聚芴及其衍生物电致发光材料的合成与表征

本论文以合成聚荀及其衍生物电致发光材料为目的。通过光谱性质、电化学性质的表征及聚合物单层电致发光器件的测试来评价所合成的聚合物的性能。经过研究不同分子结构的共聚合单体及其含量对聚合物光电性能的影响及相关机理，为设计高性能的电致发光聚合物材料探索切实可行的途径。1．设计并合成了在侧链中带有嗯二哇类电子注入和传输基团的聚（9，9-二烷芴）系列聚合物，详细讨论了嗯二哇侧基含量对聚合物的分子量、溶解性、热性能的影响。嗯二哇侧基使聚合物有较大的空间位阻，限制了聚（9，9-二烷芴）的分子间的堆积，破坏了其晶相的形成。由于不同含量的唔二哇的引入，提高了聚合物的LUMO值，降低了电子的注入势垒。聚合物单层电致发光器件的性能数据表明，嗯二哇侧基的引入可以提高器件的效率和亮度，且含嗯二哇侧基的单体含量的最佳范围为27％左右。嗯二哇侧基的加入，导致电致发光出现较强的激基复合物发光，器件的电致发光表现为蓝白色荧光。2．设计和合成了在侧链中带有三苯胺基团的芴类系列聚合物，详细讨论了三苯胺侧基对聚合物的分子量、溶解性、热性能进行的影响。三苯胺侧基使聚合物有较大的位阻，限制了聚合物分子间的堆积，破坏了晶相的形成。三苯胺的引入降低了聚合物的HOMO值，因此空穴的注入势垒较小。聚合物单层电致发光器件的研究结果表明，三苯胺侧基的引入可以提高器件的效率和亮度，且三苯胺侧基的单体的含量的最佳范围为13％左右。加入三苯胺侧基后，聚合物保持了聚药本身的蓝光发光特性，并在一定程度上可以抑制激基复合物的形成。3．设计并合成了一类新的N-苯基取代吩噬嗦与9，9-二烷芴的具有空穴注入和传输功能的共聚物发光材料。N一苯基取代的吩唆嗓使聚合物发光有较大的红移，且光谱变宽。N-苯基取代的吩唆嗦与9，9-二烷芴交替共聚物显示出比三苯胺和咔哇类单体与9，9-二烷芴交替共聚物更低的HOMO值，是一类潜在的空穴注入和传输材料。在共聚含量低于30％时，吩噬啧单体的引入可以提高器件的效率。其电致发光光谱显示出与光致发光光谱相同的变化规律。4．本章基于“蓝光和橙光二原色”协同形成白光的物理思想，采用聚芴为蓝光构造基元，蔡酞亚胺衍生物为橙光构造基元，设计合成了将蔡酞亚胺衍生物共聚到聚荀及其衍生物主链的系列聚合物，实现蓝光和橙光发射基元在单一高分子中共同发光。通过调节蔡酰亚胺衍生物单体的含量，调控蓝光发射与橙光发射的相对强度，实现单一高分子的白光发射。利用能量转移和电荷转移（或电荷捕获）提高了聚合物器件性能，来达到提高白光器件电致发光光谱稳定性的目的。本章制备的白色电荧光聚合物是目前世界上器件结构和制备工艺最简单，效率最高的白光电致发光聚合物材料。