Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-3527
Authors: Oldridge, Luke D.
Title: 1-, 2- and 3-dimensional phenylene-based materials for optoelectronic applications
Online publishing date: 28-Apr-2006
Language : english
Abstract: A series of oligo-phenylene dendronised conjugated polymers was prepared. The divergent synthetic approach adopted allowed for the facile synthesis of a range of dendronised monomers from a common intermediate, e.g. first and second generation fluorene. Only the polymerisation of the first generation and alkylarylamine substituted dendronised fluorene monomers yielded high molecular weight materials, attributed to the low solubility of the remaining dendronised monomers. The alkylarylamine substituted dendronised poly(fluorene) was incorporated into an organic light emitting diode (OLED) and exhibited an increased colour stability in air compared to other poly(fluorenes). The concept of dendronisation was extended to poly(fluorenone), a previously insoluble material. The synthesis of the first soluble poly(fluorenone) was achieved by the incorporation of oligo-phenylene dendrons at the 4-position of fluorenone. The dendronisation of fluorenone allowed for a polymer with an Mn of 4.1 x 104 gmol-1 to be prepared. Cyclic voltammetry of the dendronised poly(fluorenone) showed that the electron affinity of the polymer was high and that the polymer is a promising n-type material. A dimer and trimer of indenofluorene (IF) were prepared from the monobromo IF. These oligomers were investigated by 2-dimensional wide angle x-ray spectroscopy (2D-WAXS), polarised optical microscopy (POM) and dielectric spectroscopy, and found to form highly ordered smetic phases. By attaching perylene dye as the end-capper on the IF oligomers, molecules that exhibited efficient Förster energy transfer were obtained. Indenofluorene monoketone, a potential defect structure for IF based OLED’s, was synthesised. The synthesis of this model defect structure allowed for the long wavelength emission in OLED’s to be identified as ketone defects. The long wavelength emission from the indenofluorene monoketone was found to be concentration dependent, and suggests that aggregate formation is occurring. An IF linked hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) dimer was synthesised. The 2D-WAXS images of this HBC dimer demonstrate that the molecule exhibits intercolumnar organisation perpendicular to the extrusion direction. POM images of mixtures of the HBC dimer mixed with an HBC with a low isotropic temperature demonstrated that the HBC dimer is mixing with the isotropic HBC.
In dieser Arbeit wurde eine Serie von dendronisierten, konjugierten Polymeren synthetisiert. Die angewendete divergente Methode erlaubte dabei die einfache Synthese einer Vielzahl an dendronisierten Monomeren ausgehend von einem gemeinsamen Intermediat, d.h. von einem Fluoren mit Substituenten der ersten bzw. zweiten Generation. Allerdings ergab nur die Polymerisation der Fluorene mit Substituenten der ersten Generation und mit alkylarylaminsubstituenten Polymere mit hohen Molekulargewicht, was auf die niedrige Löslichkeit der anderen Monomere zurückgeführt werden kann. In einer OLED zeigte das alkylarylaminsubstituierte Polyfluoren eine wesentlich verbesserte Farbstabilität an Luft als andere bekannte Polyfluorene. Das Konzept der Dendronisierung wurde auch auf die Klasse der Polyfluorenone ausgedehnt, welche bis jetzt als vollständig unlöslich bekannt sind. Die Synthese des ersten löslichen Polyfluorenons gelang durch den Einbau von Oligophenyldendrone in die 4-Position von Fluorenon. Durch die Dendronisierung des Fluorenons war es möglich ein Polymer mit einem Molekulargewicht von über 40000 g/mol zu erhalten. Dieses Polymer zeigte zudem in der zyklischen Voltammetrie eine hohe Elektronenaffinität, was dieses Material zu einem vielversprechenden n-Leiter macht. Des weiteren wurden ausgehend von einem Monobrom-Indenofluoren definierte Oligomere, d.h. ein Dimer und ein Trimer, von Indenofluoren hergestellt. Untersuchungen mittels zweidimensionaler Röntgenspektroskopie (2D-WAXS), Optischer Mikroskopie (POM) und dielektrischer Spektroskopie ergaben, dass diese Oligomere hochgeordnete smektische Phasen bilden. Durch Einführung von Farbstoffen als Endgruppen in diese Oligomere konnten Moleküle erhalten werden, die einen effizienten Förster- Energietransfer zeigen. Das Indenflourenen Monoketon, welches eine mögliche Defektstruktur von Indenofluorenen in OLED darstellt, wurde ebenfalls synthetisiert. Die erfolgreiche Synthese dieser Modellstruktur erlaubte es, die langwellige Emission in OLEDs als Ketondefekt zu identifizieren. Zudem konnte gezeigt werden, dass diese langwellige Emission konzentrationsabhängig ist, was auf eine starke Aggregation schließen lässt. Zusätzlich wurde ein Hexa-peri-hexabenzocoronen-Dimer (HBC), welches mittels eines Indenofluorens verbunden ist, dargestellt. Das 2D-WAXS eines extrudierten Fadens dieses HBC-Dimers zeigte, dass die Moleküle eine kolumnare Anordnung senkrecht zur Extrusionsrichtung einnehmen. POM-Bilder einer Mischung des HBC-Dimers mit HBC belegten, dass sich das HBC-Dimer mit dem HBC in der Schmelze mischt.
DDC: 540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3527
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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