pn掺杂型聚烷氧基噻吩共聚物的研究

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1、摘要p／n掺杂型聚烷氧基噻吩共聚物的研究学生姓名：何艳芳导师姓名：祁争健学校：东南大学摘要聚噻吩衍生物电致发光器件因具有自发光、视角宽、响应快、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低等优势，在平板显示领域具有极大的应用前景而引起了广泛的关注。为了获得高效率的PLED器件，电子和空穴平衡地注入聚合物发光层是十分必要的。对大多数共扼聚合物而言，由于电子亲和势较低，故它们的电子传输和注入效率要比其空穴传输和注入效率低。因此，有关提高聚合物电子传输和注入性能的研究工作受到了人们的关注。具有高电子亲和势的共轭聚合物有低的电子注入势垒，而主侧链含有吸电子单元的聚合物通常有着高的电子亲和势。2，5

2、．二苯基．1，3，4．晤二唑和吡啶为典型的吸电子单元，因此，在聚合物主链中引入1，3，4．嗯二唑环和2，6．二溴吡啶是一种提高聚合物电子亲和势与电子传输能力的有效方法。此外，嚼二唑单元的存在还能提高聚合物的热稳定性。本文在母体单元选择的基础上，设计合成了主链上含有乙烯基、3．烷氧基噻吩和唿二唑(或吡啶)单元的具有电子、空穴双向传输能力的新型p，n掺杂型共聚物，并对其光电性质进行研究，探索它们在电致发光器件中的应用。在CuI的催化作用下，以3一溴噻吩为原料制备3．甲氧基噻吩，再以无水硫酸氢钠为催化剂，与正辛醇(十二醇)反应制各出3．正辛氧(十二烷氧)基噻吩单体，分别优化了反应工艺

3、条件参数，改进了提纯方法。通过核磁共振氢谱法(1HNMR)和质谱法(HR．Ms)对单体结构进行了分析表征，利用高效液相色谱法(HPLC)测试纯度，单体的产率和纯度均优于相关文献的报道。通过Heck偶联反应将1，3，4一嚼二唑环(或吡啶环)引入3．烷氧基噻吩主链上，合成了2，4一二乙烯基．3．辛氧基噻吩．共-2，5．二苯基．1，3，4一嗯二唑(P300Tv-oXD)、2，4．二乙烯基．3．十二烷氧基噻吩一共-2，5．二苯基．1，3，4-嗯二唑(P3DDur、，固xD)、2，4．二乙烯基，3．辛氧基噻吩．共-2，5．吡啶(P300TV-Py)和2，4．二乙烯基．3．十二烷氧基噻吩．

4、共．2，5．吡啶(P3DDOTV-Py)。通过核磁共振氢谱(1HNMR)jfll高效液相色谱(HPLC)等手段对各单体结构和纯度进行了表征。采用红外光谱法(FT-IR)和核磁共振氢谱法(1HNMR)对各聚合的分子结构进行了表征，用凝胶色谱法(GPC)测定聚合物的分子量。合成的四种共聚物分子量均处于5000,-6500之间，分子量分布较窄。易溶于二氯甲烷、氯仿和四氢呋喃等常用溶荆中。嗯二唑系列共聚物的测定结果表明：P300TV-OXD和P3DDOTV-OXD的电离能(Ip)分别为5．89eV、6．neV，与相应的聚噻吩均聚物相近。电子亲和势分别在2．88eV、2．95eV，有利于

5、阴极电子的注入与传输。意味着这两种共聚物都具有电子和空穴传输能力。与其均聚物进行比较，共聚物P300TV-OXD和P3DDOTV-OXD在溶液中的最人荧光量子效率为76．9％、63．9％，分别是其均聚物的9倍和6倍。以两种材料为发光活性物质分别制作的单层器件(ITO／Polymer／A1)，开启电压在7--,9V之间，表现出良好的整流特性。P300TV-OXD器件最大发射光子数为88350，比其不发光均聚物电致发光能力明显增强；P300TV-OXD器件最大发射光子数为77190，是其均聚物的16倍；两种共聚物均表现出较强的电致发光能力。l摘要吡啶系列共聚物P300TV．Py和P

6、3DDOTV．r,y的测试结果表明：P300TV-Py年IIP3DDOTV．Py在溶液中的荧光量子效率较其均聚物提高了约1^2倍。电子亲和势较高，分别为2．71eV、2．93ev，有利于阴极电子的注入与传输。室温正向驱动下，P300TV—Py和P3DDOTV．Py单层器件(ITO／Polymer／A1)在448llin和480nm处分别发射出蓝紫色和蓝绿色的光。其中，器件P300Tv．Py的最大发射光子数为20395，发光能力明显高于其不发光均聚物；器件P3DDOTV．Py的最人发射光子数为35100，是其均聚物7倍，两种共聚物均表现出优于其相应均聚物的电致发光能力。综上所述，

7、将两种具有不同吸电子能力的电子传输单元(噫二唑和Ⅱ比啶)分别与空穴传输单元3一烷氧基噻吩有序交替共聚，实现了对共轭体系中正、负载流子注入、传输平衡的调控。共聚物均表现出良好的光电性质。其中，以2，5一二苯基一1，3，4-嚼_-唑的共聚物为发光活性材料，制备的单层器件(ITO／Polymer／A1)获得了较高的发光量子效率。关键词：3．烷氧基噻吩；聚噻吩；等规立构：掺杂；共聚物；电致发光；光电二极管IIABSTACTTheresearchofp／nalternatingpoly(alkoxyt