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域的潛在應用前景，近年來成為國際眾多研究機構(gòu)和企業(yè)的研究熱點。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，在傳統(tǒng)聚合物電致發(fā)光器件的基礎上，通過定向?qū)拥淖饔脤崿F(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、薄膜的光學各

2、向異性表征和電致發(fā)光器件的制備，并在此基礎上提出了新的定向?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角度對聚合物偏振發(fā)光的物理機制進行論述。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)推導出了薄膜二向色性表達式。
　　

3、 2．由聚合物分子定向排列引起的光學各向異性是取向薄膜的重要光學特性。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常數(shù)(包括折射率和消光系數(shù))和厚度的計算方法。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常數(shù)。并采用不同偏振態(tài)的線偏振光作為測試光源，計算得到了三種發(fā)光聚合物取向薄膜的光學常數(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)生色團之間的能量轉(zhuǎn)移，首次實現(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、膜的最佳摩擦強度和熱處理條件。在最佳取向條件下，器件電致發(fā)光偏振率高達24，為目前所報道的國際較高水平。器件同時具有良好的發(fā)光亮度和顏色穩(wěn)定性，白光的CIE色坐標為(0.33，0.35)，非常接近完美白光。
　　 4．為了避免機械摩擦定向?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