發光共軛高分子被廣泛應用於有機光電元件上，但其薄膜是由溶液狀態以旋轉塗佈或其它塗佈方式製成薄膜，因此了解其溶液狀態的高分子形態對這應用是非常重要。因著高分子對溶劑的喜好，決定高分子在溶液中的狀態結構，本研究目的在於討論MDMO-PPV高分子在甲苯、庚烷、十氫化萘等混合溶液中的聚合結構。實驗中，隨著高分子的溶解度差異，由高分子所造成的聚集效果，造成螢光光譜之紅位移現象。進一步，為了檢驗這聚集是由高分子間抑或是在同一條高分子鏈之摺疊所造的結果，量測濃度低至10-10M的光譜變化，結果顯示甲苯/十氫化萘溶液中主要為分子間聚集效果，而甲苯/庚烷溶液中則無法區分是來自分子間聚集或分子鏈摺疊之效應。
為釐清在更稀薄溶液中，分子間聚集之效應是否仍存在，我們使用螢光相關光譜（FCS）來得到高分子粒徑大小資訊，藉此判定稀薄溶液中是否仍有分子間聚集而成更大的高分子顆粒。結果顯示，當高分子在不易溶的環境中，甚至溶液濃度低至10-12M時， FCS所得之粒徑大小均較高分子在甲苯溶液中為大，因而判定即使在如此稀薄環境中，高分子的分子間聚集效應仍是主要光譜變化的因素。

Luminescent conjugated polymers are widely used in organic optoelectronics. The device is fabricated by spin coating the polymer solutions into thin films. It is important to understand the chain conformation in the solution phase, which is mainly determined by the solubility properties of the solutes and the solvents. The purpose of this study is focused on the aggregate structures of MDMO-PPV polymer in the solution mixing of toluene, heptanes, and decahydronaphthalene. Compared to the polymer in toluene solution, the absorption and fluorescence spectra in the mixing solutions are red-shifted, which indicates the aggregation between polymer chains.
In order to identify the aggregation is inter-chain or intra-chain effect, we perform concentration dependent measurements of the fluorescence spectra down to 10-10 M. Our results suggest that inter-chain aggregation is the major influence in the concentration.
Since the intra-chain aggregation is strongly influenced by polymer concentration, we carry out the experiments to identify how the inter-chain effect influences at even lower concentrations. Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is used to determine the particle size at 10-12M concentration, which relates directly to the aggregation size. The results show that particle size in the poor solution is larger than that in the good solution. Therefore, we conclude that the change of the fluorescence spectra is caused by the inter-chain aggregation even at the concentration to 10-12M.

