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基于电子给体—电子受体结构的有机小分子及其共聚物的合成与发光性能研究

作　者: 宋春丽
导　师: 周禾丰
学　校: 太原理工大学
专　业: 材料学
关键词: OLED 红光 白光聚合物 噻吩 聚芴
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


有机电致发光器件(OLED)的光学及电学特性在很大程度上取决于发光材料的性能,所以发光材料的选择十分重要。在全彩显示方面,红光材料的发展与蓝光、绿光材料相比,比较落后,主要是因为红光材料在固体薄膜状态下,浓度猝灭严重,只能被用作客体材料,这样就导致器件制作的重复性不好,难以调控。所以设计合成出带隙合适的,固态荧光量子效率高、性能优良的红光材料,可以很大程度上的解决目前红光材料存在的问题。在白光照明方面,聚合物电致发光器件(PLED)具有十分广阔的应用前景,单一白光聚合物电致发光器件在白光照明应用上更加能突出聚合物加工工艺简单、具有潜在价格竞争优势等特点,而目前的单一白光聚合物材料的种类较少,材料的色质量和发光效率是主要问题,所以合成出具有良好发光性能的单一聚合物白光材料,成为目前亟待解决的课题。本文采用Suzuki耦合反应设计并合成了一种新型的具有给体(D：donor)-受体(A:acceptor)线性结构的双偶极小分子主体红光有机电致发光材料—2,7-二噻吩基-9-芴酮(DTFO:2,7-di(2-thienyl)fluoren-9-one),采用密度泛函理论(DFT:Density Functional Theory)对分子的几何结构进行了优化,并预测了其光学性能；表征了其化学结构；并对其光物理性能、热稳定性及成膜性进行了详细表征。结果表明：DTFO分子结构为具有一对反平行偶极的近平面结构,在极稀的极性溶液中具有双荧光现象,随着浓度增大,出现了聚集诱导发光现象；DTFO固体粉末具有优良的热稳定性与成膜性,其玻璃化转变温度高达145℃,最大发射峰位于614nm,发射出红光,色坐标为(0.66,0.34),十分接近于标准红光色坐标(0.67,0.33)；此外,DTFO的荧光量子效率高达68%,是一种比较理想的红光有机发光材料。本文在合成的红光材料DTFO的基础上,首次将芴与DTFO共聚,通过调节发光基团的摩尔比,实现了白光发射。通过对所合成的聚合物的分子结构、分子量及分子量分布、热性能、光物理性能和电致发光性能的测试,结果表明：所合成的三种配比的聚合物,分子量均达到10000以上,且分布较窄；聚合物均具有良好的热稳定性；当聚合物配比为1000比1时,以所得到的聚合物作为器件ITO/PEDOT-PSS/聚合物/Ca/Al的发光层,在14.2V电压驱动下,器件发射出覆盖整个可见光范围400nm-700nm的白光,色坐标为(0.33,0.34)。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-27
  1.1 引言  9-10
  1.2 OLED的结构与发光机理  10-12
    1.2.1 OLED的结构  10-11
    1.2.2 OLED的基本原理  11-12
  1.3 有机电致发光材料  12-20
    1.3.1 小分子发光材料  12-19
    1.3.2 聚合物发光材料  19-20
  1.4 单一聚合物白光材料  20-26
    1.4.1 聚芴类单一聚合物白光材料进展  21-25
    1.4.2 单一白光聚合物存在的问题  25-26
  1.5 本论文的选题目的及主要内容  26-27
第二章 具有D-A结构的有机电致红光材料的合成及性能  27-39
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-28
    2.2.1 主要原料与测试仪器  27-28
    2.2.2 材料的合成  28
  2.3 实验结果与讨论  28-37
    2.3.1 DTFO的结构表征  28-30
    2.3.2 论模拟计算  30-32
    2.3.3 DTFO的光物理性能  32-35
    2.3.4 DTFO荧光量子效率计算  35-36
    2.3.5 DTFO的热稳定性能和成膜性  36-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章 9,9-二辛基芴与DTFO聚合物的合成及光电性能研究  39-51
  3.1 引言  39
  3.2 实验部分  39-42
    3.2.1 实验原料与测试仪器  39-40
    3.2.2 化学合成  40-42
    3.2.3 器件制作  42
  3.3 实验结果与讨论  42-49
    3.3.1 结构表征  42-46
    3.3.2 性能表征  46-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章 结论与展望  51-53
  4.1 结论  51-52
  4.2 创新点  52
  4.3 展望  52-53
参考文献  53-59
致谢  59-61
攻读硕士学位期间发表的论文、专利  61

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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