系列七元内环联苯单体及聚合物的合成,电子结构与光电性质的研究

系列七元内环联苯单体及聚合物的合成,电子结构与光电性质的研究

路萍[1]2005年在《若干聚芴衍生物的合成、电子结构与光电性质的研究》文中研究表明可溶性聚合物具有优良的成膜性,可用于大面积显示,因而越来越受到人们的重视。作为彩色显示中叁种基本颜色之一的蓝光显示,其研究工作也取得了很大进展。蓝色发光材料聚芴(PF)以其高亮度和高效率的特点已经为很多世界研究小组的研究热点。所以对它的研究和改性是十分必要的。 本论文的工作主要包括叁个方面:第一,芴是一个碳桥连形成的五元内环化合物,它的扭曲角度接近于0°。叁个碳桥连形成的七元内环化合物,它是一种具有大约40°的唯一扭曲角度的稳定构型分子。将不同连接方式的扭曲的刚性七元环单元共聚到PF聚合物主链上,得到了一系列的宽禁带共聚物,建立起精细的聚合物结构与性能关系;第二,提高聚合物的电子注入能力的一个方法就是引入高电子亲和能的基团。吡啶是一个缺电子的基团。吡啶环上诱导效应与共轭效应方向一致,使环上电子云密度降低,因而亲核性变弱,是增强聚合物电子注入和传输性能的良好的基元。合成了一系列含不同比例联吡啶基元的芴的嵌段及无规共聚物。发现随着联吡啶含量的增加,聚合物的LUMO能级降低,HOMO能级升高,更有利于电子的注入,而聚合物的整体带隙并没有发生变化;第叁,菲醌是可以形成单电子还原的电化学活性物质,将它首次聚合到PF的主链上,得到红色的聚合物。研究结果表明菲醌上的羰基发色团(C=0)引起n-π~*跃迁,能量低于π-π~*跃迁,可以完全淬灭主链的发光。通过光谱电化学方法和简单的化学修饰方法,使得聚合物的荧光量子效率增加,发光颜色得到调谐。

张海全[2]2004年在《系列七元内环联苯单体及聚合物的合成,电子结构与光电性质的研究》文中指出当今是以信息为核心的知识经济时代,平板显示器作为人类获取信息的重要界面,其作用越来越显着。有机/聚合物电致发光器件作为平板显示器的重要一员,由于其独特的性能,备受科学界和产业界的重视。随着有机/聚合物电致发光器件工业化,推动了人们对有机/聚合物发光材料研究的深入。发光材料的研究已经从可见光发展到宽带隙的紫外光。目前,在宽禁带半导体研究中,无机宽禁带半导体材料已经取得了可喜的成绩,它们在可见光全色固体显示、高密度存储、紫外探测及在节能照明等方面开创了广阔的应用前景。与无机材料相比,宽带隙的有机/聚合物发光材料的研究相对滞后,因此发展宽带隙的有机/聚合物发光材料可能成为各国研究人员的一个新研究热点。 本论文设计、合成了一种可用于制备宽带隙发光材料的氧桥连七元内环联苯类单体,X 射线晶体学和分子力学模拟研究证明了它们具有唯一的空间构型,两苯环的扭曲角度为 40o。紫外吸收光谱数据表明了它们最大吸收峰介于平面分子芴和苯之间,苯环间 40o的扭曲并没有完全打断两苯环间的共轭,两苯环处于不完全共轭状态。 氧桥连的七元内环联苯类单体可用于共轭高分子改性,它与芴通过单键连接的交替共聚物 PDHFSCDH 显示了高效率的紫外发光,与相应的均聚芴 PDHF相比,带隙增大了 0.29 eV。氧桥连七元内环联苯单体与烷氧基取代的苯乙烯通 - i -中英文摘要 吉林大学博士学位论文过双键连接的交替共聚物 MEHSCD-PPV 也具有高的发光效率,与相应的MEH-PPV 相比,发射蓝移了 100nm。 氧桥连七元内环联苯类单体的均聚物 P1, P2 无论是光致发光还是电致发光最大发光峰位均在 372nm 左右, 显示了较强的紫外发射。模型化合物 D1 的 X射线晶体学和分子力学模拟研究显示了在聚合物 P1 或 P2 的主链上存在两种不0同的构象,即平面构象和扭曲构象,低能量的平面构象为发射的中心。在同一聚合物主链上,激子不能从高能量的扭曲片断迁移到低能量的平面片断,但是分子间这种迁移能够实现。聚合物 P1 或 P2 这种特征的宏观表现为;稀溶液时,发光强度强烈依赖于激发波长,固态时,发光强度对激发波长的依赖性明显减弱。模型化合物 D1 的 X 射线晶体学也表明了存在一种特殊的氢键,这种特殊的氢键及其构筑的网状结构是中心联苯平面构象的驱动力。本论文还合成、研究了与 P1 结构相似的扭曲聚合物 P3,它显示了与 P1 相同的空间结构特征和光物理性质。 本论文设计一种特殊结构的单体,由它构筑的聚合物、齐聚物是一类宽带隙有机/聚合物发光材料,以此为发光层制备了有机/聚合物电致发光器件。并首次在室温条件下观察到了紫外发射的有机/聚合物器件的电致发光,这为新型宽带隙发光材料及器件开发和应用研究提供了必要的依据。

郑岩[3]2007年在《系列宽禁带聚苯的设计、合成与性质的研究》文中进行了进一步梳理随着平板显示技术的发展,有机发光材料在这个领域也迅速发展,并且由于有机物具有选材范围广,原料便宜,易于修饰的结构,可实现柔性显示,以及制作工艺简单,驱动电压低,主动发光,低能耗,易于大面积制作等优点,吸引了越来越多的研究。由于有机发光材料与器件在叁基色之一的蓝色发光方面还有存在明显不足,所以发蓝光的聚苯类材料便一直备受关注。本论文通过对结构的改变,得到了一系列宽禁带的聚苯化合物,并对由此引起的性质变化进行了研究,主要包括以下几方面的内容:第一,由于有机聚合物材料在蓝光,特别是深蓝光的不足,我们通过两类扭曲联苯与不同的苯或联苯基团共聚,调节了聚合物的带隙宽度,得到了一系列具有不同共轭长度的宽禁带聚苯衍生物。这些聚合物的有效共轭长度在2-6个苯环区间内变化。第二,由于宽禁带的有机聚合物材料在发光效率,载流子注入与传输等方面存在先天的不足,所以我们对扭曲联苯部分以及共轭部分进行了修饰,通过引入不同的发光基团以及不同结构和性质的侧链结构,调节聚苯的发光效率,溶解性,载流子的注入和传输等性质。第叁,通过扭曲结构的引入,聚苯化合物分子的空间结构也发生了一定的变化。通过NMR技术的帮助,我们发现了聚苯分子在溶液中的聚集行为的变化和聚集体的大小,并确定了分子与分子间聚集的具体作用位点。

参考文献:

[1]. 若干聚芴衍生物的合成、电子结构与光电性质的研究[D]. 路萍. 吉林大学. 2005

[2]. 系列七元内环联苯单体及聚合物的合成,电子结构与光电性质的研究[D]. 张海全. 吉林大学. 2004

[3]. 系列宽禁带聚苯的设计、合成与性质的研究[D]. 郑岩. 吉林大学. 2007

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