链取向技术对聚合物材料及器件发光性能的改进

发布时间：2020-08-23 22:19

【摘要】：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。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN383.1;TQ317
【图文】：

异构化过程

电大学硕士研究生学位论文第一章，此外，偏振紫外激光或非偏振紫外光也时常被使用[46,48-50]。振敏感介质磺酸偶氮染料 SD1 用于液晶分子取向已有报道[51-53]，含有偶氮结构特定偏振方向的紫外光波长之后会产生结构异化的反应，结构异化反应会持续振方向垂直为止，此时分子不再容易吸收能量而达到稳定状态，进而再将这种子间作用传递给沉积其上的聚合物分子，对聚合物分子的取向形成引导的作用。由于摩擦取向是通过机械摩擦的方式达成取向，所以取向过程中难免会受到污染，而光控取向技术是采用非接触的方式进行取向，没有摩擦取向的这些弊件的制造中，一般还可以通过调节光线的入射角来调节微像素区的液晶倾角，很好改善显示器件的视角问题。除此之外，光控取向技术不仅可以在液晶显示应用，在集成光学元件、光储存等领域也有很大的应用，所以有着很大的发展研究将 SD1 作为衬底，在具有一定偏振方向的紫外光波照射之后，对沉积其上实现链取向。SD1 的异构化反应如下图 1.1 所示。

光波导,结构图,宽度,全内反射

南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论肋型光波导）的结构图。该结构被蚀刻到折射率为 nf的引导层上的深度为 H-h 处，该引导层位于折射率 ns的顶部并且被折射率 nc（通常是空气）层覆盖，同时满足条件 nf>（ns， nc）。如果引导层被完全蚀刻，则该结构通常被称为脊背型光波导。光波导的引导机制如图 1.2（b）所示，其中显示了光波导结构的侧视图（y-z 平面，上面板）和顶视图（x-z 平面，下面板）以及被导向区域限制的光线。每个面板顶部的图中的红色虚线表示视图平面相对于（a）的位置。一般来说，导向区域（即在传播期间不改变其形状的区域）只有在顶部和侧向的光波导壁处都发生全内反射时才能传播。是否发生这种情况则取决于两个临界角，即 θ（y-z 平面）和 χ（x-z 平面），它们分别取决于顶部和侧面界面处的折射率对比度。当入射角 α>（θ，χ）时，两个界面均发生全内反射，并且光波沿着矩形光波导截面呈之字形传播，不满足全内反射条件的光波区域则不会被引导并耦合到辐射或衬底区域中。

偏振器,非偏振光,工作原理,液晶层

组织特别适用于偏振光的应用。基于发光液晶的偏振发射器兴趣，因为它可能应用于光电子学，例如液晶显示器（LCD及医学领域[70-72]，例如通过近红外线偏振照射来缓解慢性疼通过偏振器结合非偏振光源实现的，浪费了光源能量约 50％，果能直接产生偏振光将导致装置能量效率有很大提升，这在技要的。 VanSlyke 推出异质结以来，有机发光二极管（OLED）不断发中的“下一个大事”[73-75]。它们的主要优点是高亮度，宽视发射。因此，OLED 也是通过电致发光（EL）直接产生偏振 1995 年使用取向聚合物薄膜报道了线性偏振 EL 的第一个例射和圆极化发射都已成功地在 OLED 中得到证实[76,77]。然而，战，除了器件的高效率和稳定性外，还需要材料的高二向色

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