恶二唑基聚芴型高分子电致发光材料的合成与光电性能分析.pdf

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1、68工程塑料应用2011年，第39卷，第9期恶二唑基聚芴型高分子电致发光材料的合成与光电性能分析水赵玮赵春宝孙可孙凤梅(1．南京信息职业技术学院，南京210046；2．南京理工大学化工学院，南京210094)摘要以Grignard反应和脱水缩聚的方法合成了一种含恶二唑基团的聚芴型电致发光材料，通过紫外一可见光谱和电化学法得到该材料的能带隙约为2．99eV，最低未占有分子轨道能级约为2．95eV，其有望成为应用在蓝色电致发光器件中的高分子电子传输材料。关键词聚芴恶二唑高分子材料电致发光光学能带隙目前，有机高分子电致发光器件(PLED)材料电化学工作

2、站：CHI660A型，采用标准的三电以其独特的光电性能和易加工性吸引了众多学者的极电化学电池，铂电极作工作电极、银作辅助电极，研究兴趣。有机发光材料与无机发光材料相比，以甘汞电极(SCE)作为参比电极，上海辰华仪器有限其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点公司。越来越受到关注。近几年以有机发光材料制备的发1．3聚9，9一二己基芴．恶二唑的合成光器件已临近应用阶段，成为当前流行的液晶显示通过Grignard反应和脱水缩合等方法可以合成器件的强力竞争对手。目前研究比较活跃的有聚噻主链中含有芴单元的聚合物，以制备聚芴类电致发吩、聚苯胺、聚吡咯

3、、聚芴等。光材料。实验过程主要由以下两部分组成聚芴是一种很有希望实际应用于有机电致发光(1)以Grignard反应制备羧酸烷基芴，该反应器件中的蓝光高分子材料¨J，但其电子亲和势较要求在无水无氧条件下进行。反应原料、引发剂、溶低，电子传输和注入效率比其空穴传输和注入效率剂等因素都对反应的进程和收率有明显影响u卜；低，因此发展受到限制。在聚合物链中引入恶二唑(2)在多聚磷酸体系下，加热通过关环反应来等强吸电子单元是一种提高聚合物电子亲和势和电合成芴一恶二唑共聚物HJ。反应对温度控制的子传输能力的常见方法J。要求较高，大约稳定在80~C为宜。合成反应

4、方程式笔者在聚芴主链中引人恶二唑单元，以求改善如图1所示。其电子传输与注入性能，然后利用紫外一可见⋯c掩COOH+NHzNH~~2HCI(UV—vis)光谱和电化学方法测试了其光电性能。1实验部分1．1主要原材料2，7．二溴_9，9-二己基芴：分析纯，北京盛维特科图1聚9，9一二己基芴-恶二唑的合成方程式技有限责任公司；2光电性能分析干冰：南京第五十五研究所气体公司；对于有机电致发光材料，能级和能带隙E是最盐酸肼、五氧化二磷、碘片：分析纯，上海化学试为重要的光电性能参数之一。剂有限公司；材料的能级包括最高占有分子轨道(HOMO)和四氢呋喃：分析纯

5、，国药集团化学试剂有限公最低未占有分子轨道(LUMO)能级，它们对于平衡司。载流子的注入和传输非常重要。通过设计合适能级1．2主要设备、仪器的有机聚合物材料能显著改善器件的效率。材料的磁力搅拌器：79—1型，金坛市医疗仪器厂；能级可用电化学分析中的循环伏安法来计算¨。电子天平：HANGPINGFA2004N型，上海精密E为LUMO与HOMO之间能量差。对于共轭科学仪器有限公司；高分子材料，其共轭叮r与叮r轨道分别是HOMO和旋转蒸发器：RE一52A型，上海亚荣生化仪器厂：2010年江苏省科技厅工业支撑项目(BE2009171)UV—vis光谱仪：

6、uV一2201型，日本岛津公司；收稿13期：2011．07-18赵玮，等：恶二唑基聚芴型高分子电致发光材料的合成与光电性能分析69LUMO，分别对应于高分子材料的导带与价带。这对于给定的试样，O／与吸光度等价。则由图类材料在一定电场作用下，空穴和电子同时注入共1的吸收光谱作(huA)一图，如图3所示，得到线轭高分子，令其叮r电子跃迁到LUMO，此时聚合物分性吸收边。将吸收边的线性关系延伸到与能量轴相子吸收能量，由HOMO能态到LUMO能态。也就是交，可得共混物的E。用此法测得9，9-二己基会产生正、负极子，极子在共轭聚合物链段上转移，芴-恶二唑共

7、聚物的E约为2．965eV。最后复合形成单线态激子(处于LUMO能态)，激子l412辐射衰减而发光，显然辐射光子能量便由价带和导10带之问的E而决定。除由电化学方法计算外，8也常通过材料的uV—vis吸收光谱来获得¨。另S64外，还可通过电化学方法计算材料的HOMO能级和2LUMO能级。O2922．942．962983．003023043．062．1UV—vis光谱分析hv／eV(1)9，9一二己基芴-恶二唑共聚物的uV—vis光图39，9-二己基芴一恶二唑共聚物的(huA)一图谱分析2．29，9一二己基芴一恶二唑共聚物的电化学分析UV—vis吸

8、收光谱是研究分子中价电子或外层为进一步了解9，9．二己基芴．恶二唑共聚物的电子跃迁情况的一种吸收光谱，反映分子吸收能量能级结构，以循环伏