链取向技术对聚合物材料及器件发光性能的改进

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液晶共轭聚合物(LCCP)由于同时具有液晶和共轭聚合物的双重特性受到了人们的持续关注。取向后的液晶共轭聚合物具有独特的长程有序性,因此在光电领域有着广阔的发展前景。然而,目前对液晶共轭聚合物的研究尚未成熟,寻求具有优良性能的LCCP材料、如何简单高效地提高LCCP的取向度以及改善电致发光器件结构以达到高亮度、高效率的全色显示是目前研究的重点。本论文通过简单的取向工艺对聚合物材料及器件发光性能进行了探究与改进,具体研究内容包括以下方面:(1)使用一种偏振敏感介质磺酸偶氮染料SD1作为取向衬底,通过简单的偏振紫外光照射方法实现液晶共轭聚合物F8BT和二元共混红光聚合物F8BT/Red F的分子链排列(链取向),并对比测试了两种聚合物取向后吸收光谱和发射光谱以及ASE的各向异性。详细研究了聚合物薄膜厚度与链取向效果的关系,进而通过局部链取向制备了具有高空间分辨率的平面光波导,利用叠层取向技术制备了双层平面光波导,并对其性质进行了研究。最后,通过改变波导图形的链取向方向,实现了对光信号的传播方向的控制。(2)使用PEDOT:PSS为取向衬底,探索了PFO,F8BT,PFO/F8BT和F8BT/Red F取向后的性能,详细研究了各种材料膜厚与取向效果的关系。以取向后的PEDOT:PSS为空穴传输层制备了三原色红绿蓝(RGB)偏振发光二极管,与传统的加置偏振器的发光二极管不同,使用此方法制备出的发光二极管不仅表现出明显的二向色性和有效的偏振发射,还可以避免加置偏振器而导致的超过50%的光学损失。通过对PFO/F8BT二元混合物链取向,利用给受体有效的能量转移,实现了比F8BT单体更高的偏振发射效率。(3)探究了β相PFO的取向条件和取向后的性能变化,证明了掺杂石蜡油会导致PFO无法被取向,并且β相效果在退火温度超过130℃的时候逐渐消失。同时探索了以醇溶性材料PFN-Br为取向层,实现了更好的二向色性。使用这种材料作为电子传输层制备了反型蓝色发光二极管,虽然器件性能不如PEDOT:PSS衬底制备的器件,但是具有比PEDOT:PSS衬底更好的偏振性,而且同样可以避免超过50%的光学损失。
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