A novel polyfluorene copolymers which contain mixed trimers composed of two thiophenes as donor units and other aryl units -EDOT, thiazole, thiophene, 2,5-pyridine, and 2,6-pyridine- between them are synthesized by Pd catalyzed Suzuki coupling method. All the polymers are soluble in organic solvents except for copolymer containing thiophene unit as aryl unit.
Generally it is shown that five-membered rings, EDOT and thiazole, as aryl unit between two thiophene rings have long wavelength in UV-vis and PL than those of six membered-rings pyridine. It is due to the more planar conformation of the monomers in polymer chain and a smaller band gap in the case of thiophene rings.
EDOT containing polymer showed the most red-shifted UV-vis (480 nm), PL spectra (587 nm) and the smallest band gap (2.19 eV, optical band gap)due to mainly long π-conjugation by unique properties of EDOT. Pyridine containing polymers, which are theoretically considered as low band gap polymer, exhibited larger band gaps (3.08 eV - 3.49 eV ). It can be explained that pyridine rings are not good electron acceptors. Cyclic voltammetry study of these polymers showed somewhat difference between optical band gap and electrochemical band gap because of the presence of space charge and interfacial dipoles.
The EL properties of the copolymers were measured in the devices configuration of ITO/PEDOT/Polymers/Ca/Al. The polymers showed pale red emission except for 2,6-pyridine containing polymer which showed pale blue. 2,5-Pyridine containing polymer showed the highest maximum brightness of 2010cd/㎡of the polymers.
전도성 고분자는 그 탁월한 특성 때문에 전자 재료 분야에서 응용이 가능하다. 특히 유기 EL 분야에서 유망한 재료이다. 과거의 PPV 유도체에서, 플루오렌계 고분자로 그 재료 개발의 영역을 넓혀 가고 있다. 폴리 플루오렌은 열적, 화학적 안정성이 뛰어나 며, 높은 양자효율, 그리고 9-위치에 다양한 가지들을 부가하여 그 물리적 특성을 용 이하게 할 수 있다는 특성이 있어 널리 사용된다. 특히 3.1eV나 되는 에너지 밴드갭 은, 다양한 저 밴드갭 모노머와 플루오렌과의 공중합체를 통하여 그 전기적 특성이나 광학 성질을 변화시킬 수 있다.
밴드갭이 작은 모노머는 고분자 사슬의 길이를 일정하게 유지시키거나, 전자 주게-받 게-주게와 같은 세 개의 단위분자로 구성되는 구조를 통하여, 구성할 수 있다. 전자 주게로서의 사이오펜은 그 구조 변화의 용이성과, 오각형이 가지는 구조적인 이점 때문에 유용하게 쓰이고 있다. 전자 받게로써 EDOT, 사이오펜, 사이아졸, 피리딘과, 주게로서의 사이오펜을 이용한 모노머와 폴리플루오렌과의 공중합체를 스즈키 커플링 방법을 사용하여 만들었다. 이들 고분자들은 1H NMR과 원소분석을 통하여 그 구조를 확인하였다. 받게로서 사이오펜을 포함한 고분자를 제외하고 모든 고분자들은 유기 용매에 잘 녹았다. 약 400℃ 정도의 열적 안정성을 보여 주었다. 받게로써 오각형의 구조는 육각형의 구조보다 훨씬 더 장파장에서 그 특성들이 나타난다. 이는 오각형이 평면구조를 구성하는 데 유리하고, 이로 인해 π-공액 길이를 길게
