噻吩類電致發(fā)光材料的光電性能研究.pdf

1、噻吩類衍生物作為一種新型電致發(fā)光材料,由于具有發(fā)光性能優(yōu)良,發(fā)光顏色容易控制,在溶劑中溶解度較高,容易調(diào)整規(guī)整度,合成難度較低等諸多優(yōu)點,以其優(yōu)異的光電性能越來越受到研究者的重視。通過改變噻吩環(huán)上取代基的結(jié)構(gòu)以及引入其它吸電子基團形成共聚物,可以調(diào)控能級結(jié)構(gòu)和光電性能。 本論文利用循環(huán)伏安法為主要研究手段,并結(jié)合理論計算法,紫外-可見光分析法,光致發(fā)光分析和電致發(fā)光分析,系統(tǒng)研究了烷基取代噻吩單體和聚合物,烷基取代噻吩與噁二唑的

2、共聚物,烷基取代噻吩與吡啶共聚物三大類物質(zhì)的電化學性質(zhì)和光電性能。 通過循環(huán)伏安法對系列烷基取代噻吩單體的電化學性質(zhì)進行了研究。結(jié)合紫外-可見光吸收和量子化學計算,確定了其能級結(jié)構(gòu)及取代基對能級結(jié)構(gòu)的影響。烷基取代噻吩單體電化學性質(zhì)穩(wěn)定,重現(xiàn)性好。隨著3位取代飽和烷烴鏈長增大,單體的HOMO能級減小0.15eV和LUMO能級減小0.23eV,同時對應(yīng)的帶隙也有所下降。對同一物質(zhì),光學方法比電化學方法得到的帶隙增大0.7eV,但隨

3、取代基結(jié)構(gòu)變化趨勢一致。 綜合利用電化學等多種方法研究了烷基取代噻吩聚合物的能級結(jié)構(gòu)和光電性能。同一種取代噻吩的單體和聚合物相比,聚合物的帶隙降低0.2eV。聚合物帶隙隨取代基增大有所降低,HOMO軌道能級幾乎不受影響。由于空間位阻效應(yīng),過長的碳鏈影響電子注入。與已制成的聚(3-正十二烷基噻吩)單層發(fā)光器件的光電性能參數(shù)進行了對比研究。 烷基取代噻吩與1,3,4-噁二唑的共聚物比對應(yīng)規(guī)整噻吩均聚物帶隙上升0.1eV。引入

4、噁二唑吸電子基團使HOMO軌道能級平均下降0.2eV,LUMO軌道能級按相同趨勢變化。共聚物帶隙同樣隨噻吩環(huán)碳鏈取代基增大而減小。光學帶隙比對應(yīng)電化學方法帶隙大0.4eV。噁二唑共聚物LUMO軌道能級比均聚物明顯下降,帶隙未明顯提高,有利于電子陰極注入。與量子化學方法得到的能級結(jié)構(gòu)進行了比對。烷基取代噻吩和噁二唑的共聚物基本實現(xiàn)電子-空穴注入平衡。 對比研究了烷基噻吩-吡啶共聚物電化學性質(zhì)和能級結(jié)構(gòu)。烷基噻吩-吡啶共聚物帶隙比同