含三嗪或苯并咪唑的双偶极聚合物的合成及性能研究

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真空蒸镀和溶液加工是有机发光二极管(OLED)的两种典型的器件制备工艺,与真空蒸镀相比,溶液加工操作简单,价格低廉,更适合大面积产品。迄今为止,OLED器件的主体材料多为只能真空蒸镀的小分子材料,适合溶液加工的聚合物主体材料则非常稀少,具有双偶极电荷传输功能的聚合物主体材料就更为珍贵,同时,激基复合物作为主体材料是近年来的一个研究热点,然而目前激基复合物都是将功能小分子真空共蒸镀形成的,制备方法极其复杂。本论文针对以上现状,设计、制备双偶极聚合物主体材料,探寻双偶极聚合物形成激基复合物的可能性,并用于制备溶液加工的OLED器件。  (1)形成激基复合物的p-型和n-型功能基团的筛选:双偶极分子中的n-型基团和p-型基团同时也是电子受体(A)和电子给体(D),彼此间有形成激基复合物的潜力。选择咔唑作为小分子给体模型,选择三嗪、三唑、二唑连吡啶、氰基吡啶、二苯磷酰基吡啶、二氰基吡嗪作为受体模型,通过混合薄膜光谱和电化学测试,发现三嗪衍生物、二氰基吡嗪衍生物易与咔唑形成激基复合物。由此,选定咔唑或取代的咔唑为p-型基团,选定三嗪、二氰基吡嗪、苯并咪唑等为n-型基团设计双偶极聚合物,预期目标材料有形成激基复合物的潜力;  (2)单极性、双偶极聚合物的分子设计、制备和性质:以非共轭的聚乙烯为主链,以所选p-型和/或n-型基团为侧链,通过乙烯自由基聚合反应,设计、制备了空穴传输  型(P-Cz、P-CzCz、P-TPACz)、电子传输型(P-TRZ、P-TPBi)的多个系列均聚物,和侧链同时含有p-型和n-型基团的共聚物(P-CzTRZ和P-CzTPBi);利用电化学循环伏安和发光光谱等方法验证共聚物的化学结构。所合成的十余种均聚物和共聚物都未见文献报道。这些聚合物都具有优良的热稳定性和高的玻璃化转变温度,以及优良的电子和空穴传输性能,和较高的三线态能级,聚合物薄膜的发光一般具有较宽的谱带;  (3)以咔唑-三嗪共聚物P-CzTRZ分别为非掺杂发光层或主体材料制备了PLED:P-CzTRZ作为非掺杂发光层的OLED同时出现了激基缔合物(478 nm)和激基复合物(565 nm)的发光峰;以P-CzTRZ为主体材料,以蓝光和绿光磷光铱配合物(FIrpic、Ir(ppy)3)为客体发光材料,在空气中,通过溶液旋涂方法制备的OLED都获得了客体发光材料的纯粹蓝光或绿光,其中P-CzTRZ-FIrpic器件获得了4.0 cd/A(2.19%)的发光效率,预示若经过器件结构和工艺的优化,P-CzTRZ有望成为优良的双偶极聚合物主体材料。
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