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本實驗合成出 P1~P5 以多面體矽氧烷寡聚物(POSS)為側鏈之 PPV 單體與 MEHPPV 單體聚合成之 POSS-PPV-co-MEHPPV 高分子 共聚合物,其為一高熱穩定性、高發光強度之有機電激發光材料。

此系列之高分子發光波長與 MEHPPV 相若,為 590-600nm 之紅光放 射材料。本實驗利用 Gilch route 來合成出 PPV 高分子聚合物;但做 法上是先配好單體溶液(monomers solution),再將之緩緩注射入過量 的鹼溶液(potassium tert-butoxide in THF)中,反應完全後所得到的高 分子聚合物其分子量約在十萬左右,PDI 值皆在 2 以下。而對於整個 實驗過程中觀察到的現像及各種量測分析結果整理如下:

1. 從 TGA 的量測發現,導入 POSS 側鏈之 P2~P5 的熱裂解溫度(Td) 都在 380 ℃以上,可見其熱穩定性都很高;另外,從 DSC 的量測 發現,高分子 P1、P2、P3 之 Tg順勢增加,可以見得在導入 POSS 官能基側鏈之後的確能有效提高 PPV 高分子的熱穩定性。但 P4、

P5 之 Tg不易判斷,可能是在摻入一定量之無機材後,分子鏈間的 移動現象減小而造成。

2. 根據 P1~P5 在溶液及薄膜的吸收光譜圖,高分子材料的吸收位置 並沒有隨著 POSS 含量的增加而有明顯的改變,顯示導入一定量 內 POSS 側鏈並不會改變這系列材料的吸光性質。

3. 由高分子 P1~P5 的 film 放射光譜最大波長之變化看來,含愈多 POSS 側鏈之高分子,其最大放射波長會有些許藍位移的傾向。有 可能是導入了 bulky siloxane units 於 PPV 高分子鏈上,造成分子 鏈間堆疊的情況減少,interchain interaction 減小所致。

4. 以 Rhodamine 6G 作為標準品(Q.Y.=0.95) ,利用公式可求出 P1~

P5 之 quantum yield,P1 之 Q.Y.=0.19;P5 之 Q.Y.=0.87。在加入了 10%之 POSS 後,其量子效率較 MEHPPV 高出約四倍。

5. 由二極體元件 EL 性質的量測發現,P1~P5 這五個材料其 EL 的 最大放射波長並沒有太大的差別,最大的差異是在 630nm 左右的肩 帶(shoulder peak)上,可能因素有二:POSS 官能基的立體效應,減少 了高分子的堆疊 (aggregation)現象;另一可能為共軛的扭轉角度 (torsion angle ) 因著龐大的 POSS 基團導入而增加,降低了高分子的 共軛長度,減小 shoulder peak 同時也小幅地改變 polymer 的 band gap 而造成藍位移。

6. POSS-PPV 10% (P5) 在 9.5V 、1240 mA/cm2下得到一最大亮度 1998 cd/m2 , 比起相同厚度的 MEHPPV (P1) 之最大亮度 395 cd/m2 ,大約高出了近四倍,因此導入 Silsesquioxane unit 的確能 有效提升元件之亮度。

第六章 參考文獻

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附圖.1

1

H-NMR spectrum of M1

附圖.2

1

H-NMR spectrum of M2

附圖.3

1

H-NMR spectrum of M3

附圖.5 PPV-POSS 1%的 TGA 圖

附圖.7 PPV-POSS 5%的 TGA 圖

附圖.8 PPV-POSS 10%的 TGA 圖

附圖.9 P1~P5 的 TGA 圖

附圖.11 PPV-POSS 1%的 GPC 圖

附圖.13 PPV-POSS 5%的 GPC 圖

5 nm

附圖.15 PPV-POSS 10% 的 TEM 影像

附圖.16 PPV-POSS 10%的 EDS 圖譜

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