侧链类型及主链拓扑结构对发光聚合物聚集态及折射率影响研究

Organic light-emitting diode (OLED) based on luminescent polymers can be fabricated by wet process, such as roll to roll printing. It has the advantages of high material utilization rate and low energy consumption, resulting in lower cost than the current industrialized evaporation OLED. However, the electroluminescent properties of luminescent polymers still have not reached the industrialization requirements. The development of highly efficient and stable luminescent polymers is a hot topic in scientific research and industry. In this project, we intend to prepare luminescent polymers with different side-chain types and main-chain topologies and investigate the effect of polymer structure on electroluminescent properties from the perspective of molecular aggregation state and refractive index. The relationship between molecular aggregation state and emission spectra and carrier mobilities, as well as the relationship between polymer refractive index and device light extraction will be studied. Through this study, strategies to improve the electroluminescent properties of luminescent polymers by micro-regulation of side-chain and main-chain topologies will be proposed, in hope of providing new approach for the development of high-performance luminescent polymers.

基于发光聚合物的有机发光二极管（OLED）可通过卷对卷印刷等湿法加工工艺制备，具有材料利用率高、能耗低等优点，比当前产业化的蒸镀型OLED成本更低。然而，目前发光聚合物性能尚未达到产业化要求，开发高效稳定的发光聚合物仍是科研与产业界研究热点。本项目拟合成具有不同侧链类型及主链拓扑结构的发光聚合物，从分子聚集态和折射率的角度研究聚合物结构对电致发光性能的影响。探究发光聚合物分子聚集态与发射光谱和载流子迁移率之间的联系，以及聚合物折射率与器件光取出之间的联系。通过本项目的研究，探索侧链和主链拓扑结构微调控提高发光聚合物电致发光性能的策略，为高性能发光聚合物的开发提供新思路。

基于发光聚合物的有机发光二极管（OLED）可通过卷对卷印刷工艺制备，具有材料利用率高、能耗低等优点，比当前产业化的蒸镀型OLED成本更低。然而，目前发光聚合物性能尚未达到产业化要求，开发高效稳定的发光聚合物仍是科研与产业界研究热点。本项目从侧链和主链拓扑结构优化的角度出发，研究提高蓝色荧光聚合物发光性能的新策略。探索了侧链和主链拓扑结构对蓝光聚合物热性能、电化学性能、薄膜形貌、折射率等的影响，进而提高了材料的载流子传输平衡和光取出，制备了高效率的蓝色聚合物发光二极管。.（1）保持聚合物主链相同，合成了具有对称烷基、对称苯氧烷基以及不对称苯氧烷基侧链的聚（芴-co-S,S-二氧-二苯并噻吩）（PFSO）衍生物PFSO-2O、PFSO-2BP和PFSO-BMD。不对称苯氧烷基侧链抑制了聚合物PFSO-BMD的聚集，具有较低的折射率从而获得更高出光效率。在双层器件结构下，最大电流效率为8.58 cd/A，显著高于另外两个聚合物。通过器件结构优化，可以将发光效率进一步提升至13 cd/A以上。.（2）合成了两种分别具有辛基、十六烷基侧链的PFSO衍生物，研究了烷基链长度对聚合物性能的影响。较短的烷基链使聚合物具有更好的热稳定性，同时排列更加有序，提高了聚合物迁移率，进而在单层聚合物发光器件中获得了8.36 cd/A的高效率。.（3）合成了基于吩噁嗪生色团单元的蓝色荧光聚合物，实现了完全的主体-客体能量传递，具有高外量子效率、高光谱稳定性等优点，制备的深蓝色聚合物发光器件效率超过6.2 cd/A。此外，在这类发光聚合物中掺杂空穴传输小分子，可以将器件寿命提升14倍左右。