新型三苯胺类电致发光材料的合成与性能研究

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三苯胺类化合物作为一类重要的有机电致发光材料,表现出了优异的主体发光性质,具有较高的发光亮度和发光效率,并且其色纯度也较高,其非共平面空间结构对于增强材料的荧光效率也有一定的贡献。三芳基胺类分子本身还具有很好的空穴传输能力,广泛应用在有机光电导体、有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机/聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池上。在本论文中,我们通过钯催化C-N交叉偶联反应,合成了一系列不同结构的三苯胺类材料,并通过红外,核磁,XRD, TG,紫外,荧光等分析手段对其结构和性能进行了表征。主要研究内容如下:(1)简述了有机电致发光的基本原理、材料以及器件结构的研究进展,着重介绍了三苯胺类化合物以及聚芴的种类、合成方法、性能和应用。(2)采用钯催化C-N交叉偶联反应,合成了三种联苯基三芳胺类聚合物(PTPABs)。利用红外、HNMR和XRD等分析手段对其结构进行了表征,并采用TG、DSC、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)和循环伏安法(CV)等对它们的性能进行了初步研究。结果表明,所制备聚合物具有良好的热稳定性及优良的空穴传输性能,有望通过设计合理的器件结构实现蓝光发射。(3)利用钯催化C-N交叉偶联反应成功的合成了三种含芴基三芳胺类聚合物(PTPAFs)。采用红外、’HNMR和XRD等分析手段对它们进行了表征,并用TG、 DSC、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)、循环伏安法(CV)等对它们的性能进行了初步研究。结果表明,所制备聚合物同样具有良好的热稳定性及优良的空穴传输性能,也有望通过设计合理的器件结构实现蓝光发射。(4)鉴于钯催化C-N交叉偶联反应催化剂昂贵,合成路线较复杂等缺陷,本文对新的催化体系及合成工艺进行了探索。利用活性较强的单体,采用有机亲核取代反应获得三苯胺类材料。该反应催化剂便宜易得,步骤简单,可获得分子量较大的聚合物,性能优异。本章以钯催化反应得到的4,4’-二甲氧基三苯胺为原料,用BBr3/CH2Cl2脱去甲基,得到中间产物4,4’-二羟基三苯胺;再以无水碳酸钾为催化剂,通过4,4’-二羟基三苯胺与双(四氟苯基)砜的亲核反应,合成新型三苯胺基聚醚醚砜(TPA-PEES)发光材料。其结构通过核磁氢谱、红外谱图、凝胶渗透色谱和XRD等方法进行表征,结果表明聚合物具有较高的分子量(Mw=3.12×104)。利用DSC、 TG、紫外和荧光对其性能进行测试,测试结果表明,该聚合物具有良好的热稳定性(Td>400℃)和溶解性,以及优异的光电性能。
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