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含S,S-二氧—二苯并噻吩单元的发光聚合物的合成及光电性能

胡黎文  
【摘要】:相比于真空蒸镀,溶液加工工艺成本低,可通过旋涂、印刷、卷对卷等多种方式,可实现大面积的生产,具有广阔的应用前景。聚合物具有良好的成膜性和机械加工性能,不易结晶等物理性质;还具有结构多样性等优点,在可溶液加工的OLED领域应用广阔。但聚合物具有一定的分子量范围,会造成器件可重现性差。单分散性、结构明确的齐聚物正好弥补聚合物的不足。齐聚物实质是分子量较低的聚合物,可作为聚合物的模型分子,探究聚合物和齐聚物之间的内在联系。S,S-二氧-二苯并噻吩具有较低的LUMO能级、较高的荧光量子产率和电子传输能力。将其引到光电材料中可以提高电子的注入和传输性能。缺电子SO与给电子单元相连形成D-A结构,作为分子内CT态诱导发光,表现出很高的CT态发光效率。本论文利用SO单元的优势合成一系列蓝光齐聚物及红绿蓝聚合物,分子内SO作为受体单元,并选择不同的给体单元,平衡载流子,提高材料的光电性能。(1)根据SO单元活性位点的不同及改变芴单元个数,合成2,8-、3,7-取代的D-A-D型蓝光齐聚芴37SOFn及28SOFn。随着齐聚芴共轭长度的增加,(1)溶液及薄膜状态中光谱逐渐红移;(2)光学带隙逐渐变窄,且越来越接近聚合物PFSO10;(3)双光子吸收能力增强,九聚体的双光子吸收截面值最大。溶剂化实验及理论计算,溶液状态下齐聚芴存在着强的CT态,分子内电荷转移作用强烈。基于37SOFn的蓝光单层器件得到了2.18 cd A-1的最大流明效率、基于28SOFn的深蓝光单层器件得到了1.35 cd A-1的最大流明效率,相当于聚合物PFSO的性能。加入PVK后,器件性能明显提高。齐聚芴37SOFn及28SOFn的最大流明效率分别提高到3.39 cd A-1和1.94 cd A-1。在不同驱动电压下,齐聚芴均表现出稳定的电致发光光谱。(2)合成了基于SO/T单元的D-A-D型新型绿光单元,并引入到聚芴、聚(27-咔唑)及聚(36-咔唑)主链中。通过双光子荧光光谱测试,聚合物具有较好的双光子吸收性能。以聚合物为发光层制备单层器件,其中聚芴系列获得了10.8 cd A-1和4.43%的最大流明效率和最大外量子效率及2.75 V的较低的启亮电压和16485 cd m-2的最大亮度。(3)将给电子单元9,9-双(三苯胺)芴(FTPA)及缺电子单元SO引入聚芴链中,制备了一系列绿光及红光聚合物。当分子链内同时含有SO及FTPA单元时,分子链表现出明显的溶剂化效应。以此为发光层制备了单层器件,其中绿光聚合物获得了3.7 V的启亮电压,和12.6 cd A-1的最大发光效率;红光聚合物获得了2.9 cd A-1的最大发光效率及3.2%最大外量子效率。


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