本研究成功合成四種含多環咪唑側取代基之噻吩–芴共聚物,其 分子量均較 PFO 為低,歸因於引入剛硬的咪唑側取代基阻礙高分子 鏈成長。P1–P4 之單體 M3–M6 與芴單體聚合比例為 1:9,故在 NMR 及 FTIR 量測中,P1–P4 與 PFO 有高度相似的光譜表現。
雖然 P1–P4 分子量較低,但其 Td與 PFO 相差無幾,皆於 400
oC 附近,且於高溫時 P1–P3 比 PFO 有更多的殘留重量,而 P4 殘留 重量與 PFO 所差無幾,顯示引入剛硬的咪唑團基可提高材料之熱穩 定性。於 DSC 量測中,P1–P4 之 Tg遠高於 PFO,有助於元件操作 之耐久性。
所有高分子的吸收光譜無太大差別,可見咪唑團基並不影響主鏈 之吸收;惟 P1–P4 吸收波段比 PFO 為寬,乃因於引入咪唑側取代基 可延伸材料之吸收波段導致。P1–P4 放射光譜皆較 PFO 紅移,證明 咪唑團基可有效延長高分子之共軛長度,其中 P1 薄膜態最大放射峰 更紅移至 510 nm。
咪唑團基可降低 P1–P4 之 LUMO,同樣地,HOMO 也為之下降。
P1 擁有比 PFO 更好的電子電洞注入能力,在相同製程條件下,其元 件效果比 PFO 更佳;P2–P4 之 HOMO 過低造成巨大的電洞注入能 障,不利作為發光層,但具用於電洞阻擋層或電子注入層的潛力。
71
此外,將 PFO:P1:MEH 以 300:100:1 wt%混合製備溶液,再經由 塗佈可得到一白光薄膜,並作為發光層製成白光元件,其亮度與效率 分別為 509 cd/m2及 0.20 cd/A,CIE’1931 座標為(0.32, 0.37)。
72
參考文獻
[1] Pope, M.; Kallmann, H. P.; Magnnante, P. J. Chem. Phys. 1963, 38, 2042.
[2] Tang, C. W.; VanSlyke, S. A. Appl. Phys. Lett. 1987, 51, 913.
[3] Patridge, R. H. Polymer 1983, 24, 733.
[4] Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.;
Mackay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B. Nature 1990, 347, 539.
[5] Liu, J.; Shi, Y.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 578.
[6] Grimsdale, A. C.; Chan, K. L.; Martin, R. E.; Jokisz, P. G.;
Holmes, A. B. Chem. Rev. 2009, 109, 897.
[7] Cheng, Y. J.; Yang, S. H.; Hsu, C. S. Chem. Rev. 2009, 109, 5868.
[8] Tsai, C. S.; Yang, S. H.; Liu, B. C.; Su, H. C. Org. Electron. 2013, 14, 488.
[9] Virgili, T.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C. Adv. Mater. 2000, 12, 58.
[10] Scherf, U.; List, E. J. W. Adv. Mater. 2002, 14, 477.
[11] Kulkarni, A. P.; Zhu, Y.; Jenekhe, S. A. Macromolecules 2005, 38, 1553.
[12] Su, H. J.; Wu, F. I.; Tseng, Y. H.; Shu, C. F. Adv. Funct. Mater.
2005, 15, 1209.
[13] Ohmori, Y.; Uchida, M.; Muro, K.; Yoshino, K. Jpn. J. Appl. Phys.
1991, 30, L1941.
[14] Neher, D. Macromol. Rapid. Commun. 2001, 22, 1365.
73
[15] Lemmer, U.; Heun, S,; Mahrt, R. F.; Sgherf, U.; Hopmeier, M.;
Siegner, U.; Gobel, E. O.; Mullen, K.; Bassler, H. Chem. Phy.
Lett. 1995, 240, 373.
[16] Bliznyuk, V. N.; Carter, S. A.; Scott, J. C.; Klarner, G.; Miller, R.
D.; Miller, D. C. Macromolecules 1999, 32, 361.
[17] Zeng, G.; Yu, W. L.; Chua, S. J.; Huang, W. Macromolecules 2002, 35, 6907.
[18] Zojer, E.; List, E. J. W. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 597.
[19] List, E. J. W.; Guentner R.; de Freitas P. S.; Scherf, U. Adv.
Mater. 2002, 14, 374.
[20] Ego, C.; Marsitzky, D.; Becker, S.; Zhang, J. Y; Grimsdale, A.
C.; Müllen, K.; MacKenzie, J. D.; Silva, C.; Friend, R. H. J. Am.
Chem. Soc. 2003, 125, 437.
[21] Hou, Qiong; Xu, Y. S.; Yang, W.; Yuan, M.; Peng, J. B.; Cao, Y.
J. Mater. Chem. 2002, 12, 2887.
[22] Zhou, X. H.; Zhang, Y.; Xie, Y. Q.; Cao, Y.; Pei, J.
Macromolecules 2006, 39, 3830.
[23] Herguth, P.; Jiang, X. Z.; Liu, M. S.; Jen, A. K. Y.
Macromolecules 2002, 35, 6094.
[24] Yang, W.; Hou, Q.; Liu, C. Z.; Niu, Y. H.; Huang, J.; Yang, R. Q.;
Cao, Y. J. Mater. Chem. 2003, 13, 1351.
[25] Miteva, T.; Meisel, A.; Knoll, W.; Nothofer, H. G.; Scherf, U.;
Müller, D. C.; Meerholz, K.; Yasuda, A.; Neher, D. Adv. Mater.
2001, 13, 565.
