论文部分内容阅读
聚合物电致发光材料是近几年来倍受关注的一类新型功能高分子,其电致发光器件(PLEDs)具有启亮电压低、易实现全彩显示、宽视角、重量轻、制备工艺简单等优点。到目前为止,国际上对红、绿、蓝三基色材料的研究,红光及绿光材料的开发己基本上满足了器件的要求,然而蓝光材料由于有较宽的能带、较差的色纯度及较低的发光效率,成为聚合物电致发光材料研究中的一个亟待解决的关键问题。另一方面,液晶共轭聚合物(LCCP)作为一种新型的聚合物电致发光材料,集液晶性和发光性于一身,具有独特的长程有序性、光学各向异性,可用来制备具有偏振发光性质和可控视角的的发光器件。具有取向的发光聚合物发射的偏振光用做液晶显示(LCD)的背照明,可明显提高LCD的亮度、对比度及发光效率等。不过,目前对聚苯类液晶共轭聚合物研究的较少,而且已采用的取向方法都还没有满足实现大规模生产的要求。本论文设计合成了两类蓝光共轭聚物:联苯与对苯撑乙烯共聚物和芴与对苯撑乙烯共聚物,并对其热性能、液晶性、光致发光性能、电化学性质及聚合物单层器件的电致发光性能进行了研究。另外在共轭聚合物的取向方法方面做了一些初步的探索性工作。1.通过Wittig缩聚合成了主链中带饱和柔性脂肪链的联苯与对苯撑乙烯共聚物。共聚物具有良好的热稳定性,热失重温度高于385℃,玻璃化温度高于98℃。共聚物的三氯甲烷溶液和固体膜均发射出色度较纯的蓝光,三氯甲烷溶液量子产率为0.40-0.48。采用差示扫描量热法、偏光显微镜、广角X射线衍射法对聚合物的液晶性进行研究发现,侧链不带甲氧基的PBPV-H6PV和PBPV-H8PV为典型的热致性向列型液晶。电化学测试表明共聚物的最高占有轨道能级(EHOMO)为5.69-5.76 eV,最低空轨道能级(EHOMO)为2.81-2.94 eV,共聚物的EHOMO对比聚苯均有一定程度的提高,而ELUMO有一定程度的降低,可望比聚苯有更好的载流注入平衡。2.通过Wittig缩聚合成了主链中带饱和柔性脂肪链的芴与对苯撑乙烯共聚物。不同长度的主链柔性链的引入既改善了共轭聚合物的溶解性,也限制了共轭长度,使共聚物溶液和膜的发光在蓝光区域;另外柔性间隔基在一定程度上减弱了分子链的聚集效应。四种共聚物均为非晶物质,热失重温度高于380℃,显示出较好的热稳定性,玻璃化温度Tg=65-83℃。以共聚物为发光层制备的单层器件ITO/PEDOT/共聚物/Ca/Al在较低驱动电压下可发出色度较纯的蓝光。以PFV-H6PV为发光层的器件显示出良好的性能,最大发光亮度达到1130 cd/m2,最大电流效率为0.16 cd/A。3.以液晶共轭聚合物PBPV-H8PV和非晶共聚物PFV-M6PV为研究对象,采用一种将聚合物溶液通过纳米孔洞使其取向的新型取向技术。偏振紫外和偏振荧光光谱表明,共聚物取向程度不高,可能是因为氧化铝膜板中的纳米孔洞呈一定的孔径分布,共聚物较低的分子量使其只能在部分孔径较小的纳米孔中取向,如何进一步提高共聚物的分子量和减小纳米氧化铝膜板的孔径是今后努力的方向。