臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要
利用以Pd為催化劑的碳-碳偶合反應，合成一系列主鏈方向共軛
而且垂直主鏈方向也共軛的聚苯乙炔衍生物，並以茀及直立共軛三環
為單位。所合成出來的聚合物其重量平均分子量(Mw)為13000-32000，聚分散性(PDI)為1.92-2.64。聚合物的熱性質由熱重分析儀(TGA)及熱微差掃瞄分析儀(DSC)測得，所量測到的聚合物熱裂解(Td)溫度範圍為300-371℃而聚合物的玻璃轉換溫度(Tg)為63-74℃引入茀可以改善聚合物的熱穩定性。而聚合物的光學性質則由紫外光/可見光光譜儀(UV/Vis)和螢光分光光譜儀測得，聚合物在極稀釋的氯仿溶劑中所得到的最大吸收波長範圍為360-377nm，而聚合物在薄膜狀態所測得的吸收光譜與溶液態大致相同，而聚合物在UV激發下所放射出的光為藍綠色螢光(443-471nm);而在薄膜狀態下所放射的光
從藍綠，綠，黃綠皆有。可以發現對於小分子而言，聚合物皆往長波
長方向移動，這可能是由於主鏈上的π共軛拉長所致。聚合物的電化
學性質由循環伏安電化學(CV)所測得，與單聚合物相比較(PFE)可以發現PFE-BBBOC12、PFE-BBBOME、PFE-BBB、PFE-M-PBP傳輸電洞的能力皆大於PFE，而PFE-P-PBP則較有利於電子傳輸。

英文摘要
Synthesis and Characterization of Poly(aryleneethynylene)s Based on
Fluorene and Vertical Conjugated Ring Units
Student: Hsm-Yi Sheu Advisor :Dr. Hong-Cheu Lin
Department of Material Science and Engineering
National Chiao Tung University
Abstract
A series of cross conjugated poly(aryleneethynylene)s based on
fluorine(PFE) and vertical phenylene units are synthesized by a
palladium-catalyzed coupling reaction. PFE-Ar type polymers have weight
average molecular weights (Mw) of 13000∼32000 with polydispersity
indices (Mw/Mn) of 1.92-2.64. The thermal properties of the polymers
were determined by TGA and GPC. The onset decomposition
temperatures (Td) of all polymers are 300-371℃ and the glass transition
temperatures (Tg) of these polymers are 63~74℃. By introducing fluorine
units can improve the thermal stability of polymers. The optical properties of the polymers are determined by UV (uv-vis) and PL (photoluminescence). All polymers show the maximum absorption in the range of 300~377 nm in diluted chloroform. The absorption in the film are almost identical to those in solution. All polymers in chloroform emit blue-green fluorescence around 443~471 nm. The thin film show greenish-blue, green, and greenish-yellow around 468~535 nm. All polymers show red shift compared with model compound, suggesting that π-conjugation is expanded beyond the neighboring repeating units. The elecchemical properties of all polymers are determined by CV (cyclic voltage). Compared with homopolymer PFE, PFE-BBBOC12, PFE-BBBOME, PFE-BBB, PFE-M-PBP have better hole transporting ability, and PFE-P-PBP have better electron transporting ability than PFE.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2有機發光二極體的基本原理 3
1-3有機發光二極體元件的構造 7
1-4有機發光二極體的未來研究方向 9
1-5 研究動機 10
第二章、實驗部分 16
2-1實驗藥品 16
2-1-1 所使用的溶劑種類如下： 17
2-2實驗儀器 17
2-3 實驗步驟 19
第三章 結果與討論 41
3-1 合成流程 41
SCHEME 1 41
