含三键聚芴类电致发光材料的合成及器件化研究

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本文对含三键聚芴类电致发光材料的合成及器件化进行了研究。文章分为六个部分: 第一章全面地介绍了有机电致发光的基本原理,研究历史,研究现状。并重点介绍了聚烷基芴类电致发光材料的特点及研究现状,存在的主要问题。最后阐述了本博士论文研究的立题设想和研究目标。 第二章涉及的主要研究内容有:采用改进后的Sonogashira法,合成了8种不同9位取代基及聚合度的单分散齐聚芴,其中6种为首次合成。用400兆核磁,质谱和元素分析表征了它们的化学结构。分别测定了齐聚芴在溶液及固体膜中的紫外-可见吸收和荧光光谱。用循环伏安法考察了齐聚芴的电化学性能。初步研究了齐聚芴分子的热行为。最后用两种齐聚芴制备了蓝色电致发光二极管。器件具有良好的光电性能,其最大亮度接近6000cd/m2。 第三章涉及的主要内容有:首次合成了2种含萘、蒽的齐聚芴,分别为1,4-二(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)萘(ON3R4)及9,10-二(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)蒽(OA3R4),并在此基础上设计合成了3种含有苯、萘、蒽基团的聚烷基芴共聚物(PFP-2,3,4),它们的结构通过400兆核磁,质谱和元素分析得到确证。所有产物均有较好的溶解性,聚合物可以方便地旋涂成膜。热分析结果显示聚合物的玻璃化温度(90~155℃)明显高于均聚烷基芴(约50℃)。分别测定了所合成的聚芴在溶液及固体膜中的紫外-可见吸收和荧光光谱,并制备了电致发光器件,初步探讨了材料结构与发光性能的关系。 第四章涉及的主要内容有:首次设计合成了2种含芴荧光体,分别为4-(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)苯乙烯(FS-1)及4-[2-乙炔基-7-(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)-9,9-二丁基芴基]苯乙烯(FS-2),其特点是末端为苯乙烯类结构,可以用自由基引发聚合,并在AIBN的引发下得到了相应的2种侧链型聚芴(PFS-1及PFS-2)。这些聚合物具有很窄的分子量分布,在普通溶剂中具有很好的溶解度。DSC和TGA测试说明聚合物具有很好的热稳定性和较高的热分解温度。紫外和荧光分析表明所合成的单体和聚合物都有很好的光致发光性能,发射波段位于蓝紫光到蓝光区域。首次将上述侧链型聚芴应用于聚合物发光二极管。电流-电压和亮度-电压曲线表明聚芴具有较好的二极管特性及电致发光性能。 第五章涉及的主要内容有:合成了2种新型齐聚芴醇,分别为2-(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)-9-芴醇(OF2R4OL)及2,7-二(2-乙炔基-9,9-二丁基芴基)-9-芴醇(OF3R6OL),其特点是可以通过傅氏反应将其接枝到聚苯乙烯上,得到一类新颖的侧链型聚芴。接枝反应简单易行,可通过控制反应物投料比来调节接枝物中的荧光组分的含量。最后得到了2类侧链型聚芴POF2R4OL及POF3R6OL系列,产物的结构通过核磁、元素分析等方法得到确证。所有接枝物在普通有机溶剂中都具有良好的溶解度,能够方便地旋涂成膜。初步考察了材料的电致发光性能,结果表明,这是一类具有很好的应用前景的基于芴的共轭高分子发光材料。 第六章为对整个研究内容和主要结果的最终总结,并提出了对本研究的展望。
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