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聚芴及其衍生物由于含有一个刚性的平面内联苯单元,因此其热稳定性及化学稳定性都比较高,在固态时具有较高的荧光量子产率(0.6-0.8)。聚芴均聚物具有较大的带隙,是发蓝光的材料。可通过共聚的方法在聚芴主链中引入低带隙单体来实现既有高的发光量子效率,又具有不同发光颜色的聚芴共聚物。
Silole是一类含Si的五元环二烯,由于Si原子环外两个σ键的σ<*>轨道和环上丁二烯部分的π<*>轨道形成σ<*>-π<*>共轭,使得Silole具有了比其他含有杂原子的五元环都要低的LUMO能级,从而赋予它良好的电子接收能力和很高的电子迁移率。2,5-位含富电子芳香基团的2,3,4,5-四苯基-Silole(PSP)和2,5-双噻吩基-3,4-双苯基-Silole(TST)引入到聚芴主链中,明显表现出从芴单元到Silole单元的能量转移,并分别表现出绿光和红光的发射。Siloe的2,5位取代基对调节聚芴共聚物的EL光谱有重要作用。
苯并噻二唑是缺电子单元,有很高的电子迁移率。本文通过在Silole的2,5位引入吸电子基团苯并噻二唑基合成了一种新的Silole单体2,5-双苯并噻二唑基-3,4-双苯基-Siloe(BTS),并采用Suzuki偶合的方法与9,9-二辛基芴(FO)合成了一系列共聚物PFO-BTS1,PFO-BTS5,PFO-BTS10,PFO-BTS15。制备了器件结构:ITO/PEDOT/emissivelayer/Ba/Al,PFO-BTS的发射光谱表现出Siloe-dominant的发射峰,随着BTS的含量的增大,PFO-BTS1到PFO-BTS15的λ<,max>分别从574nm红移到601nm,芴的发射峰完全消失,在同一个器件下PFO-BTS的效率一般比以前报道的PFO-TST的高,可能因为苯并噻二唑的高的电子迁移率。PFO-BTSl5的最大外量子效率在为0.51%,并通过与均聚芴。PFO共混,PFO-BTS15:PFO比例为1:4时,其混合物器件的最大外量子效率为1.37%。
一般改变Silole的2,5位取代基对调节共聚物的光电性能有重要影响,很少研究Silole的3,4.位取代基对其光电性能的影响,三苯胺有很强的空穴传输能力,而2,5位连苯基的Silole有较强的电子传输能力,本文通过在silole的3,4位取代基引入三苯胺基团,以期电子和空穴在器件内有效的输运和复合,合成了2,5-双苯基-3,4-双三苯胺基-Silole(TPSP),采用Suzuki偶合方法与9,9-二辛基芴(FO)合成了一些列聚合物PFO-TPPSP,器件结构:ITO/PEDOT/PVK/copolymer/Ba/Al,随着三苯胺含量的增大,聚合物的电致光谱比以前报道的PFO-PSP红移,且效率在同样的器件结构下也有大幅的提高,PFO-TPSP5最大外量子效率是2.02%,是现报道中Silole聚合物的最高效率。
本文还在PFO-TST主链中引入三苯胺空穴传输基团,以比较与3,4位引入三苯胺基团对注入电子与空穴的平衡的影响,首先合成了双(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基).苯基)苯胺,采用Suzuki偶合方法与9,9-二辛基芴(FO)和TST共聚合成了TPA-F-TST共聚物,器件结构:ITO/PEDOT/PVK/TPA-F-TST/Ba/Al,最大外量子效率为0.42%,最大亮度为738Cd/cm<2>。综上所述,通过由宽带隙的芴和Silole的不同衍生物采用Suzuki偶合方法可以合成有希望的新型发光聚合物。