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聚合物磷光电致发光器件(PhPLEDs)由于其高的量子效率以及可采用低成本溶液加工的方法制备大面积器件的特点引起了人们越来越多的关注。通常的电磷光发光器件的发光层是通过将磷光染料掺杂到聚合物主体中,采用旋涂的方法制备。然而,由于磷光染料和聚合物主体相容性的问题,这种方法制备的器件容易产生相分离以及高电流密度下的效率淬灭。采用将磷光染料直接引入聚合物的分子链上制备的分子分散的超支化电磷光聚合物可以抑制铱配合物分子链间的相互作用,可以较好的避免这类问题。超支化电磷光聚合物不仅大大减轻了三线态激子自淬灭,能有效提高发光聚合物的性能和稳定性,具有极好的溶解性和成膜性,低粘度,发光特性可以方便地由中心核、枝以及表面基团的调节来实现,是一类非常有应用前景的适用于喷墨打印技术制备聚合物电致发光显示屏的重要候选材料。
本论文的主要研究内容是利用含有三个可聚合的溴原子的双环或三环金属铱配合物为核和其他共轭单体通过Suzuki缩聚反应合成超支化电磷光聚合物。
在第二章中首先合成了一系列以苯为核的聚咔唑类的超支化蓝光聚合物。第三章中我们通过“A2+A4+B2”Suzuki缩聚反应合成了以苯并噻二唑衍生物-4,7-二苯胺-2,1,3-苯并噻二唑为核,芴-alt-咔唑为枝的超支化红光聚合物,对反应条件和聚合工艺进行了探讨,所得聚合物都能溶于常用溶剂。
在第四章中合成了一种以含铱配合物为核,以聚(2,7-芴)结构为枝的红光超支化电磷光聚合物,同时还引入的苯单元为核来增加聚合物的支化度,进一步研究了所制备超支化聚合物的热性能、电化学、紫外吸收、光致发光性能,并以此类聚合物为发光层制作了发光器件研究了其电致发光特性。
在第五章中合成了合成了以铱配合物、苯为核、聚(3,6-咔唑-co-芴)为枝的超支化红光聚合物,咔唑-co-芴单元可赋予聚合物良好的空穴注入及传输性能,并制备了高效红光器件。如聚合物PFCzPh20NapyIrl红光器件的最大流明效率可达6.5cd/A,最大外量子效率为8.1%,该聚合物器件在高电流密度下流明效率下降较为平缓。
在第六章中合成了一种基于含铱配合物的绿光电磷光化合物为核,以聚(3,6-咔唑)结构为枝的超支化电磷光聚合物。由于采用高三线态能级的聚(3,6-咔唑)为主体材料,可较好的避免三线态激子从能量较高的客体到主体的回转,同时引入的咔唑单元可赋予聚合物良好的空穴注入及传输性能。进一步研究了所制备聚合物的热性能、电化学、紫外吸收、光致发光性能,并制备了高效绿光器件。聚合物PCzPy10IrPPy3绿光器件的最大流明效率可达30 cd/A,最大功率效率可达16 lm/W。该聚合物器件有较低的启亮电压和光谱稳定性,在高电流密度下流明效率下降较为平缓,超支化聚合物由于其高度支化的三维立体结构能有效地抑制了配合物在高浓度下的“浓度淬灭效应”以及由高电流密度下的有机金属络合物与聚合物之间的相分离而导致发光效率急速下降等问题,提高了电磷光聚合物在高电流密度下的稳定性。