噻吩類電致發光材料的光電性能研究.pdf

1、噻吩類衍生物作為一種新型電致發光材料,由于具有發光性能優良,發光顏色容易控制,在溶劑中溶解度較高,容易調整規整度,合成難度較低等諸多優點,以其優異的光電性能越來越受到研究者的重視。通過改變噻吩環上取代基的結構以及引入其它吸電子基團形成共聚物,可以調控能級結構和光電性能。 本論文利用循環伏安法為主要研究手段,并結合理論計算法,紫外-可見光分析法,光致發光分析和電致發光分析,系統研究了烷基取代噻吩單體和聚合物,烷基取代噻吩與噁二唑的

2、共聚物,烷基取代噻吩與吡啶共聚物三大類物質的電化學性質和光電性能。 通過循環伏安法對系列烷基取代噻吩單體的電化學性質進行了研究。結合紫外-可見光吸收和量子化學計算,確定了其能級結構及取代基對能級結構的影響。烷基取代噻吩單體電化學性質穩定,重現性好。隨著3位取代飽和烷烴鏈長增大,單體的HOMO能級減小0.15eV和LUMO能級減小0.23eV,同時對應的帶隙也有所下降。對同一物質,光學方法比電化學方法得到的帶隙增大0.7eV,但隨

3、取代基結構變化趨勢一致。 綜合利用電化學等多種方法研究了烷基取代噻吩聚合物的能級結構和光電性能。同一種取代噻吩的單體和聚合物相比,聚合物的帶隙降低0.2eV。聚合物帶隙隨取代基增大有所降低,HOMO軌道能級幾乎不受影響。由于空間位阻效應,過長的碳鏈影響電子注入。與已制成的聚(3-正十二烷基噻吩)單層發光器件的光電性能參數進行了對比研究。 烷基取代噻吩與1,3,4-噁二唑的共聚物比對應規整噻吩均聚物帶隙上升0.1eV。引入

4、噁二唑吸電子基團使HOMO軌道能級平均下降0.2eV,LUMO軌道能級按相同趨勢變化。共聚物帶隙同樣隨噻吩環碳鏈取代基增大而減小。光學帶隙比對應電化學方法帶隙大0.4eV。噁二唑共聚物LUMO軌道能級比均聚物明顯下降,帶隙未明顯提高,有利于電子陰極注入。與量子化學方法得到的能級結構進行了比對。烷基取代噻吩和噁二唑的共聚物基本實現電子-空穴注入平衡。 對比研究了烷基噻吩-吡啶共聚物電化學性質和能級結構。烷基噻吩-吡啶共聚物帶隙比同