Asymmetrically disubstituted poly(2-methoxy-5-methyl-1,4-phenylenevinylene) PMMPV) and a series of poly(1,4-phenylenevinylene-co-2-methoxy-5-methyl-1, 4-phenylenevinylene)s (poly(PV-co-MMPV)) were synthesized through water- soluble precursor route. These polymers were characterized using UV- visible, FT-IR spectroscopy and DSC, TGA thermal analysis. The electrical conductivities of the polymers were investigated by four-in-line method at room temperature. PMMPV film could be stretched up to 5 times and doped with $FeCl_3$ and $I_2$ to give electrical conductivities of 27 S/cm and 7.4 S/cm, respectively along the draw direction. In copolymers, as the content of MMPV unit increases, the electrical conductivity steadily increases. The $χ^(3)$(-3ω; ω, ω, ω) value of PMMPV was determined by Third Harmonic Generation (THG) technique at 1907 nm, fundamental wavelength. The measured $χ^(3)$ value was 7.5×$10^{-12}$ esu.
The comparative investigation was carried out for the photoluminescence (PL) properties of poly(1,4-phenylenevinylene) (PPV) and poly(2-halo-1,4- phenylenevinylene)s (PXPVs) (X=F, Cl, Br, I) by using steady-state and time-resolved photoluminescence and transient absorption spectroscopies. PFPV, PClPV and PBrPV exhibited a red-shifted structureless emission as compared to PPV. The time-resolved PL experiments revealed that the shorter wavelength emission is attributable to the free excitons and the longer wavelength emission to the self-trapped excitons associated with the charge separation between PPV and highly electronegative halogen atom resulting in the red-shifted emission of PXPVs in comparison with PPV. On the other hand, PIPV showed the emission at the similar range to that of PPV because of low electronegativity. The PL quantum efficiency and decay time of PXPV polymers increased with increasing the electronegativity of the substituted halogen atom on the phenylene ring in PPV.
In addition to above investigation, the energy transfer in the blend of electroluminescent conjugated polymers, MEH-PPV and conjugated- nonconjugated multiblock copolymers (CNMBC), was investigated. Energy transfer from CNMBC to MEH-PPV leads to the enhanced emission of MEH-PPV. Fluorescence decays also support this energy transfer process, which is faster than radiative- and nonradiative-decays. PL and EL quantum efficiencies of the blended polymer were enhanced as the relative content of CNMBC was increased, and surprisingly, 500 times improved EL efficiency was observed for some blend ratios. These results could provide effect way to the improvement of the electroluminescence quantum efficiency by using the blended polymer systems.
비대칭적으로 치환된 폴리(2-메톡시-5-메틸-1,4-페닐렌비닐렌) (PMMPV)과 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) (PPV)과의 공중합체를 수용성 선중합체 단계를 거쳐 합성하였다. 이들 고분자는 UV-visible 과 FT-IR 분광법, 그리고 시차주사 열량계(DSC)와 열무게분석법(TGA)을 이용하여 분석하였다. PMMPV의 전기전도도는 4-탐침방법(4-probe method)으로 상온에서 측정하였다. 5배 연신하여 측정한 필름의 전기전도도는 염화철($FeCl_3$)과 요오드($I_2$)로 도핑하였을 경우 27 S/cm와 7.4 S/cm 이었다. 공중합체의 경우에는 PMMPV 단량체의 양이 증가할수록 높은 전기전도도를 보였다. PMMPV의 3차 비선형 광학계수는 3차 조합파(Third Harmonic Generation)방법으로 측정하였으며, 그 값은 7.5×$10^{-12}$ esu 이었다.
또한 PPV와 폴리(2-할로-1,4-페닐렌비닐렌) (PXPV) (X=F, Cl, Br, I)들의 광발광(PL) 특성을 정류상태(steady-state)와 시분할(time-resolved)광발광 분광법과 전이 흡수(transient absorption)분광법을 이용하여 분석하였다. PFPV, PClPV와 PBrPV들은 PPV와 비교할 때 장파장쪽의 광발광을 보였으며, 시분할 형광 분광 분석 결과 이들의 형광은 두 가지 종류의 형광을 가지고 있슴을 알게 되었다. 즉, 단파장쪽의 형광은 비교적 확산계수가 큰 free exciton 으로부터, 그리고 장파장쪽 형광은 확산계수가 작은 trapped exciton으로 부터의 것으로 대응시킬 수 있었다. 한편, PIPV는 PPV와 비슷한 영역에서 매우 약한 형광을 보였는데, 이것은 요오드가 매우 약한 전기음성도를 갖고 있기에 trapped exciton의 형성이 어렵고 또한 스핀-오비탈 짝지음 때문에 triplet 상태로의 전이가 더 빨리 일어나기 때문이다. triplet 상태로의 전이는 원자의 크기가 클 수록 증가하며, 따라서 광발광 수율은 할로겐 원자의 크기가 작아질수록 증가하는 현상을 볼 수 있었다.
그리고, 좋은 전기발광(EL) 특성을 보이는 폴리(2-메톡시-5-(2-에틸헥실 옥시)-1,4-페닐렌비닐렌) (MEH-PPV) 와 공액 비공액 다블록 공중합체인 폴리(1,3-프로판디옥시-1,4-페닐렌-1,2-에테닐렌 -(2,5-비스(트리메틸실릴)-1,4-페닐렌)-1,2-에테닐렌 -1,4-페닐렌) (DSiPV)와의 blend에서의 에너지이동(energy transfer) 현상을 연구하였다. 즉, 청색영역에서 광발광을 하는 DSiPV 와 주홍색영역에서 광발광을 하는 MEH-PPV를 블렌딩하여 DSiPV를 여기시킬 수 있는 파장에서 여기시켜 광발광을 관찰하면 MEH-PPV의 주홍색발광만을 볼 수 있었으며, 이것은 DSiPV 에서 MEH-PPV로의 에너지이동 현상으로 설명할 수 있었다. 이러한 현상은 시간분해 광발광 분광법으로 분석하였으며, 이 고분자 blend에서의 에너지이동의 속도는 각 고분자에서의 radiative-와 nonradiative-decay 속도보다 빠르다는 것을 알 수 있었다. DSiPV에서 MEH-PPV로의 에너지이동 현상은 MEH-PPV의 묽힘 효과로 인해 MEH-PPV의 향상된 형광 수율을 얻을 있게 하였다. 이러한 에너지이동 현상은 광발광 뿐만 아니라 전기발광 (EL)에서의 발광 수율 향상에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다.
