3-2-1. GPC 量測
高分子的物理性質和分子量大小有關，因此透過 GPC 的測量可以
得 到 一 個 相 對 於 標 準 品 的 相 對 分 子 量 。 此 處 所 使 用 之 標 準 品 為 polystyrene，沖提液為 THF，流速為 1mL/min，分子量訊號由標準品 內插得相對值，所測試的結果如表 B-1.所示。
表 B-1. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 之分子量
Mn(Daltons) Mw(Daltons) Mw/Mn Hy-10 14531 35432 2.44
如表 B-2.所示。DSC 的升溫速率為 20 ℃/min，範圍為 30~300 ℃，降 溫速率為40 ℃/min。
由 DSC 的量測可得知，此處所合成出的高分支狀高分子 Hy-10、
Hy-20 及 Hy-50 之玻璃轉移溫度(Tg)分別為 114 ℃、184 ℃及 248 ℃，
均比POF(75 ℃)高許多。由此可知高分支狀高分子由於其三次元的固 定結構，且非平面性的核心分子(Triphenylamine，TPA)亦具有三次元 結構，使得高分子鏈不易擾動。此外，在核心分子(TPA)碳-4 位置上
導入cardo 結構與茀相連結更進一步增加高分子的立體阻礙性，確實 也提升了其熱穩定性。
表 B-2. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 之 DSC 與 TGA 的數據分析表 Tg(℃) Td(-5%)(℃) Td(-10%)(℃) Hy-10 114 424 439 Hy-20 184 425 448 Hy-50 248 424 439
Tg：玻璃轉移溫度。
Td(%)：樣品重量損失百分率的溫度。
0 50 100 150 200 250 300
Hy-10
Tg=114 oC
Endothermic
Temperature (oC)
圖 B-4. Hy-10 之 DSC 圖
0 50 100 150 200 250 300
Hy-20
Tg=184 oC
Endothermic
Temperature (oC)
圖 B-5. Hy-20 之 DSC 圖
0 50 100 150 200 250 300
Tg= 248 oC
Endothermic
Temperature (oC)
Hy-50
Temperature (oC)
圖 B-7. Hy-10 之 TGA 圖
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Weigth loss (%)
Temperature (oC)
Hy-20
Temperature (oC)
圖 B-9. Hy-50 之 TGA 圖
3-2-3.溶解度測試
在高分子有機發光二極體的元件製程中，高分子發光材料一般是
利用旋轉塗佈的方式來製備高分子薄膜，因此高分子的溶解度優劣也 是影響製程的一大要素，在此我們對於本論文中所合成出的三個高
子進行溶解度測試，其結果如表 B-3.所示。由表 B-3.可得知，此處所 合成出的高分支狀高分子對於一般的有機溶劑皆有良好的溶解度。
表 B-3. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 溶解度測試
Solvent Toluene Chlorobenzene CHCl3 1,2-Dichloroethane THF Hy-10 + + + + + + + + + + Hy-20 + + + + + + + + + + Hy-50 + + + + + + + + + + + +：溶解
3-3. 光學性質
3-3-1. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 之 UV-vis 吸收光譜與 PL 放射光譜
圖 B-10.~B-12 為此系列高分支狀高分子的吸收和放射光譜，其 光譜的性質總結於表 B-4.。在 THF 溶液狀態下，Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 之 吸 收 約 落 在 377nm 、 364nm 及 350nm ， 由 此 可 知 當 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene 之單體導入的比例越高時，其高分子 共軛長度也因此增大，故有紅位移的現象產生，其放射光譜同樣亦有 紅位移之現象，且Hy-10 與 Hy-20 之放射波與 POF 之放射相近。
觀察Hy-10 及 Hy-20 薄膜態之放射光譜相較於溶液態光譜，可發 現有些許紅位移的現象，因為薄膜狀態時，分子間的距離較接近，使 得分子之間作用力較強，因此發生紅位移的現象。接著觀察 Hy-50 之放射光譜(圖 B-12.)，其光譜並沒有明顯的紅位移現象，是因為其 立體阻礙性大，分子間不易交互作用，但是原本在 400nm 的放射消 減下去，此部分的放射主要來自高分子中共軛較短的部份，然而在薄 膜態時與溶液態相較之下，其分子間距離較近，所以產生能量轉移，
故在此處僅觀察到418nm 之放射峰。
表 B-4. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 之 UV-vis 吸收與 PL 放射量測表
250 300 350 400 450 500 550 600 650
0.0
250 300 350 400 450 500 550 600 650
Abs./Emission Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
250 300 350 400 450 500 550 600 650
0.0
3-3-2. 量子效率的量測
量子效率(quantum yield，Φ)為物質放出光子數與吸收光子數之 比，可表示為：
Φ=(number of emitting photon)/(number of absorbed photon)
為了得知化合物的量子效率，在此取用一已知且光色相近的化合
(in toluene vs. DPA in cyclohexane)a
Film
(vs. POF)b
Hy-10 0.90 0.51
Hy-20 0.85 0.59
Hy-50 0.70 0.51
a 9,10-diphenylanthracene(DPA)在 cyclohexane 中的量子效率為 0.9。
b以poly(9, 9’-dioctykfluorene)(POF)為標準品，POF 的薄膜態量子效率為 0.55。
3-4. 電化學性質—氧化還原電位測量
為了探討用於元件的有機材料，我們先建立能階圖，來得知我們 選用的材料特性，預測電子與電洞結合的位置及能量轉移的效果。測 量方法如下：
配 置 0.1M tetrabutylammonium hexafluorosphate(TBAPF6) 的 Acertonitrile 為電解液 5mL，通入氮氣 3 分鐘，將待測的樣品配製為 1wt.%的甲苯溶液，以 2000 rpm/10sec 旋轉塗佈於工作電極上，Ag/Ag+ 為參考電極，並以 ferrocene/ferrocenium(Fc/Fc+)為內參考電極，以碳 電極為工作電極，白金絲為導電電極，掃瞄速率為 100mV/S，範圍 0~2000 mV 與 0~-3000mV。
我們利用下列公式來計算 HOMO、LUMO 值，其中氧化起始電
位(Eoxonset)採用伏特為單位(vs. Fc/Fc+)，常數為 4.8 為 ferrocene 相對於
真空狀態時之能階，所得之結果列於表B-6.中。
HOMO ＝ -4.8 － E
oxonsetLUMO ＝ -4.8 － E
redonset表 B-6. Hy-10、Hy-20 與 Hy-50 薄膜態的氧化還原電位
aPotential values are versus Fc/Fc+.
bHOMO determined from onset oxidation.
cLUMO determined from onset reduction.
dElectrochemical bandgap Eelg = LUMO － HOMO.
-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5