New Series of Blue-Emitting and Electron-Transporting Copolymers Based on Fluorene

Abstract

A novel series of conjugated copolymers having oxadiazole, quinoline, quinoxaline, and phenylenecyanovinylene moieties in the main chain based on fluorene were synthesized in good yields by palladium-catalyzed Suzuki coupling reaction, a new approach different from the traditional polyhydrazide precursor route (oxadiazole-containing polymers), acid-catalyzed Friedla ¨nder condensation reaction (polyquinolines), and Knoevenagel condensation polymerization (poly(phenylenecyanovinylene)). The thermal, electrochemical, and optical properties of these copolymers were examined. All these polymers possess excellent thermal stability with glass transition temperatures of 114-208 °C and onset decomposition temperatures of 387-415 °C. Cyclic voltammetry studies reveal that these copolymers possess low-lying LUMO energy levels ranging from -3.01 to -3.37 eV and low-lying HOMO energy levels ranging from -6.13 to -6.38 eV and may be promising candidates for electron-transporting or hole-blocking materials in light-emitting diodes. The polymers in thin films emit strong blue luminance around 414-476 nm with narrow bandwidth upon photoexcitation. Photoluminescence spectra of the polymers in the films are only red-shifted by 7-11 nm compared to those in the solution, indicating that the aggregation and the excimer fluorescence are suppressed.

Dispositivos poliméricos eletroluminescentes

“…Isso gera uma variação estatística do comprimento da cadeia e ocasiona um alargamento espectral da banda de absorção 115,116 . Uma distribuição mais larga de tamanhos de segmentos conjugados da cadeia polimérica resulta em uma distribuição mais larga de energias de excitação e de emissão, de modo que as bandas de absorção e emissão sofrerão um alargamento inomo-gêneo 29 . Esses efeitos são intrínsecos aos materiais e dependem da rota sintética escolhida.…”

“…Esses efeitos são intrínsecos aos materiais e dependem da rota sintética escolhida. Disto resulta que diferentes cromóforos irão decair a partir de estados eletrônicos de Franck-Condon com energias diferentes, produzindo espectros alargados 29,117,118 . O controle do comprimento da conjugação permite, portanto, alguma modulação na posição da banda espectral, e o controle da distribuição de comprimentos de conjugação permite a modulação da largura da banda de emissão.…”

“…Ele e seus derivados, normalmente com substituição na posição 9 do anel central, formam uma classe de polímeros conjugados que emitem na região azul do espectro da radiação eletromagnéti-ca. Essa classe de polímeros, alguns dos quais estão mostrados na Figura 2, tem despertado o interesse dos estudiosos por suas propriedades elétricas e ópticas com potencial aplicação para fabricação de dispositivos emissores de luz (LEDs) [22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33] . Estes polímeros apresentam algumas propriedades interessantes para essa finalidade destacando-se, entre elas, grande estabilidade química, térmica e oxidativa 18,[34][35][36][37][38] ; alto rendimento quântico de fluorescência tanto em solução quanto no estado sólido 37,[39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51][52][53][54][55][56][57] ; possibilidade de formarem materiais líquido-cristalinos 46,58-68 com altos parâmetros de ordem e temperaturas de transição termotrópica na faixa entre 100 a 170 o C, ocorrendo entre as temperaturas de amolecimento e de decomposição térmica [69][70][71]…”

Synthesis and memory performance of a conjugated polymer with an integrated fluorene, carbazole and oxadiazole backbone

“…The preparation of 2,5-bis(4-bromophenyl)-1,3,4-oxadiazole resulted in a 70% yield, according to the method reported in the literature. 21 Weight-average (Mw) and number-average molecular weights (Mn) were determined by gel permeation chromatography (GPC). Four Waters (Ultrastyragel, Milford, MA, USA) columns (300Â7.7 mm 2 , guarded, 10 5 , 10 4 , 10 3 and 5Â10 2 Å pore size gel in series) were used for the GPC measurements with tetrahydrofuran (THF, 1 ml min À1 ) as the eluent.…”

“…20 Usually, the OXD units are covalently bonded to emissive polymers or small molecules to enhance the electron injection and transport in the emission layer. [21][22][23][24][25][26][27] For example, Jen et al 26 designed a fluorene-based alternating copolymer, PF-OXD, which contained OXD moieties with their phenyl-end group directly attached to the C-9 carbon in every other fluorene unit. The improved device performance over poly(9,9-dioctylfluorene) is due to the better electron injection and transport in PF-OXD, and the efficient energy transfer from the OXD side chain to the PF main chains.…”