芴炔与苯并噻二唑及其衍生物发光共聚物的合成及性能研究

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1、摘要聚芳炔(PAEs)是一类含有芳基的三键共轭聚合物。这类聚合物通常由芳基和炔基交替共聚组成。大多数具有刚性和线性结构。更重要的是它具有较高载流子迁移率和商效率的发光特性，可应用于高分子电致发光器件(PLED)和光伏电池。但是由于目前的PAEs的外量子效率低，因此合成高效率的PAEs聚合物就成为目前研究的一大挑战。调节共轭聚合物的颜色有很多方式。其中在聚合物主链上引入窄带隙单元是调节聚合物发光颜色的一种重要的途径。当窄带隙成分含量少于50m01％时，每～个窄带隙单元两边都会连上一个宽带隙的单元，这样，窄带隙的单元就成为载流子俘获陷阱，使宽带隙单体上的激发能有效转移到窄带隙单体上，从而实现

2、对聚合物发光颜色的调控。本文的目的在于合成高效率的PAEs聚合物。主要采用Heck—Cassar—Sonogashira—Hagihara(HCsH)偶合方法合成了芴炔与几种窄带隙单体(2，1，3一苯并噻二唑(BT)、4，7一二噻吩一2，l，3一苯并噻二唑(DBT)、4，7一二(4～己基噻吩)一2，l，3一苯并噻二唑(DHTBT))的共聚物。芴炔与DBT共聚物的最大电致发光(EL)外量子效率为O．43％，流明效率为0．12cd／A。PFE—BTl器件的外量子效率为O．05％。PFE—DHTBTl制作的器件外量子效率为O．11％。在DBT的4一位上引入烷基链合成了DHTBT，希望烷基链的引

3、入能提高其外量子效率。但试验结果表明外量子效率并没有因为烷基链的加入而有明显的改善。这可能解释为，在芴的共聚物体系中，由于芴的不共面性，4一位烷基链的空间位阻效使得体系的共轭长度变短，分子内的能量转移就更加有效。所以PF0一DHTBT的外量子效率相对于PF0一DBT大大的提高了。而芴炔共聚物体系中，由于芴炔的共平面性好，4一位烷基链的空间位阻效应对体系的影响不大。所以PFE—DHTBT相对于PFE—DBT，其外量子效率并没有明显的改善。所有器件的结构为ITO／PEDT／PVK／Cop01ymers／Ba／Al。对器件性能的研究表明，聚芴主链中的芳杂环单元作为强大的激子陷阱使能量从芴炔单元

4、向杂环单元发生有效的转移。这一结果证明在宽带隙聚合物的主链中引入少量窄带隙单元可以在调节发光颜色的同时提高量子效率。关键词：聚芴炔，芳杂环单体，能量转移，发光共聚物Absn旨ctAbstractPoly(aryleneethynylene)s(PAEs)canbeusedinpolymerlight—emittingdevices(PLED)andphotovoltaiccellsduetotheirrelativelyhighefficientenergytransferand1uminescence．But，despitethesepreviousefforts，high—effic

5、iencypolymerLEDswithgoodcolorpuritybasedonconjugatedp01ymerwithtriplebondinthebackboneremainsagreatchallengethesedays．Inthispaper，Anewclassofpoly(aryleneethynylene)scontainingfluoreneethynylene(PFE)andservalnarrowbandgapcomonomers(4，7一dibromo一2，1，3一benzothiadiazole(BT)、4，7一di一2一thienyl一2，1，3一benz

6、othiadiazole(DBT)and4，7一bis(4一hexyl—2一thienyl)一2，1，3一benzothiadiaz01e(DHTBT))werepreparedbyPd—catalyzedcrosscouplings．InthecaseofPd—catalyzedcrosscouplings，Eachindividualnarrow—band—gapunitisseparatedfrombothsidesbywide—band—gapsegmentswhenthenarrow—band—gapcomponentisunderorequalto50m01％inthecop

7、olymer．Thenarrow—band—gapunitsfunctionasexcitontraDswhichalloⅣefficientintram01ecularenergytransferfromwide—band—gapsegmentstonarrow—band—gapunit．Thehighestexternalquantumefficiency，O．43％and1uminousefficiency0．12cd／Aar