74
[26] Setayesh, S.; Grimsdale, A. C.; Weil, T.; Enkelmann, V.; Müllen, K.; Meghdadi, F.; List, E. J. W.; Leising, G. J. Am. Chem. Soc.
2001, 123, 946.
[27] Marsitzky, D.; Vestberg, R.; Blainey, P.; Tang, B. T.; Hawker, C.
J.; Carter, K. R. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6965.
[28] Wu, C. W.; Tsai, C. M.; Lin, H. C. Macromolecules 2006, 39, 4298.
[29] Wu, C. W.; Sung, H. H.; Lin, H. C. J. Polym. Sci. Part A: Polym.
Chem. 2006, 44, 6765.
[30] Tang, R.; Tan, Z.; Li, Y. F.; Xi, F. Chem. Mater. 2006, 18, 1053.
[31] Wu, F. I.; Reddy, D. S.; Shu, C. F. Chem. Mater. 2003, 15, 269.
[32] Tokito, S.; Tanaka, H.; Noda, K.; Okada, A.; Taga, Y. Appl. Phys.
Lett. 1997, 70, 1929.
[33] Shu, C. F.; Dodda, R.; Wu, F. I. Macromolecules 2003, 36, 6698.
[34] Yao, Y. H.; Yang, S. H.; Hsu, C. S. Polymer 2006, 47, 8297.
[35] Zhang, K.; Chen, Z.; Yang, C. L.; Zou, Y.; Gong, S. L.; Qin, J.
G.; Cao, Y. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3907.
[36] Pei, J.; Liu, X. L.; Yu, W. L.; Lai, Y. H.; Niu, Y. H.; Cao, Y.
Macromolecules 2002, 35, 7274.
[37] Ling, Q. D.; Kang, E. T.; Neoh, K. G. Macromolecules 2003, 36, 6995.
[38] Miyaura, N.; Yanagi, T.; Suzuki, A. Synth. Commun. 1981, 11, 513.
[39] Stille, J. K.; Lau, K. S. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 434.
[40] Casado, A. L.; Espinet, P. Organometallics 1998, 17, 954.
75
[41] Ridgway, B. H.; Woerpel, K. A. J. Org. Chem. 1998, 63, 458.
[42] Chen, C. H.; Huang, W. S.; Lai, M. Y.; Tsao, W. C.; Lin, J. T.;
Wu, Y. H.; Ke, T. H.; Chen, L. Y.; Wu, C. C. Adv. Funct. Mater.
2009, 19, 2661.
[43] Wang, Z. M.; Lu, P.; Chen, S. M.; Gao, Z.; Shen, F, Z.; Zhang, W. S.; Xu, Y. X.; Kwok, H. S.; Ma, Y. G.; J. Mater. Chem. 2011, 21, 5451.
[44] Park, S.; Kwon, J. E.; Park, S. Y. Phys. Chem. Chem. Phys.
2012, 14, 8878.
[45] Park, S.; Kwon, J. E.; Kim, S. H.; Seo, J.; Chung, K.; Park, S.
Y.; Jang, D. J.; Medina, B. M.; Gierschner, J.; Park, S. Y. J. Am.
Chem. Soc. 2009, 131, 14043.
[46] Bliznyuk, V. N.; Carter, S. A.; Scott, J. C.; Klärner, G.; Miller, R.
D.; Miller, D. C. Macromolecules 1999, 32, 361.
[47] Silverstein, R. M. 著,賀孝雍 譯,“有機化合物之光譜鑑定法”
第四版,130、132 頁,七十八年八月。
[48] Lin, W. J.; Chen, W. C.; Wu, W. C.; Niu, Y. H.; Jen, A. K. Y.
Macromolecules 2004, 37, 2335.
[49] Grell, M.; Bradley, D. D. C.; Inbasekaran, M.; Woo, E. P. Adv.
Mater. 1997, 9, 798.
[50] Gong, X.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8601.
76
[51] Fron, E.; Deres, A.; Rocha, S.; Zhou, Gang.; Műllen, K.; de Schryver, F. C.; Sliwa, M.; Uji-i, H.; Hofkens, J.; Vosch, T. J. Phys.
Chem. B 2010, 114, 1277.
[52] Xia, C. J.; Advincula, R. C. Macromolecules 2001, 34, 5854.
[53] Liu, Z. T.; He, Y. M.; Wang, Z. J.; Feng, Y.; Fan, Q. H. J. Polym.
Sci. Part A: Polym. Chem. 2008, 46, 886.
[54] Chang, Y. T.; Hsu, S. L.; Chen, G. Y.; Su, M. H.; Singh, T. A.;
Diau, E. W. G.; Wei, K. H. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2356 [55] Ding, L. M.; Bo, Z. S.; Chu, Q. H.; Li, J.; Dai, L. M.; Pang, Y.;
Karasz, F. E.; Durstock, M. F. Macromol. Chem. Phys. 2006, 207, 870.
[56] Roncali, J. Chem. Rev. 1997, 97, 173.
[57] Fleming, C. N.; Jang, P.; Meyer, T. J.; Papanikolas, J. M. J.
Phys. Chem. B 2004, 108, 2205.
[58] 李國志,“含多環咪唑團基聚噻吩衍生物之合成、性質分析及其 有機光電應用”,交通大學照明與能源光電研究所碩士論文,59 頁,一百零一年七月。
[59] Chen, L.; Zhang, B. H.; Cheng, Y. X.; Xie, Z. Y.; Wang, L. X.;
Jing, X. B.; Wang, F. S. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3143.
77
附錄
78
79
80
81
82
83
84