SCHEME 2 42
SCHEME 3 43
SCHEME 4 44
SCHEME 5 45
SCHEME 6 46
SCHEME 7 47
3-2聚合結果 48
3-3 光學性質之研究 50
3-3-1 紫外光-可見光吸收光譜 53
3-3-2吸收係數 56
3-3-3螢光放射光譜 60
3-3-4薄膜的光物理性質 64
3-3-5光致發光量子產率 69
3-3-6不同溶劑效應 70
3-4 熱穩定性 75
3-4-1 DSC方面 76
2-5 CV（循環伏特法）之測量與探討 81
第四章 結論 87
REFERENCE 89
圖目錄
Fig. 1有機發光二極體的發光基本原理 4
Fig. 2電子、電洞結合後可能的衰退記錄 5
Fig. 3單層元件的發光二極體結構 7
Fig. 4三層式元件的發光二極體元構造 8
Fig. 5合成的直立共軛單體 11
Fig. 6 Sonogashira 反應途徑 12
Fig. 7聚合物之Model compound 14
Fig. 8所合成之聚合物 15
Fig. 9 (a) monomer 1 及 (b) PFE-BBBOC12之IR光譜 50
Fig. 10 B與C及D在CHCl3溶液中之UV光吸收光譜 54
Fig. 11 A與C關係圖 56
Fig. 12 logε與f於吸收光譜的比較 60
Fig. 13 螢光放射光譜裝置簡圖 60
Fig. 14 FE-BBBOC12在不同濃度下的螢光光譜 61
Fig. 15 (a) A (b) B (c) C 於薄膜狀態的UV吸收光譜 65
Fig. 16 (a) B (b) C (c) D 於薄膜狀態之螢光光譜 68
Fig. 17 PFE-BBBOC12在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之UV光譜圖 71
Fig. 18 FE-BBBOC12在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之UV光譜圖 72
Fig. 19 PFE-BBBOC12在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之PL光譜圖 72
Fig. 20 FE-BBBOC12在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之PL光譜圖 73
Fig. 21 PFE-M-PBP在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之PL光譜圖 73
Fig. 22 FE-M-PBP在1,4-dioxane，Toluene，THF，DCM之PL光譜圖 74
Fig. 23 PFE-BBBOC12 之Tg溫度 78
表目錄
Table 1聚合反應結果 50
Table 2 所有分子之光學性質 52
Table 3 B與C及D在CHCl3溶液中之UV光吸收光譜 54
Table 4 FE-BBBOC12~PFE-O-PBP UV λmax之Log(ε)值 57
Table 5 B與C及D薄膜之紫外光吸收光譜的比較 66
Table 6 B與C及D於薄膜狀態之螢光光譜比較 69
Table 7 B、C、D量子產率 70
Table 8 PFE-BBBOC12在不同介電常數之PL λmax 74
Table 9 FE-BBBOC12在不同介電常數之PL λmax 74
Table 10 PFE-M-PBP在不同介電常數之PL λmax 75
Table 11 FE-M-PBP在不同介電常數之PL λmax 75
Table 12 直立三環部分 (相轉移溫度) 76
Table 13 Model compound (相轉移溫度) 77
Table 14 polymer之Tg溫度 78
Table 15 Model compound之熱裂解溫度 79
Table 16 polymer之熱裂解溫度 80
Table 17 polymer之Eg、Ip、Ea值 85
附圖目錄
附圖 1 FE-BBBOC12之1H-NMR 圖 95
附圖 2 FE-BBBOC12之 2D 1H-NMR 圖 96
附圖 3 FE-BBBOC12之13C-NMR 圖 97
附圖 4 FE-BBBOME之1H-NMR 圖 98
附圖 5 FE-BBBOME之 2D 1H-NMR 圖 99
附圖 6 FE-BBBOME之13C-NMR 圖 100
附圖 7 FE-BBBOME之1H-NMR 圖 101
附圖 8 FE-BBBOME之 2D 1H-NMR 圖 102
附圖 9 FE-BBB之13C-NMR 圖 105
附圖 10 FE-M-PBP之1H-NMR 圖 106
附圖 11 FE-M-PBP之 2D 1H-NMR 圖 107
附圖 12 FE-M-PBP之13C-NMR 圖 108
附圖 13 PFE-BBBOC12之1H-NMR 圖 109
附圖 14 PFE-BBBOME之1H-NMR 圖 110
附圖 15 PFE-BBB之1H-NMR 圖 111
附圖 16 PFE-P-PBP之1H-NMR 圖 113
附圖 17 PFE-M -PBP之1H-NMR 圖 114
附圖 18 PFE-O -PBP之1H-NMR 圖 115
附圖 19 BBBOC12之DSC圖 115
附圖 20 BBBOME之DSC圖 116
附圖 21 BBB之DSC圖 117
附圖 22 P-PBP之DSC圖 118
附圖 23 M-PBP之DSC圖 119
附圖 24 O-PBP之DSC圖 120
附圖 25 FE-BBBOC12之DSC圖 121

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