聚芴類共軛聚電解質(zhì)及其前驅(qū)體的合成與光電性能研究.pdf

1、近幾年來，共軛聚電解質(zhì)由于其在高靈敏度化學(xué)或生物傳感器中的成功應(yīng)用，而引起了廣泛的關(guān)注。但對(duì)共軛聚電解質(zhì)在發(fā)光器件中的應(yīng)用研究卻只有少數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道，且效率都較低。但是共軛聚電解質(zhì)如能在光電器件中應(yīng)用，會(huì)帶來一些新的特點(diǎn)，例如共軛聚電解質(zhì)可以通過自組裝成膜來制作多層的高分子光電器件，并且可以用水或醇為溶劑，有望實(shí)現(xiàn)“環(huán)境友好”的發(fā)光聚合物，因此對(duì)共軛聚電解質(zhì)及其光電性能的研究具有很重要的意義?！　≡诒菊撐睦?，我們首先通過Suzuki偶合反

2、應(yīng)合成了兩種側(cè)鏈上含有胺基的發(fā)藍(lán)光聚芴衍生物：聚[9，9-二辛基芴-9，9-雙(N，N-二甲基胺丙基)芴](PFN)，聚[1，4-亞苯基-9，9-雙(N,N-二甲基胺丙基)芴](PFPN)，并通過季銨鹽化后處理得到了相應(yīng)的共軛聚電解質(zhì)衍生物：聚[9，9-二辛基芴-9，9-(雙(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基銨)丙基芴]二溴(PFNBr)，聚[1，4-亞苯基-9，9-(雙(3’-(N,N-二甲基)-N-乙基銨)丙基芴]二溴(PFPNB

3、r)，并對(duì)它們的電致發(fā)光性能進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的聚合物均在高功函數(shù)金屬鋁作陰極的器件中有較高的發(fā)光效率，說明這一類聚合物具有良好的電子注入性能，可以用作電子傳輸層與高功函數(shù)金屬(如鋁，金等)組成復(fù)合陰極應(yīng)用在傳統(tǒng)的發(fā)光聚合物器件中。我們發(fā)現(xiàn)使用這類新型復(fù)合陰極的器件具有與使用目前廣泛應(yīng)用的低功函數(shù)金屬(如鋇，鈣等)相同或甚至更高的發(fā)光效率。使用穩(wěn)定金屬電極在器件生產(chǎn)工藝及長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面有重要意義，是目前發(fā)光器件研究的熱點(diǎn)之一?！?/p>

4、　在以上工作的基礎(chǔ)上，我們通過在高分子主鏈中引入一系列不同比例的窄帶隙的共聚單體：2，1，3-苯并噻二唑(BTDZ)、4，7-二噻吩-2-基-2，1，3-苯并噻二唑(DBT)、2，1，3-苯并硒二唑(BSeD)、4，7-二噻吩-2-基-2，1，3-苯并硒二唑(DBSe)，得到了一系列發(fā)不同顏色光的含胺基的聚芴衍生物，并通過季銨鹽化后處理得到了它們相應(yīng)的共軛聚電解質(zhì)衍生物，所有得到的聚合物的發(fā)光范圍從420nm到750nm，幾乎覆蓋了整個(gè)

5、可見光的區(qū)域。引入的窄帶隙單體不但改變了聚合物的發(fā)光顏色，而且提高了聚合物的發(fā)光性能。同時(shí)聚合物胺基和季銨鹽基團(tuán)不但使這些聚合物具有很好的電子注入能力，還使這些聚合物可以使用環(huán)境友好的溶劑乙醇等來溶解加工。這樣我們得以首次實(shí)現(xiàn)一類同時(shí)具有可以使用高功函數(shù)穩(wěn)定金屬電極，具有高器件發(fā)光效率，并且可以使用環(huán)境友好溶劑加工的發(fā)光聚合物?！　⊥ㄟ^在發(fā)光聚合物中引入三苯胺單體，來調(diào)控聚合物中電子和空穴的傳輸性能，使電子和空穴在聚合物中的注入更加均

6、衡，從而進(jìn)一步提高了聚合物的發(fā)光性能。其中聚合物PFN-TPA10(聚[9，9-二辛基芴-9，9-雙(N，N-二甲基胺丙基)芴-2，1，3-苯并噻二唑-N-(4-苯基)4，4’-二苯基胺])在結(jié)構(gòu)為ITO/PVK/PFN-TPA10/Ba/Al的器件中在33mA/cm2電流下的外量子效率達(dá)到了3.57％，同時(shí)發(fā)光亮度達(dá)到了1414cd/m2，在用鋁做電極的器件(ITO/PVK/PFN-TPA10/Al)中，34mA/cm2電流下的外量子

7、效率達(dá)到了3.34％，同時(shí)發(fā)光亮度達(dá)到了1348cd/m2。更重要的是聚合物在金做電極的器件(PVK/PFN-BTDZ-TPA10/Au)中，在35mA/cm2電流下的外量子效率達(dá)到了1.1％，同時(shí)發(fā)光亮度達(dá)到了446cd/m2。而共軛聚合物在金電極下的高效發(fā)光國(guó)際上從未見報(bào)到過。　　此外，我們還合成了一種新型的帶有磺酸基團(tuán)的陰離子聚芴電解質(zhì)——聚[9，9-雙(4’-磺酸丁基)芴-1，4-亞苯基]二鈉(PFS)，并且利用這種聚合物做為