9_9_二辛基聚芴_苯并噻二唑交替共聚物的绿光偏振电致发光.doc

 物 理 学 报 第 58 卷 第 3 期 2009 年 3 月 100023290Π2009Π58 (03) Π2067205 Vol . 58 ,No . 3 ,March ,2009 ν 2009 Chin. Phys. Soc . ACTA PHYSICA SINICA 9 , 92二辛基聚芴2苯并噻二唑交替共聚物 的绿光偏振电致发光 3 朱德喜 甄红宇? 叶 辉 刘 旭 ( 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 ,杭州 310027) (2008 年 8 月 2 日收到 ;2008 年 9 月 2 日收到修改稿) 通过缩聚法合成了绿光 9 ,92二辛基聚芴2苯并噻二唑交替共聚物 ( PFBT) . 该聚合物在一定温度范围内形成向 列液晶态 ,利用其在定向层上的有序排列 ,实现了峰值发光波长为 550 nm 的偏振电致发光 . 采用摩擦后的空穴注入 层聚 (3 ,42乙撑二氧噻吩) ∶聚 (苯乙烯磺酸) ( PEDOT : PSS) 作为定向层 ,通过偏振紫外可见吸收光谱和偏振光致发光 谱 ,研究了聚合物分子在薄膜平面内的单轴取向特性 ,计算得到薄膜的有序参数为 0175. 制备了结构为 ITOΠPEDOT : PSSΠPFBTΠLiFΠAl 的聚合物电致发光器件 ,工作电压为 15 V 时 ,电致发光偏振率达到 4 ,亮度和流明效率分别为 450 cdΠm2 和 0121 cdΠA. 关键词 : 偏振发光 , 交替共聚物 , 聚合物电致发光器件 PACC : 7860F , 4225J ,4271D 高能量利用率 . 实现偏振发光的基础是使发光聚合物分子链定 向排列 ,常用的方法有机械拉伸法12 、摩擦定向层 11 引 言 13 ,19 15 ,20 21 聚芴 ( PF) 及其衍生共轭聚合物 由 于 在 载 流 子 迁移率 、发光效率和成膜特性等方面的优点 ,成为聚 合物电致发光器件 ( PL EDs) 在发光材料领域的研究 热点1 —4 . PF 均聚物本身是一种优秀的蓝光发光聚 合物 ,通过共聚反应引入其他生色基团 ,经分子链内 的能量转移 ,可以实现长波段的发光 ,从而被广泛应 用于绿光5 —7 和红光8 —10 的 PL EDs 器件. 另一方面 , PF 等主链为刚性共轭结构的共聚物 ,具备典型的热 致液 晶 聚 合 物 (LCP) 特 性 ———在 一 定 的 温 度 条 件 下 ,聚合物转变为液晶态并呈现择优取向 . 当通过特 定方法使聚合物分子链沿一定方向排列 ,发光层中 的离域电子将倾向于沿着分子链传输11 ,从而实现 这个方向的偏振光发射 . Inganas 小组最早于 1995 年 制备出了基于另一种共轭聚合物 ———聚噻吩的偏振 PL EDs12 ,随后多种共轭聚合物发光材料也被证明 可以实现偏振发光 , 其中对 PF 及其 衍 生 物 的 研 究 最为普遍13 —18 . 偏振 PL EDs 作为液晶显示器 (LCD) 的背光源具有重要的 应 用 价 值 : 若 采 用 偏 振 光 源 , LCD 器件结构中的起偏器将不再需要 ,从而大大提 法 、摩擦 转 移 法 、分 子 自 组 装 法 以 及 光 16 交联法 . 其中 , 将发光层制备在预先经过摩擦的 定向层上 ,再经热处理使聚合物分子链沿着摩擦方 向有序排列 ,是实现偏振发光最为简单有效的途径 . 在 PL EDs 器件中 ,对定向层的要求为 :1) 对发光液晶 聚合物有良好的取向作用 ; 2) 具有一定载流子输运 能力 ;3) 在发射光波段透明 ;4) 在器件的热处理温度 下具有良好的热稳定性 . 由此 ,具有很好的空穴传输 能力 的 导 电 聚 合 物 聚 对 苯 撑 乙 炔 ( PPV) 13 ,22 和 聚 (3 , 42乙 撑 二 氧 噻 吩 ) : 聚 ( 苯 乙 烯 磺 酸 ) ( PEDOT : PSS) 23 ,24 ,成为应用最普遍的定向层材料. 本文通过在合成过程中控制聚合物的分子量 , 获得了高效率的发光材料 9 ,92二辛基聚芴2苯并噻 二唑交替共聚物 ( PFBT) . 该发光聚合物在一定温度 范围内呈现液晶态 ,并具有很好的热稳定性 . 分子链 在定向层的引导下形成特定方向上的有序排列 ,从 而实 现 了 绿 光 的 偏 振 光 致 发 光 ( PL ) 和 电 致 发 光 ( EL) . 我们采用 PEDOT : PSS 同时作为聚合物电致发 光器件的摩擦定向层和空穴注入层 . 发光薄膜的光 3 国家博士后科学基金 ( 批准号 :20070410394) 资助的课题. ? E2mail : hongyuzhen @zj