次世代平面显示器ECL技术探微

文章摘要：图6是对PBDOHF的与Rubrene材料构成的ECL显示器施加矩形交流电压后，电极的极性改变瞬间当作原点的发光强度初期变化特性，由图可知低分子Rubrene的场合，经过1ms之后发光强度才开始上升，大约4ms后变化几乎停止；相较之下，高分子PBDOHF的场合一旦施加电压发光强度立即上升，1.5ms时达到最高发光强度。上述结果证实施加电压对发光的反应速度，高分子PBDOHF比低分子Rubrene快的预测完全一致，此外，PBDOHF的发光强度到达极大之后开始衰减，主要原因是PBDOHF的激发anion在最高发光强度时被消耗殆尽所致，它也可以视为从对向电极的激发anion供给必须一段时间所致，有关

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图6是对PBDOHF的与Rubrene材料构成的ECL显示器施加矩形交流电压后，电极的极性改变瞬间当作原点的发光强度初期变化特性，由图可知低分子Rubrene的场合，经过1ms之后发光强度才开始上升，大约4ms后变化几乎停止；相较之下，高分子PBDOHF的场合一旦施加电压发光强度立即上升，1.5ms时达到最高发光强度。

上述结果证实施加电压对发光的反应速度，高分子PBDOHF比低分子Rubrene快的预测完全一致，此外，PBDOHF的发光强度到达极大之后开始衰减，主要原因是PBDOHF的激发anion在最高发光强度时被消耗殆尽所致，它也可以视为从对向电极的激发anion供给必须一段时间所致，有关它的动作机制PBDOHF的场合，显示交流驱动的发光效率比直流方式高。



高分子ECL的发光色控制

■萤光频谱

全彩显示器必须具备显示彩色的发光色材料，至于发光色的控制从材料分子的设计开始，便进行检讨也是其中方法之一，因此研究人员将焦点转移到单独重合体PBDOHF的分子结构共役长。

众所周知，萤光（PL: Photoluminescence）频谱的发光波长与共役长的长度有依存关系，因此对ECL造成对发光色的影响备受期待，研究人员针对与PBDOHF比较时预料共役长可能会伸长的BDOHF、乙烯（ethylene），以及Divinylbenzene与Phenylene交互共重合体进行检讨（图7）。



此处将可以溶解高分子材料的Tetrahydrofuran（THF）当作溶媒，进行所谓的PL频谱（激发光波长:365nm）量测，其结果图8所示，P（BDOHF-co-V）与P（BDOHF-co-DVB）发光波长极大时的波长，若与PBDOHF比较，两者分别朝长波长侧移动40nm与50nm左右，呈现略带绿色发光，该现象显示fluorene环之间混有乙烯或是Divinylbenzene的分子，所以它的共役长会变长。

相形之下，fluorene环之间混有Phenylene的P（BDOHF-co-P），它的发光波长极大时的波长，只会短波长侧移动10nm左右，主要是fluorene环与Phenylene环之间的扭转配向等原因，使得π电子云的重叠减少，fluorene环彼此形成的共役长会变短所致。

为探索分子结构对发光效率的影响，研究人员检测PBDOHF与发光波长为长波长的P（BDOHF-co-V），与P（BDOHF-co-DVB）的萤光量子收率（Φ=萤光强度/吸光度）特性，根据测试结果，显示对萤光效率无影响的前提下，理论上可以控制发光波长。



■解性度

为引发ECL现象必需制作含有率为5wt％左右溶有Ortho dichlorobenzene浓厚溶液的ECL材料，不过研究人员分析ECL材料的溶解性时，却意外发现P（BDOHF-co-DVB）反而比PBDOHF更容易制成高溶解性浓厚溶液，主要原因是fluorene环之间混有Divinylbenzene等分子柔软性很高物质所致；相形之下，P（BDOHF-co-V）与下P（BDOHF-co-P）却无法达成5wt％的浓厚度，一般认为只有乙烯（ethylene）与Phenylene，分子的柔软性问题已经不再扮演重要角色，基本上它是非溶解性变低所致。

■ECL的频谱特性

研究人员使用可以使电流更容易流动含有0.1wt％支持塩的Ortho dichlorobenzene，与PBDOHF或是5wt％ P（BDOHF-co-DVB）高浓度混合溶液制作ECL元件（device），接着照射波长为365nm的激发光，依此量测PL的频谱，其结果如图9所示，虽然THF内的频谱与形状略有差异，不过50nm长波长化现象完全没有改变。

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