3.4 光學性質
3.4.2 螢光量子效率之量測
所謂的量子效率(quantum yield, Φ)，為發光物質放出光子數 與吸收光子數之比，一般表示為：
Φ ＝ (number of emitting photons) / (number of absorbed photons)
量子效率的量測大約分為兩種，一種是絕對量子效率(absolute quantum yield)，即發光材料真正的量子效率，方式為利用積分球儀器 之精密量測來求得；另一種為相對量子效率(relative quantum yield)，
方式為選定一已知量子效率值之參考標準品後，再選擇待測物及參考
本實驗採用積分球量測絕對量子效率，量測方式為：(1) 溶液態 作用力(interchain or intrachain interaction)變強造成消光所導致。而值 得一提的是當 Anthracene 在高分子鏈中的含量增加時，因本身立體結
構較為平面的關係，所以高分子鏈與鏈間堆疊的情形也較嚴重，亦是 造成量子效率降低的原因之一。至於當高分子鏈中導入像 triazole 這 樣的取代基(如 TAZ-T50 與 TAZ5-DPF-T45)，量子效率竟會隨 triazole units 的含量增加而變高，推測原因為我們所導入之 triazole 取代基的 衍生物其立體障礙較我們單純導入苯環或長碳鏈的取代基大得多，所 以抑制了高分子主鏈發生堆疊現象的緣故。
表 3-2 含蒽聚芴高分子的 UV 吸收及 PL 放射光譜值。
UV Absorption
λmax(nm) PL λmax(nm) ΦPL(%)
本研究利用 Suzuki polymerization 所得的聚芴高分子均為具有螢 光性的高分子，其詳細的 UV-Vis 吸收峰與 PL 放射峰如表 3-2 所示。
綜合的光譜圖則列於圖 3-3 (a)與(b)。
從圖3-3(a)溶液態下的 UV-PL 光譜所示，當 TBADN 在共聚物分 子鏈(DPF-T 系列)的含量越多時，UV 吸收光譜的主峰有藍移的現象，
而且伴隨著肩帶峰(shoulder peak)在 378 nm 與 396 nm (見 DPF-T50) 出現。推測這些肩帶峰的成因，是因為 TBADN 分子結構中 Anthracene 所造成的吸收，而當 Anthracene 含量越多，肩帶峰愈明顯，我們可以 從許多文獻上發現類似的情況[47]；而 Fluorene 的主吸收峰約在 390 nm，與 Anthracene 的吸收峰(359 nm, 377 nm, 396 nm)有相當程度的重 疊(overlap)[55]，當 TBADN 在高分子鏈的含量愈高，Anthracene 的吸 收就愈明顯，尤其是較短波長處(約 349 nm)，此應為吸收峰產生藍位 移現象的原因。而由 PL 光譜來看，當 TBADN 在高分子鏈的含量只 有 5 % 時，可以看到在約 422 nm 有一個肩帶峰，其成因可能是主鏈 上由 Fluorene 所構成的重複單元(repeating unit)發出來的光[45,56,57]，隨 著 TBADN 含量的增加，漸漸的阻隔了主鏈上 Fluorene 與 Fluorene 彼 此間的聯繫，並且使得高分子主鏈所吸收到的能量逐漸轉移至新的能
至 25 %，甚至是 45 % 時，其紅位移的現象卻更加的明顯，約 20 nm。
從圖3-4(a)與(b)比較 F-T50、DPF-T50 與 TAZ5-DPF-T45 的 UV-PL 光譜，雖然在小分子的設計結構(Fluorene 九號碳位取代基的差異)上 有些許的不同，但從整條高分子鏈空間結構的安排上，都是屬於或類 似交替式(alternate type)的排列，其中 TAZ5-DPF-T45 因混摻 Triazole- unit(TAZ)的關係，亦有可能造成隨機式(random type)的排列，但由於 所添加的比例僅佔 5 %，故大體上來說 TAZ5-DPF-T45 結構中還是以 Fluorene 與 TBADN 的交替式排列為主，所以不論是 UV 或 PL 光譜，
高分子的狀態是處在溶液態還是薄膜態，所展現出來的結果都大同小 異是可以預期的。比較值得注意的是TAZ-T50，由圖 3-5(a)與圖 3-5(b) 之UV-vis 吸收光譜可看出 TAZ-T50 其吸收峰(378 nm)位置與 DPF-T5 及DPF-T25 的吸收峰位置(378 nm 與 383 nm)是相似的。雖然 TBADN 與 Fluorene 在高分子鏈中的比例是各佔 50 %，但受限其聚合的方式 (Yamamoto polymerization)，此兩種單體在空間中的排列是較為隨機
的，有可能是因為如此使得Fluorene 與 Fluorene 彼此接在一起的機會 增加，增強了 fluorene units 的吸收，造成 TAZ-T50 與 DPF-T5 及 DPF-T25 吸 收 峰 位 置 是 相 似 的 現 象 ； 而 在 此 同 時 我 們 也 可 發 現 TAZ-T50 中由 Anthracene 所貢獻在較長波長區的肩帶峰，但此現象在 薄膜態下卻是不明顯的。
圖3-3 含蒽聚芴高分子的 UV-PL 光譜 (a)溶液態 (b)薄膜態。
300 400 500 600 700
0.0
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)
300 400 500 600 700
0.0
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)
圖3-4 F-T50、DPF-T50 與 TAZ5-DPF-T45 之 UV-PL 光譜圖 (a)溶液態 (b)薄膜態。
300 400 500 600 700
0.0
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)
300 400 500 600 700
0.0
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)
400 500 600
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)
400 500 600
0.0
Normalized Absorbance (a.u.)
Wavelength (nm)