红、绿光聚芴的合成及发光性能

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有机电致发光器件(OLED)经过20多年的发展,其产品已经开始走向市场,在小型数码产品,比如手机、MP3等,有着广泛应用,甚至像30寸的大尺寸平板显示产品也陆续推出,但是目前OLED产品都是基于小分子,采用真空蒸镀工艺实现的,该工艺存在诸多影响产品大规模商业化的缺点,比如工艺设备投资大,材料浪费严重,成品率低,以及不易实现大面积显示。聚合物电致发光材料可进行溶液加工,完全可以弥补真空蒸镀工艺的不足,故引起了人们研究的热潮。聚芴及其衍生物具有很高的荧光量子效率、很好的热稳定性以及C9位容易进行化学修饰等优点,成为研究最热的聚合物电致发光材料之一。虽然聚芴本身是发射蓝光的,但是通过在聚合物链中引入窄带隙单元,在整个可见光范围内就可以很好调节聚芴衍射物的发光颜色。S,S-二氧-二苯并噻吩(SO)是一个缺电子单元,具有较高的电子亲和势,可以提高电子的注入和传输性能,同时SO还具有较高的荧光量子效率。在第二章第一节中,我们在芴-co-3,7-S,S-二氧-二苯并噻吩(3,7-SO)共聚物主链中,引入2,1,3-苯并噻二唑(BT)单元,制备了两个绿光聚合物,苯并噻二唑含量分别为1%和2%,命名为PPFSO15BT1和PPFSO15BT2。将其制备成单层器件,器件结构:ITO/PEDOT:PSS/Polymer/CsF/Al,其中以PPFSO15BT2作为发光层,获得的器件整体性能最好,最大流明效率及最大外量子效率分别为21.42cd/A及5.79%,最大亮度达到25360cd/m2,启亮电压为3.5V。为了进一步优化PPFSO15BTx系列绿光器件的效率和色纯度,我们将苯并噻二唑(BT)单元两端接上苯基,制得DPBT单元。通过Suzuki缩聚反应合成了一系列PFSOxDPBTy聚合物。基于单层器件结构:ITO/PEDOT:PSS/polymer/CsF/Al,聚合物PFSO10DPBT5显示了最佳的EL性能,最大流明效率和外量子效率分别为7.39cd/A和1.89%,启亮电压为4.0V。在效率稳定性方面,聚合物PFSO20BT5在电流密度为100mA/cm2时,LEmax为4.85cd/A,当电流密度增至400mA/cm2时,LE仅仅降至4.02cd/A,说明该类材料具有比较好的效率稳定性。在第三章中,我们将2,5-二苯-1,3,4-噁二唑单元引入到聚芴-co-4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑的主链中,制备了一个系列的共聚物,并以此类聚合物制备单层器件,器件结构:ITO/PEDOT:PSS/Polymer/CsF/Al。其中基于聚合物PFOXD10DHTBT2的器件性能最佳,最大流明效率为0.63cd/A,亮度为1793.6cd/m2,启亮电压为6.0V。
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