以PFN-Br作为摩擦取向层实现聚合物链取向的研究

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早在50年前,第一个液晶显示器(LCD)就已经成功制备,迄今液晶显示器已经被广泛应用。在液晶显示器中,液晶聚合物显得尤为重要,随之发展,人们发现了性能更为优良的液晶共轭聚合物(LCCP),它是近年来备受关注的高性能材料,它既具有π-共轭聚合物的特点又具有液晶聚合物的特点。随着研究发现LCCP的光电性能十分优异,因此其不仅可以应用于LCD还可以应用于其他发光器件,为了更好的实现LCCP的性能,对于链取向的研究显得尤为重要,链取向的工艺中应用最为广泛的便是摩擦取向法。对于摩擦取向衬底层,此前使用最多的是聚酰亚胺、聚苯撑乙烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)等,人们已经对其进行了深入研究,研究中也发现它们存在一定的缺陷,因此对于新的摩擦取向衬底层的研究十分重要。本论文主要对使用PFN-Br作为取向层采用摩擦取向法时的取向效果、取向工艺,以及链取向的影响因素进行了研究。具体研究内容包括以下几个方面:(1)使用聚芴衍生物PFN-Br作为取向衬底层使用摩擦取向法,通过偏振吸收和偏振发射的测试可以得出PFN-Br可以使液晶共轭聚合物蓝光材料PFO、黄绿光材料F8BT和共混红光材料F8BT/Red F成功实现取向并且取向效果较好。还使用原子力显微镜对不同材料的样品进行了表面形貌测试,发现它们的表面都高度均匀。基于此衬底,探究了膜厚对于链取向程度的影响,得到了不同发光材料对应的最佳取向膜厚。最后对取向后的PFO和F8BT测试了放大自发辐射现象的各向异性,发现通过链取向可以降低材料的阈值。(2)在第一部分探究出的最佳膜厚的基础上,通过改变对PFN-Br摩擦处理时的摩擦次数,探究了红绿蓝发光材料的摩擦次数与链取向程度的关系,得到了对于不同发光材料的最佳处理摩擦次数,对于最佳条件下的PFO和F8BT,它们的二向色性比值7.37和12.22均十分接近理论推导的最大二向色性比值。继而探究了不同膜厚的F8BT链取向程度与摩擦次数关系,发现不同厚度F8BT的最佳摩擦次数相同。(3)在单层取向结构的基础上,使用PFN-Br作为摩擦取向衬底层,制备了双层和三层的取向结构。使用F8BT作为双层结构中的聚合物层,改变F8BT的厚度,探究了双层结构中膜厚对于链取向程度的影响,在最佳厚度时吸收二向色性比为11.2,接近单层结构的最高二向色性比。随后在双层结构的基础上制备了三层取向结构,选用了三层不同颜色的发光材料,PFO、F8BT和F8BT/Red F,通过测试偏振吸收光谱和偏振发射光谱证明了每一层发光材料均成功实现了取向,证明了叠层取向技术的可行性,有利于后续多层链取向的研究。
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