二芳基芴类有机/聚合物半导体的合成、凝聚态结构与光电性能

摘要

在众多构建有机半导体材料结构的子单元之中，二芳基芴类半导体凭借其特殊的电子、空间以及构象结构展现出良好的商业化前景。许多化学家致力于二芳基芴类电致发光小分子与聚合物半导体材料的研究，合成了许多结构新颖，功能独特的二芳基芴类化合物
　　 (包括电致发光材料、载流子传输材料和磷光器件的主体材料等)。但是，目前所有关于二芳基芴类半导体的报道大都集中在芳基的修饰上，对于芴的修饰的报道却很少。这极大的限制了二芳基芴类半导体的发展前景。
　　 本论文以设计开发结构新颖、性能优良、功能独特的4位取代的二芳基芴类半导体材料为出发点，率先采用Baeyer-Villiger和Friedel-Crafts反应发展了一种便捷、高效的制备4位取代的二芳基芴的方法，并在此基础上制备了一系列4位含有不同取代基团的二芳基芴类小分子。经过筛选，我们选取性能较好的单体，采用Yamamoto和Suzuki偶联方法成功制备了一系列结构新颖的二芳基芴类均聚物、共聚物和寡聚物半导体材料；进一步研究发现，PODPF的薄膜在热退火时，发生了由α相到β相的转变；PCzHODPF的甲苯溶液在加热溶解冷却放置过夜后形成了稳定的凝胶；DSFXODPF和DSFXOMe的薄膜在热退火时，其吸收光谱发生了蓝移，相应的发射光谱发生了红移；对于ODPF-co-SFX、DPyODPF和DSFXPy，其发射光谱性能稳定，是很好的蓝光发射材料。其中，DSFXPy的电致发光器件的最大电流效率在亮度为127mA/cm2时可达到5.6cd/A，这在目前的非掺杂器件中是最高的。