目綠
圖目錄
表目錄
第一章緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 共軛導電高分子的特性 1
1-3 共軛導電高分子的優點 3
1-4 共軛導電高分子的應用 4
1-5 研究動機 6
第二章 原理 7
2-1 高分子(MDMO-PPV)簡介 7
2-2 量子侷限效應(quantum confinement effect) 8
2-3 螢光簡介 10
2-3-1 螢光的機制 10
2-3-2 螢光生命期 15
2-3-3 螢光相關光譜 ( fluorescence correlation spectroscopy; FCS ) 16
2-4 貝爾-藍貝特定律(Beer-Lambert’s Law) 20
2-5 螢光量測架構 21
2-6 自組裝有機單分子薄膜(self-assemble monolayers) 23
第三章 實驗架構及方法 26
3-1 實驗架構 26
3-2 實驗步驟 28
3-2-1 清洗試片 28
3-2-2 成長疏水性薄膜於玻璃瓶內壁 29
3-2-3 樣品製作 30
3-2-4 樣品量測 31
第四章 實驗結果與討論 33
4-1 MDMO-PPV的吸收、螢光光譜量測結果 33
4-2 MDMO-PPV的堆疊結果探討 36
4-3 MDMO-PPV溶於toluene中的FCS結果探討 39
4-4 MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS 43
第五章 結論 53
參考文獻 56
圖目錄
圖1-2.1 1,3-丁二烯 3
圖1-4.1 高分子發光二極體(PLED)的複式三明治結構 4
圖1-4.2 5
圖2-1.1 MDMO-PPV的結構式……………………………………….7
圖2-1.2 MDMO-PPV 的吸收及螢光光譜 7
圖2-2.1 組成MDMO-PPV之單一monomer，紅色球體表示π鍵結上的電子，虛線則是非定域軌域………………………………………….9
圖2-2.2 電子被侷限在無限位能井中圖 10
圖2-3.1 Jablonski energy diagram說明了各種電子組態的躍遷與光的吸收及放射之間係..……………………………………………..12
圖2-3.2 TCSPC原理 15
圖2-3.3 (a)為有效聚焦體積( )的示意圖(b)高分子經由布朗運動，游進出雷射聚焦偵測體積的圖示(c)每毫秒所紀錄光子數對時間圖(d)FCS圖………………………………………………………..17
圖2-4.1 為光經過溶液及石英管後，所穿透出的光束強度………….21
圖2-5.1 共焦顯微鏡示意圖…………………………………………...22
圖2-5.2 共焦顯微鏡示意圖 23
圖2-6.1 自組裝單層膜結構…………………………………………...25
圖3-1.1 實驗架構圖…………………………………………………...26
圖3-1.2 Filter block 28
圖3-2-2.1 十八烷基三甲氧基矽烷(octadecyltrimethoxysilane; ODS) ……………………………………………………………………...29
圖3-2-2.2 經烷基矽烷修飾過的玻璃表面 30
圖4-1.1 MDMO-PPV溶於不同溶劑中的吸收光譜(UV-VIS)圖，框框內為其混合比例及吸收鋒值……………………………………..35
圖4-1.2 MDMO-PPV溶於不同溶劑中的螢光光譜(PL)圖，框框內為其混合比例及吸收鋒值 35
圖4-2.1 為以dec/toluene(2:1)比例混合的螢光光譜圖，藍色為……38
圖4-2.2 為以heptane/toluene(2:1)比例混合的螢光光譜圖，藍色為取MDMO-PPV的OD值約為0.1，紅色的OD值約為0.01 38
圖4-3.1 MDMO-PPV溶於甲苯溶液中，以每毫秒紀錄光子強度隨時間的變化………………………………………………………......42
圖4-3.2 MDMO-PPV溶於甲苯溶液中，將圖4-3.1擷取其中某一段的burst現象 42
圖4-3.3 為螢光相關光譜(fluorescence correlation spectroscopy; FCS) 43
圖4-4.1取MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS比較圖，雷射強度為3E 46
圖4-4.2 取MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS比較圖，雷射強度為4E 47
圖4-4.3 取MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS比較圖，雷射強度為5E 48
圖4-4.4 取MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS比較圖，雷射強度為6E 49
圖4-4.5 取MDMO-PPV溶於不同溶劑中的FCS比較圖，雷射強度為6F 50














表目錄
表4-4.1為使用衰減片及所對應的雷射強度 45
表4-4.2 高分子於各溶劑中對應的擴散時間及粒徑尺寸表，雷射強度為3E 46
表4-4.3 高分子於各溶劑中對應的擴散時間及粒徑尺寸表，雷射強度為4E 47
表4-4.4 高分子於各溶劑中對應的擴散時間及粒徑尺寸表，雷射強度為5E 48
表4-4.5 高分子於各溶劑中對應的擴散時間及粒徑尺寸表，雷射強度為6E 49
表4-4.6 高分子於各溶劑中對應的擴散時間及粒徑尺寸表，雷射強度為6F 50
表4-4.7 高分子於4種不同溶劑中，且在不同雷射強度下的尺寸表 51
表4-4.8本實驗所使用3種溶劑的可溶參數值表……………………52

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