吩噻嗪類聚合物的合成及其光電性能研究.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光器件作為一種新型的固體平板顯示器件，有望能取代液晶顯示器(LCD)而成為新一代的顯示器件。理想的電致發(fā)光材料應(yīng)該具有載流子注入和傳輸?shù)钠胶?。通過改變和修飾有機(jī)半導(dǎo)體材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)材料的能帶結(jié)構(gòu)和載流子傳輸。 吩噻嗪是一類富電子的雜環(huán)化合物。具有很強(qiáng)的熒光特性和結(jié)構(gòu)調(diào)控性。吩噻嗪分子擁有一種非共平面構(gòu)型，由于吩噻嗪分子的扭曲能夠阻止p鍵堆積和鏈間激基復(fù)合物的形成，因而有可能提高EL材料的效率。近幾年，吩噻嗪及其

2、衍生物作為電致發(fā)光材料的研究才剛剛開始。本論文具體開展了以下四個方面的研究： 1.合成了三種吩噻嗪雙醛單體M1，M2，M3。通過紅外和核磁對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，確認(rèn)了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。研究了三種單體的紫外可見吸收光譜和熒光光譜。結(jié)果表明硫原子氧化為亞砜使得吩噻嗪與相鄰苯環(huán)上的p-p*的共軛程度加強(qiáng)。硫原子進(jìn)一步氧化為砜則在一定程度上破壞了芳環(huán)共軛性。 2.以三種吩噻嗪雙醛單體為基礎(chǔ)，利用Wittig聚合法合成了三種含吩噻嗪及

3、其衍生物單元的PPV型電致發(fā)光材料(P1，P2,P3)并通過核磁，紅外等表征確認(rèn)了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。研究了三種聚合物材料的紫外可見吸收(UV-vis)、光致發(fā)光(PL)、電致發(fā)光(EL)性能。制備了以這三種聚合物材料為發(fā)光層的單層器件和雙層器件，獲得了黃綠色發(fā)光。PL結(jié)果表明聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)中由硫原子氧化為亞砜的化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變對薄膜態(tài)和溶液態(tài)的熒光發(fā)射有明顯影響。而聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)中硫原子的由亞砜到砜的氧化對其光致發(fā)光的影響不大。UV-vis結(jié)果

4、表明吸電子基團(tuán)S=O的引入使得聚合物的帶隙增加。P2,P3單層器件的最大發(fā)光亮度分別為54.8cd/m2(4V)和32.56cd/m2(5V)。P1，P2，P3雙層器件的最大發(fā)光亮度分別為277.6cd/m2，400.7cd/m2和796.3cd/m2。 3.采用Wittig偶聯(lián)反應(yīng)將吩噻嗪單元、吩噻嗪-5-亞砜單元引入聚芴骨架，合成了兩種芴與吩噻嗪及吩噻嗪-5-亞砜的共聚物(P4,P5)。采用紫外可見光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安法

5、、光致發(fā)光(PL)、電致發(fā)光(EL)等手段研究了聚合物的光電性能。制備了結(jié)構(gòu)為ITO/聚合物/Ca/Al的單層器件，獲得了綠色發(fā)光。結(jié)果表明吩噻嗪單元的引入降低了聚芴的電離勢(Ip)，提高了電子親和勢(Ea)，改善了材料的載流子傳輸能力。循環(huán)伏安結(jié)果表明S=O基團(tuán)的引入沒有明顯增加材料的電子親和勢。P4，P5單層器件的最大亮度分別為20cd/m2(16V)和12.5cd/m2(15V)。 4.采用Wittig偶聯(lián)反應(yīng)將吩噻嗪單元