α 與β 氰基 PPV衍生物之合成與光學性質

Abstract

我們合成以 thiophene-benzene-thiophene 為主體結構的共軛性分子，在苯環上加入長碳鏈，除了可以避免分子的堆疊外，也希望能增加分子的溶解度。並且分別在雙鍵的α與β位置導入拉電子 cyano 基團，期望能增加分子的電子傳輸能力。我們將討論，由於 cyano 基團在雙鍵上的位置不同，所造成不同程度的立體障礙，在光學性質上的影響。 我們選擇 PMMA 及 PVK 為host matrix材料。PMMA 與 PVK 具有光學及電化學不反應性，具有好的成膜能力及熱穩定性。PVK 同時扮演電洞傳輸材料及發光材料的角色。我們將討論將 α-TPT 與 β-TPT 分別 doping 在這兩種材料所造成的光學性質。並且改變 dopant 的濃度，觀察其變化。 雖然 α-TPT 與 β-TPT 具有相同的主鏈結構，但因為 cyano 基團所在的位置不同，而使這兩種材料的光學性質有極大的差異。β-TPT 的發光波長比 α-TPT 紅位移，而螢光強度也比 α-TPT 大。這是因為當cyano 基團位於α位置時，較靠近苯環及長碳鏈，所造成的立體障礙比較大，而扭轉角度大，造成共軛長度變短，分子共軛性被破壞，所以觀察到上述的實驗結果。 在摻混的實驗中，當 1wt% β-TPT 摻混在 PVK，可以得到最強的螢光強度。而所合成的 polymer ( P1與P2 )，因為 concentration effect 與 aggregation現象，使 polymer film相較於小分子而言，發光波長紅位移，並且螢光強度降低許多。

Two light-emitting molecules with the variation of cyano position and the corresponding polymers were synthesized, i.e., 2,5-Bis( 2-thienyl-1-cyanovinyl )-1- ( 2’-ethylhexyloxy ) -4-methoxybenzene (α-TPT ), 2,5-Bis( 2-thienyl-2-cyanovinyl ) -1-( 2’-ethylhexyloxy )-4-methoxybenzene (β-TPT ), poly[ 2,5-Bis( 2-thienyl-1- cyanovinyl )-1- ( 2’-ethylhexyloxy )-4-methoxybenzene ] ( P1 ) and poly[2,5-Bis( 2- thienyl-2-cyanovinyl )-1-( 2’-ethylhexyloxy )-4-methoxybenzene ] ( P2 ). α-TPT and β-TPT, respectively, were blended into different host polymers, PMMA and PVK, to study the optical properties of the dopants in different host matrix. Althoughα-TPT and β-TPT have the same backbone structure, their optical properties are quite different with the variation of cyano position. The PL emission maximum (λmax ) of α-TPT was found blue-shifted, compared with that of β-TPT. The PL intensity of β-TPT was stronger than that of α-TPT. Concentration effect in the optical properties was found that 1 wt% of β-TPT in PVK had the maximum fluorescence emission. The PL maximum peak wavelength for polymer films (P1 and P2 ) was red-shifted when compared with the polymer blends. The PL intensities for polymer film ( P1 and P2 ) were weaker than the polymer blends.