3 液晶偏振有机电致发光材料 光学
将液晶基元引入到有机电致发光材料中,使材料的液晶性同发光性相结合,可以给有机电致发光材料增加一些崭新的性能,如制备能直接发射偏振光的有机电致发光器件.这在实际中有着广泛的应用,例如,目前的液晶显示器(LCD)依靠其成熟的技术在平面显示器领域占据主流位置.通常LCD需要偏振光作为背照明,一般LCD用一个发射非偏振光的光源作为背照明光源,再通过起偏器将其转变为偏振光.起偏器不但体积大,份量重,而且起偏器对发射光的吸收至少在50%以上,外部发射效率为1%左右,既浪费能源又降低效率.现在,利用某些有机电致发光材料的各向异性,可制作出能够直接发射偏振光的OLED器件.这样的器件可直接用作LCD的背照明,将低效,沉重的起偏器省去,从而达到节约能源,提高效率的目的.1995年Dyreklev等人首次用拉伸法制成能够直接发射偏振光的有机电致发光器件,外量子效率为0.1%,驱动电压为2V,偏振率为2.4.Dyreklev的研究成果带动了这一领域的研究. 中国光学在线
下面分别对聚合物及小分子液晶偏振有机电致发光材料的研究进展进行介绍.
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3.1液晶聚合物偏振发光材料 光学
液晶共轭聚合物(LCCP)具有独特的长程有序性,光学各向异性;集液晶性和发光性于一身,是近几年发展较快的一类功能高分子材料.按分子构型大致分为共轭主链型,刚柔相嵌型,侧链型液晶聚合物. 中国光学在线
3.1.1 主链型液晶聚合物 光学
一般说典型的电致发光聚合物的骨架是长的共轭链,呈刚性,通过引进柔性侧链来促进其溶解并改进其性能,而某些"毛棒"状液晶也有类似结构.因此,在最初有关电致发光聚合物报道后不久,便发现一些发光材料,如取代PPVs和聚(1.4-亚苯基-2.5-噻吩)等具有热致液晶行为也就不足为奇了.侧链长度是影响这类液晶的关键,聚合物的熔点和清亮点都随侧链碳原子个数的增加而减小.

二卤代苯与二乙烯基苯通过Heck反应可制备2.5-二烷基聚苯乙烯(图1e),反式聚苯撑乙烯衍生物主链呈刚性,侧链烷氧基柔韧,因此在一定条件下呈现出向列相.在氯仿中的光致发光的最大发射波长为550nm.Yu等人采用Stille偶合反应制备了类似的化合物,当侧链碳原子个数<16时,在一定条件下显示出液晶相.他们还通过Stille偶合反应制备了聚(2,5-二烷氧基-l,4-苯-2.5-噻吩)(图1f).此类聚合物可熔融,在偏光显微镜下,可观测到向列纹影织构.Bao等人合成了一类合树技状的PPV衍生物(图7g).树技状侧链的引入,不仅改进了PPV的加工性能,同时减弱了PPV的聚集而提高了其光量子效率,另外也赋予体系自组织性.并且该类衍生物呈热致和溶致双重液晶性.Hadziioannou等人采用Witting反应合成了一种新型的聚苯撑乙烯齐聚物(图lh).在升温和降温过程中它们都呈现了向列液晶的纹影织构,在氯仿中的光致发光最大发射峰分别为455nm和483nm.Wegner等人通过Susuki偶合反应制备了具有纹影织构液晶相的聚(2,5-二烷基苯)(图1i). 中国光学在线
3.1.2 刚柔相嵌型液晶聚合物 www.cnopt.com
另一类比较典型的LCCP是刚柔相嵌型液晶聚合物.在聚合物分子链中,刚性液晶基元与柔性间隔基相间排列,由于柔性间隔基的存在,使液晶基元的排列变得容易.Memeger首先报道了具有刚柔相嵌型骨架结构的共轭液晶聚合物.他的工作是在发现聚合物电致发光现象之前,其目的是合成高强度纤维而不是在电致发光方面的应用.因此他将柔性间隔基做得非常短,更没有在取向层上取向的报道.Wendorff和他的合作者系统地研究了用这种刚柔相嵌型LCCP,并合成了由苯乙烯撑共轭链和用酯基连接的柔性烷基链组成的嵌段聚合物.他们通过改变侧链取代基的数量,尺寸和改变柔性间隔基的长短来研究这类聚合物取向的规律.1995年,他们报道了一个发蓝-绿光,并能很好取向的液晶聚合物(图1i),这个液晶聚合物具有长的烷基(10个-CH2-单元)柔性间隔基,二向色比大约为7,具有偏振光致发光特性(图5).Lussem等人用这种液晶聚合物制备的偏振电致发光器件,在电场为130mV/m时偏振率为6.3.这些工作极大地鼓舞了聚合物液晶在偏振电致发光方面的研究.有关Wendorff等人在偏振电致发光和盘状液晶在空穴传输方面的研究已经被很好地总结. 光学在线
虽然刚柔相嵌型聚合物可以成功地取向,但由于柔性间隔基的引入破坏了液晶聚合物骨架的共轭性,因此这种方法也有不利的方面.一方面在这样的液晶聚合物中,电荷的传输不得不依靠链间的跳跃,而不是链内传输,从而降低载流子迁移率;另一方面,它的有序性和二色性也不如"毛棒"状液晶.由于近晶相的有序参数一般比向列相的高,因此Lussem将液晶聚合物控制在SmA而不是在向列相,以此来加强链间的相互作用,在一定程度上弥补这些缺陷,提高载流子迁移率.但是,加强链间相互作用,在很多情况下致使分子内耦合导致荧光淬灭,对发射效率不利,因此这种方法也不可能在根本上解决问题. 光学在线

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