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Synthesis and luminescence properties of fluorene-based copolymers containing an anthracene derivative = 안트라센 유도체를 포함하는 폴리플루오렌계 공중합체의 합성과 발광특성에 대한 연구
서명 / 저자 Synthesis and luminescence properties of fluorene-based copolymers containing an anthracene derivative = 안트라센 유도체를 포함하는 폴리플루오렌계 공중합체의 합성과 발광특성에 대한 연구 / Kyoung-Mi Lee.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2009].
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We report poly{9,9’-bis-(4-octoloxy-phenyl)-fluorene-2,7-diyl-co-9,10-bis-(decy-1-ynyl)-anthracene-2,6-diyl}s (PFAnts), containing fluorene and anthracene via Suzuki coupling. The feed ratios of Ant were 1, 5, 10, 30, and 50 mol % of the total amount of monomer. The synthesized polymers were characterized by $^1H-NMR$, $^{13}C-NMR$, elemental analysis and MALDI-TOF mass spectroscopy. The number-average molecular weights ($M_n$) of the synthesized polymers were ranged from 5,100 to 12,000 (PDI = 1.63 ~ 2.99). These polymers were thermally stable and soluble in common organic solvents such as chloroform, chlorobenzene and toluene, etc. The PL spectra of these polymers were shifted to longer wavelength with increase of portion of an anthracene derivative and they emitted various colors from sky blue to orange. Both HOMO and LUMO energy levels of PFAnts were getting lower than PBOPF as an anthracene portion increases due to the better electron accepting ability of the anthracene moiety than the fluorene moiety. The band gaps of polymers tend to get smaller because of energy transfer and aggregations. The thermal properties of these polymers were measured by TGA and DSC, and electrochemical properties were studied by cyclic voltammetry. We could control HOMO and LUMO energy levels conduced toward enhanced hole and electron charge balance. OLED devices with the configuration of ITO/PEDOT(40 nm)/polymer(60 nm)/Ca(10 nm)/Al(100 nm) were fabricated. They emitted the colors from sky blue to orange as expected in PL spectra. PFAnt05 exhibits the green light that is relatively close to the standard green for HDTV, and PFAnt30 and PFAnt50 have wide fwhm which is promising for WOLED application. PFAnt01 showed the highest maximum brightness of $1187 cd/m^2$ at 8 V, maximum current efficiency of 0.50 cd/A, and the maximum external quantum efficiency (EQE) of 0.23 %. Remarkably, the maximum current efficiency of PFAnt01 was increased twice as much of that of PBOPF.

플루오렌과 안트라센 유도체를 포함하는 다섯 개의 공중합체PFAnts를 스즈끼 결합반응을 통하여 합성하여 보고하였다. 안트라센 유도체는 고분자에 들어간 전체 단분자의 1, 5, 10, 30, 그리고 50 몰 % 포함하도록 합성하였다. 합성된 고분자들은 $^1H$ 및 $^{13}C-NMR$ 분광법과 원소분석을 통하여 고분자의 합성이 확인되었다. 합성된 고분자의 수 평균 분자량은 5,100~12,000 (PDI = 1.63 ~ 2.99)이다. 이 고분자들은 열적으로 안정하며 클로로포름, 클로로벤젠, 그리고 톨루엔 등과 같은 일반적인 고분자에 잘 녹았다. 이 고분자들의 PL 발광 스펙트럼은 안트라센 유도체 포함량이 증가될수록 장파장 쪽으로 이동하였으며, 푸른색부터 주황색까지의 색을 발광했다. PFAnt의 HOMO와 LUMO 에너지 준위는 안트라센 비율이 증가할수록 낮아지며, 에너지 이동과 엉김 현상에 의해 밴드갭이 점점 작아짐을 보인다. TGA와 DSC를 이용하여 고분자의 열적 특성을 특성을 조사하였고, 순환전류전압법(CV)를 통해 전기화학적 특성을 측정하였다. 정공과 전자의 균형이 맞도록 HOMO와 LUMO 에너지 준위를 조절할 수 있었다. OLED 소자는 ITO/PEDOT(40 nm)/ polymer(60 nm)/Ca(10 nm)/Al(100 nm)와 같은 구조로 제작되었다. 제작된 소자들은 PL에서 예상된 것과 같이 하늘색에서 주황색까지의 색을 발광하였다. PFAnt05는HDTV기준 표준 녹색과 비슷한 색을 나타내었고 PFAnt10과 PFAnt50은 백색 유기발광재료로 쓰일 가능성을 보이는 넓은 fwhm을 가졌다. PFAnt01은 최대밝기가 8 V에서 $1187 cd/m^2$, 최대 전류효율은 0.50 cd/A, 최대외부양자효율은 0.23%를 보였으며, 그 중에서도 최대 전류효율은 PBOPF 에 비하여 2배 높은 성능을 나타내었다.

서지기타정보

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청구기호 {MCH 09006
형태사항 v, 50 p. : 삽화 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 이경미
지도교수의 영문표기 : Hong-Ku Shim
지도교수의 한글표기 : 심홍구
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 References : p. 43-45
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