物，導(dǎo)致發(fā)光譜帶紅移，發(fā)光效率下降的缺點(diǎn)被有效地克服了。 第二部分，星形寡聚物的合成與表征。共軛寡聚物有很規(guī)整的共軛長(zhǎng)度與結(jié)構(gòu)，易于提純，沒(méi)有分子缺陷。這使得寡聚物比共軛聚合物更利于用來(lái)探討結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。目前為止，多數(shù)已報(bào)道的寡聚物都是直線形的結(jié)構(gòu)。本論文為了達(dá)到調(diào)節(jié)、改善載流子的輸入平衡性，同時(shí)避免共軛分子間聚集以

5、及激基締合物形成的目的，設(shè)計(jì)了一系列星形結(jié)構(gòu)的寡聚物分子。通過(guò)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)成功地合成了目標(biāo)寡聚物分子，其具有獨(dú)立的p型鏈與n-型鏈。根據(jù)理論計(jì)算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)分子的HOMO能級(jí)都聚集在P-型寡聚芴的支鏈上，而LUMO能級(jí)聚集在n-型嗯二唑的支鏈上，HO與LU軌道僅在中間的一個(gè)苯環(huán)上有交疊。并且能夠通過(guò)改變芴與噁二唑的長(zhǎng)度，來(lái)調(diào)節(jié)星形寡聚物的HOMO與LUMO能級(jí)。這一部分工作提出了一種研究、改善p-n半導(dǎo)體寡聚物電子、空穴傳輸性能