提升共軛高分子的發光及發電性能的方法技術

本發明專利技術提供一種提升分子結構內含有共軛結構(conjugatedstructures)的高分子(此稱為共軛高分子,conjugatedpolymers)的發光及發電性能的方法，以應用于照明、太陽能發電、和其它光電組件和各種應用，其包含預備一層或多層共軛高分子層，以及借由一個或多個壓模對上述一層或多層共軛高分子層進行壓印。本發明專利技術可使共軛高分子的光致發光強度提升2倍以上，同時光色并不一定會改變。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于含有共軛結構(conjugated structures)的高分子(下稱為共軛高分子，conjugated polymers),特定而言是有關于一種。
技術介紹
分子組成中含有共軛結構(conjugated structures)的高分子(下稱共軛高分子)由于具有獨特的光電特性、低成本且易于制造，故已受到相當的注意，且在未來的照明、光電及微電子發展上將扮演重要的角色。隨著共軛高分子中的η軌道沿著骨干延伸， 其可獲得光子(photons)以產生電子空穴對(在某些情況下或稱為激子(excitons)),如一般所熟知上述電子空穴對會與高分子鏈振動(chain vibration)產生強烈的互動(電子-聲子互動(electron-phonon interaction)),而造成自陷作用(self-trapping)和電荷重組(charge recombination)的阻礙。電子-聲子互動的驅使力，是與激態及周圍背景間所引發的局部庫倫能(Coulomb energies)提升有關。為減少此位能的增加，橫跨若干個單體單元的激態會與鏈振動產生互動而累積局部分子形變(localmolecular deformations)。此由于激態的出現所引發的局部分子形變,會對激態本身產生束縛和運動拘束，成為所謂的自縛效應(self-trapping)，讓激態無法進行相位和諧(phase-coherent)的鏈內遷移(phase-conserving in-chain migration)，而只倉泛跳躍(hopping)移動，或者在自縛點借由非福射途徑(non-radiative pathways)釋放能量,從激態返回原來的低能量狀態。一般而言，此非輻射途徑會消耗掉百分之九十以上的總吸收能。低量子效率(quantum yields)長久以來，一直是業界開發量產可行的高分子裝置所面臨的最主要困難。因此，現今仍需一能解決上述困難的技術方案。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種。為達到上述目的，本專利技術提供一種，其包含預備至少一層共軛高分子層；以及使該至少一層共軛高分子層產生機械形變。其中使該共軛高分子層產生機械形變的步驟包含借由一個或多個壓模對上述至少一層共軛高分子層進行壓印。本專利技術的一優點為本專利技術可使共軛高分子的光致發光強度提升2倍以上。本專利技術的另一優點為本專利技術可使共軛高分子的光致發光強度增加的同時，光色并不一定會改變。此優點及其它優點從以下較佳實施例的敘述并伴隨后附附圖及前述權利要求書將使讀者得以清楚了解本專利技術。附圖說明本專利技術可借由說明書中的若干較佳實施例及詳細敘述與后附附圖而得以了解。附圖中相同的組件符號是指本專利技術中的同一組件。然而，應理解為，本專利技術的所有較佳實施例僅用以說明而非用以限制權利要求，其中 圖Ia與圖Id為根據本專利技術的一實施例顯示拉伸前的共軛高分子薄膜的光學顯微鏡圖像和局部形變區的穿透式電子顯微鏡圖像； 圖Ib至圖Ic為根據本專利技術的一實施例顯示經軸向拉伸后的共軛高分子薄膜的光學顯微鏡圖像； 圖Ie至圖If為根據本專利技術的一實施例顯示經軸向拉伸后的共軛高分子薄膜的局部形變區的穿透式電子顯微鏡圖像； 圖2a至圖2f為根據本專利技術的一實施例顯示經軸向拉伸的共軛高分子薄膜的光致激發(photoluminescence)光譜圖像； 圖3為根據本專利技術的較佳實施例顯示的步驟流程 圖4為根據本專利技術的另一較佳實施例顯示的步驟流程 圖5為根據本專利技術的又一較佳實施例顯示的步驟流程 圖6為根據本專利技術的一實施例顯示利用原子力顯微鏡所觀察到的納米壓模表面形狀圖形； 圖7為根據本專利技術的一實施例顯示經納米壓印的共軛高分子薄膜的原子力顯微鏡圖像； 圖8為根據本專利技術的一實施例顯示經納米壓印及未經納米壓印的共軛高分子薄膜的光致激發(photoluminescence)光譜圖像。