聚芴類共軛聚電解質(zhì)及其前驅(qū)體的合成與光電性能研究.pdf

1、近幾年來，共軛聚電解質(zhì)由于其在高靈敏度化學(xué)或生物傳感器中的成功應(yīng)用，而引起了廣泛的關(guān)注。但對共軛聚電解質(zhì)在發(fā)光器件中的應(yīng)用研究卻只有少數(shù)文獻報道，且效率都較低。但是共軛聚電解質(zhì)如能在光電器件中應(yīng)用，會帶來一些新的特點，例如共軛聚電解質(zhì)可以通過自組裝成膜來制作多層的高分子光電器件，并且可以用水或醇為溶劑，有望實現(xiàn)“環(huán)境友好”的發(fā)光聚合物，因此對共軛聚電解質(zhì)及其光電性能的研究具有很重要的意義?！　≡诒菊撐睦?，我們首先通過Suzuki偶合反

2、應(yīng)合成了兩種側(cè)鏈上含有胺基的發(fā)藍(lán)光聚芴衍生物：聚[9，9-二辛基芴-9，9-雙(N，N-二甲基胺丙基)芴](PFN)，聚[1，4-亞苯基-9，9-雙(N,N-二甲基胺丙基)芴](PFPN)，并通過季銨鹽化后處理得到了相應(yīng)的共軛聚電解質(zhì)衍生物：聚[9，9-二辛基芴-9，9-(雙(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基銨)丙基芴]二溴(PFNBr)，聚[1，4-亞苯基-9，9-(雙(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基銨)丙基芴]二溴(PFPNB

3、r)，并對它們的電致發(fā)光性能進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的聚合物均在高功函數(shù)金屬鋁作陰極的器件中有較高的發(fā)光效率，說明這一類聚合物具有良好的電子注入性能，可以用作電子傳輸層與高功函數(shù)金屬(如鋁，金等)組成復(fù)合陰極應(yīng)用在傳統(tǒng)的發(fā)光聚合物器件中。我們發(fā)現(xiàn)使用這類新型復(fù)合陰極的器件具有與使用目前廣泛應(yīng)用的低功函數(shù)金屬(如鋇，鈣等)相同或甚至更高的發(fā)光效率。使用穩(wěn)定金屬電極在器件生產(chǎn)工藝及長期穩(wěn)定性方面有重要意義，是目前發(fā)光器件研究的熱點之一?！?/p>

4、　在以上工作的基礎(chǔ)上，我們通過在高分子主鏈中引入一系列不同比例的窄帶隙的共聚單體：2，1，3-苯并噻二唑(BTDZ)、4，7-二噻吩-2-基-2，1，3-苯并噻二唑(DBT)、2，1，3-苯并硒二唑(BSeD)、4，7-二噻吩-2-基-2，1，3-苯并硒二唑(DBSe)，得到了一系列發(fā)不同顏色光的含胺基的聚芴衍生物，并通過季銨鹽化后處理得到了它們相應(yīng)的共軛聚電解質(zhì)衍生物，所有得到的聚合物的發(fā)光范圍從420nm到750nm，幾乎覆蓋了整個

5、可見光的區(qū)域。引入的窄帶隙單體不但改變了聚合物的發(fā)光顏色，而且提高了聚合物的發(fā)光性能。同時聚合物胺基和季銨鹽基團不但使這些聚合物具有很好的電子注入能力，還使這些聚合物可以使用環(huán)境友好的溶劑乙醇等來溶解加工。這樣我們得以首次實現(xiàn)一類同時具有可以使用高功函數(shù)穩(wěn)定金屬電極，具有高器件發(fā)光效率，并且可以使用環(huán)境友好溶劑加工的發(fā)光聚合物?！　⊥ㄟ^在發(fā)光聚合物中引入三苯胺單體，來調(diào)控聚合物中電子和空穴的傳輸性能，使電子和空穴在聚合物中的注入更加均

6、衡，從而進一步提高了聚合物的發(fā)光性能。其中聚合物PFN-TPA10(聚[9，9-二辛基芴-9，9-雙(N，N-二甲基胺丙基)芴-2，1，3-苯并噻二唑-N-(4-苯基)4，4’-二苯基胺])在結(jié)構(gòu)為ITO/PVK/PFN-TPA10/Ba/Al的器件中在33mA/cm2電流下的外量子效率達(dá)到了3.57％，同時發(fā)光亮度達(dá)到了1414cd/m2，在用鋁做電極的器件(ITO/PVK/PFN-TPA10/Al)中，34mA/cm2電流下的外量子

7、效率達(dá)到了3.34％，同時發(fā)光亮度達(dá)到了1348cd/m2。更重要的是聚合物在金做電極的器件(PVK/PFN-BTDZ-TPA10/Au)中，在35mA/cm2電流下的外量子效率達(dá)到了1.1％，同時發(fā)光亮度達(dá)到了446cd/m2。而共軛聚合物在金電極下的高效發(fā)光國際上從未見報到過?！　〈送?，我們還合成了一種新型的帶有磺酸基團的陰離子聚芴電解質(zhì)——聚[9，9-雙(4’-磺酸丁基)芴-1，4-亞苯基]二鈉(PFS)，并且利用這種聚合物做為