聚对苯乙炔(PPV)备受关注,应用于OLED器件的发光层,仍有待突破
目前,PPV(聚对苯乙炔)仍然是最受关注的一类发光聚合物,并且最有希望商业化。它具有很强的电致发光性能,由于有较高分子量可形成高质量的薄膜。目前已开发出许多PPV衍生物,没有取代基的完全共轭聚合物呈不可溶的,一旦形成很难加工。但是通过在聚合物骨架上加上弹性的侧链,可使芳香基的共轭聚合物具有加工性能,弹性侧链也使聚合物骨架的空间位阻增大,所以加入合适的侧链可以控制有效共轭长度,这样就可以决定聚合物的颜色,如MEM-PPV、BuEH-PPV等聚合物。
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现在人们对PPV的研究,主要是在聚合物的侧链上作一些修饰,或者形成部分共轭的共聚物,这样既能提高聚合物的溶解性,又可改变发光颜色。如在苯环上引入烷氧基,如溶于氯仿的聚〔2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)〕对苯乙炔(MEH-PPV),可以引起红移而改变发光颜色。
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剑桥研究小组报道了含CN基的PPV类聚合物,这种聚合物电子亲和力较高,用它作为OLED器件的发光层,其电子注入阴极分别用Ca和Al所得到的量子效率是相似的,无明显差别。受到在PPV的次乙烯基上引入-CN基的启发,许多不同的研究小组投入到在PPV的次苯基或在C=C键上引入其他的吸电子基团的研究。
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最近报道了在次乙烯基上引入CF3基团,发现这种聚合物是很好的电子传输材料。另一方面,Hanack合成了一系列的在C=C键上接强吸电子基团的-SO2CF3聚合物。这些聚合物光致发光的λmax相对于-CN取代的类似聚合物大幅度向长波方向移动。
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由于PPV以空穴导电为主,因而它不仅可作为发光层材料,而且可以作为多层结构的载流子传输层。例如:Greenham等以具有较高电子亲和能的CNPPV为发光层,以PPV为空穴传输层制成了双层OLED,量子效率高达4%。随着聚合物电子亲和能的增加,可以降低电子注入时的能垒。所以对聚合物进行适当的化学修饰,可以得到发光颜色和发光性能不同的电致发光材料。S.Doi等人研究了同种类型取代基的链长对烷氧基取代的PPV(ROPPV)的影响,他们发现器件的电致发光强度先是随着链长的增加而提高,当R基为10个碳的正烷基时最大,而后随着链长的增加而降低。
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最近ZK.Chen等将Si烷基引入PPV的侧链中,改变了σ键和π键的分布,有效地限制了聚合物链上的电子分布,实现了高的量子效率,得到的硅烷取代PPV量子效率高、溶解性好、并且成膜性能好。
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添加剂使在发光聚合物上进行低电压电荷注入和高效率辐射复合成为可能,且不需要真空沉积形成的金属电极。此外,这种膜对在真空沉积过程中常见的高通量变异不敏感。Add-Vision结构采用空气稳定可打印阴极材料,它使OLED在低工作电压下,实现高功效和均匀发光成为可能。同时,这些材料可在空气中打印且兼容柔性衬底的低温处理技术。