附圖標記說明 101 102步驟 1011 1012步驟 10111a、10111b、10112 步驟 201 202步驟 2011a,2011b,2012a,2012b 步驟 301 302步驟 3011a,3011b,3012 步驟。具體實施例方式本專利技術將以較佳實施例及形態加以敘述，此類敘述是解釋本專利技術的結構及程序，僅用以說明而非用以限制本專利技術的權利要求。因此，除說明書中的較佳實施例以外，本專利技術也可廣泛實行于其它實施例中。本專利技術揭露一種。在本說明書中，“共軛高分子”包含任何分子結構內含有共軛結構(conjugated structures)的高分子，并不一定全然都是共軛結構。本專利技術是使共軛高分子產生機械形變(mechanicaldeformations),以提升共軛高分子的發光及發電性能。在本專利技術的一實施例中，上述共軛高分子(conjugated polymer)包含但不限于聚2_甲氧基_5_(2’-乙基-己氧基)對苯乙烯(poly, MEH-PPV)。在一實施例中，共軛高分子可與光學惰性聚合物例如聚苯乙烯(polystyrene, PS)共溶于溶劑例如甲苯中，再以例 如旋涂方法制成MEH-PPV和PS的高分子混摻(polymer blends)薄膜。上述實施例僅用以說明本專利技術，并非用以限制本專利技術。因此，在另一實施例中，也可使用至少一種純共軛高分子直接利用蒸鍍或電漿方法制成共軛高分子薄膜，或者溶于溶劑中并利用旋涂(spin coating)方法制成共軛高分子薄膜。在又一實施例中，也可使用至少一種純共軛高分子混合其它一種或多種物質，包含但不限于各種小分子、高分子、碳球、碳管、金屬顆粒，混合后溶于溶劑中并利用旋涂方法制成共軛高分子薄膜，或者不溶于溶劑直接利用蒸鍍或電漿方法制成共軛高分子薄膜。形成共軛高分子薄膜后，對共軛高分子薄膜進行壓印，包含但不限于納米壓印，則可有效提升共軛高分子的發光及發電性能。經發現，使共軛高分子產生機械形變例如產生單軸向或多軸向拉伸，可阻礙共軛高分子中的局部鏈動作(local chain motions),例如旋轉動作，并限制夫蘭克-康登類型互動(Franck-Condon type interactions),因而提升共軛高分子的發光及發電性能。其中，提升共軛高分子的發旋光性能包含使共軛高分子的光致發光(photoluminescence,PL)強度增加。使共軛高分子產生機械形變可讓共軛高分子的分子張力增加。隨著共軛高分子的分子張力增加，共軛高分子的光致發光強度也會增加。在光致發光強度增加的同時，由于光致激發光的光譜形狀并未產生變化，故光致激發光的光色并不一定會改變。圖Ia為拉伸前的共軛高分子薄膜的光學顯微鏡(optical microscope, 0M)圖像，其中e為總施加應變(total applied strain)，c為共軛高分子(例如MEH-PPV)在與PS形成的薄膜中的重量百分比。圖Ib至圖Ic是經軸向拉伸的共軛高分子薄膜的光學顯微鏡(OM)圖像，當中局部形變區(local deformation zones,LDZ)沿著垂直的方向產生。圖Id至圖If是經軸向拉伸的共軛高分子薄膜的局部形變區的穿透式電子顯微鏡(TEM)圖像。圖2a至圖2f是經軸向拉伸的共軛高分子薄本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提升共軛高分子的發光及發電性能的方法，其特征在于，包含：預備至少一層共軛高分子層；以及使該至少一層共軛高分子層產生機械形變。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：楊長謀，陳建中，陳柏村，
申請(專利權)人：楊長謀，
類型：發明
國別省市：