【摘 要】
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有机光电材料目前在有机场效应晶体管,有机太阳能电池,有机发光二极管等领域都有广泛应用,聚合物材料也因本身所具有的良好的溶液加工性及柔性得到了广泛关注。当前,一种被命名为介观聚合物的新型聚合物材料得到了报道。这种介观聚合物合成更为简便,且同相偶联缺陷更少、溶解性更好。有机发光晶体管作为一种集成了有机场效应晶体管及有机发光二极管功能性的新型器件对材料的性质要求更高,需要材料同时兼具双极性传输及发光性能
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有机光电材料目前在有机场效应晶体管,有机太阳能电池,有机发光二极管等领域都有广泛应用,聚合物材料也因本身所具有的良好的溶液加工性及柔性得到了广泛关注。当前,一种被命名为介观聚合物的新型聚合物材料得到了报道。这种介观聚合物合成更为简便,且同相偶联缺陷更少、溶解性更好。有机发光晶体管作为一种集成了有机场效应晶体管及有机发光二极管功能性的新型器件对材料的性质要求更高,需要材料同时兼具双极性传输及发光性能。然而,此类材料的设计合成是一大难点。我们设计合成了几种聚合物,分别为噻吩并吡咯二酮-芴-共聚物（TF）,噻吩并吡咯四酮-芴-共聚物（TTF）,噻吩并吡咯二酮-苯并噻二唑-噻吩并吡咯二酮-芴共聚物（TBTF）,其中TF和TBTF兼具双极性传输和发光特性,另外我们将分子量对介观聚合物的影响和调控作用进行了进一步研究。主要内容如下:第二章:结合对双极性发光聚合物特点的分析,我们自行设计并合成了三种聚合物材料TF,TTF和TBTF。我们分别对三种聚合物进行了光学性质,热力学性质和电学传输性质方面的表征,结果发现聚合物TF和TBTF均表现出双极性电荷传输性能及发光特性,TTF未检测到电荷传输性能。TF和TBTF的空穴迁移率分别为2.15×10-4 cm~2 V-1 s-1及8.23×10-4 cm~2 V-1 s-1,电子迁移率分别为3.11×10-4 cm~2 V-1 s-1和5.66×10-4 cm~2 V-1 s-1。其中聚合物TBTF在具备约50%的溶液量子产率和10%的固态量子产率的同时,表现出平均近10-3 cm~2 V-1 s-1的空穴-电子迁移率,在目前已知的双极性发光聚合物中性能占据优势;第三章:为了对其中表现出性能最好的TBTF进行进一步的研究,我们分别合成了相应的介观聚合物meso-TBTF及聚合物中较易形成的同相偶联缺陷di F。经过对比分析发现,介观聚合物meso-TBTF未能检测到这种影响电荷传输的同相偶联缺陷。测试结果表明介观聚合物在未减弱光学性质的同时电学传输性质得到大幅度提升,在保持约50%的溶液量子产率及约10%的固态量子产率的同时,介观聚合物平均空穴-电子迁移率提高至1.25×10-2 cm~2 V-1 s-1及3.30×10-3 cm~2 V-1 s-1,最高电子迁移率也达到了10-2数量级。这些测试结果表明合成介观聚合物是调控聚合物性能的有效策略;第四章:我们进一步合成了不同分子量的介观聚合物meso-TBTF,在分子量呈现梯度差异的改变下我们发现,随着分子量的逐步增加,介观聚合物能级逐渐下降,所有介观聚合物能级均低于聚合物,分子量居中的6.7 k Da的介观聚合物meso-TBTF-2表现出最好的性能,最高空穴电子迁移率均高于10-2 cm~2 V-1 s-1,平均迁移率分别为1.50×10-2 cm~2 V-1 s-~1及5.65×10-3 cm~2 V-1 s-1,这是目前已知的性能最好的双极性发光聚合物之一,此外基于meso-TBTF-2材料的OLED器件的成功构筑也表明它可能在有机发光晶体管中具有一定的应用前景。
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