聚合物偏振電致發(fā)光器件的研究.pdf

1、聚合物電致發(fā)光器件由于在平板顯示和照明領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景，近年來成為國際眾多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。聚合物的偏振電致發(fā)光現(xiàn)象作為新興的研究方向，其意義在于可作為液晶顯示器的背光源，從而大幅提高光能利用率和簡化元件結(jié)構(gòu)。本研究工作以此為出發(fā)點(diǎn)，在傳統(tǒng)聚合物電致發(fā)光器件的基礎(chǔ)上，通過定向?qū)拥淖饔脤?shí)現(xiàn)發(fā)光聚合物的取向排列，最終制備出具有偏振發(fā)光特性的聚合物電致發(fā)光器件。論文立足于發(fā)光聚合物薄膜器件，深入研究了偏振發(fā)光的理論基礎(chǔ)、薄膜的光學(xué)各

2、向異性表征和電致發(fā)光器件的制備，并在此基礎(chǔ)上提出了新的定向?qū)又谱骷夹g(shù)。
　　 1．論文從電磁輻射理論和聚合物液晶特性兩個(gè)角度對聚合物偏振發(fā)光的物理機(jī)制進(jìn)行論述。前者以偶極子振蕩模型為理論依據(jù)，論證了聚合物發(fā)光的偏振態(tài)與分子主軸方向的一致關(guān)系；后者從分子結(jié)構(gòu)的角度，證明了聚合物剛性棒狀結(jié)構(gòu)以及由此產(chǎn)生的液晶特性對偏振發(fā)光的決定性作用。有序參數(shù)是衡量薄膜取向程度的重要參量，從有序參數(shù)的定義出發(fā)推導(dǎo)出了薄膜二向色性表達(dá)式。
　　

3、 2．由聚合物分子定向排列引起的光學(xué)各向異性是取向薄膜的重要光學(xué)特性。本文提出了一種基于聚合物材料色散模型，通過對反射和透過光譜的擬合確定薄膜光學(xué)常數(shù)(包括折射率和消光系數(shù))和厚度的計(jì)算方法。利用單一反射光譜擬合，測定了聚合物電致發(fā)光器件中幾種常用功能薄膜的光學(xué)常數(shù)。并采用不同偏振態(tài)的線偏振光作為測試光源，計(jì)算得到了三種發(fā)光聚合物取向薄膜的光學(xué)常數(shù)各向異性，其中PFBT和PFO—BT—DBT在峰值波長處的雙折射率達(dá)到0.86和0.67

4、。
　　 3．利用芴基聚合物的熱致液晶特性，制備了具有顯著偏振特性的紅、綠、藍(lán)單色和白光偏振電致發(fā)光器件。器件結(jié)構(gòu)為ITO/Alignment layer/Active layer/Cathode，以機(jī)械摩擦空穴注入層PEDOT：PSS作為定向?qū)?。其中利用芴基發(fā)光聚合物PFO—BT—DBT鏈內(nèi)生色團(tuán)之間的能量轉(zhuǎn)移，首次實(shí)現(xiàn)了單一聚合物白光偏振電致發(fā)光。通過測試發(fā)光聚合物的液晶相轉(zhuǎn)變溫度和取向薄膜的吸收和光致發(fā)光偏振光譜，確定了薄

5、膜的最佳摩擦強(qiáng)度和熱處理?xiàng)l件。在最佳取向條件下，器件電致發(fā)光偏振率高達(dá)24，為目前所報(bào)道的國際較高水平。器件同時(shí)具有良好的發(fā)光亮度和顏色穩(wěn)定性，白光的CIE色坐標(biāo)為(0.33，0.35)，非常接近完美白光。
　　 4．為了避免機(jī)械摩擦定向?qū)臃椒▽ζ骷l(fā)光帶來的不利影響，開創(chuàng)性地采用了微壓印技術(shù)制作定向?qū)拥谋砻嫖⒔Y(jié)構(gòu)。采用熱固化柔性硅橡膠PDMS作為印章，經(jīng)微壓印使PEDOT：PSS層形成了最小周期為1.6μm的光柵微結(jié)構(gòu)。以此為