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研究生: 林晉聲
Lin Jin-Sheng
論文名稱: 咢與三芳香胺及旋茀環融合系統在有機電致發光材料的研究
指導教授: 陳建添
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2005
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 285
中文關鍵詞: 咢三芳香胺旋茀環有機電致發光材料
論文種類: 學術論文
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    我們開發出由與三芳香胺融合系統衍生物作為有機電致發光材料,由推電子基團的七圓環三芳香胺片段與拉電子基團的片段搭配,形成1:1的給予-接受(Donor-Acceptor)電子系統之化合物(QLIMS)。利用X-ray晶體解析了解化合物在固體時取代基的空間位向及分子排列狀態,使用差相掃瞄卡計法與熱重分析法測量其熱穩定性,而循環伏特安培法則是測量其電化學性質,同時預估其HOMO-LUMO能階。其中化合物取代基為9-An時,能有效的防止分子間堆疊,尤其是分子量只有471.6 g/mol,玻璃轉換溫度及熱裂解溫度卻分別高達154℃與350℃,當作電洞傳輸兼發光層時,最大亮度為9542 cd/m2,特別是半高波寬與一般綠光元件比較則是相當狹窄(64nm)。橘光材料具有特殊的階梯狀結構,所以具備了高度的熱穩定性,而可逆性質的氧化及還原電位則說明了分子對於電化學的穩定性,因此與TPBI搭配時展現不錯的元件效率,最大亮度為6840 cd/m2。在元件的研究中發現QLIMS系統化合物具備相當不錯的電洞傳輸效率。

    Spiro-Q系統:
    我們開發出由與旋茀環融合系統衍生物作為有機電致發光材料(Spiro-Q)。利用X-ray晶體解析及NMR光譜發現分子相當剛硬,所以在熱穩定性測量方面,具備旋環結構之化合物的熱穩定性質比開環化合物高出許多,且玻璃轉換溫度大都在150℃以上,熱裂解溫度則大都在350℃以上,氧化還原電位的測量得到Spiro-Q之LUMO值大約在2.7eV左右。在元件製作與測量方面,綠光材料所構成的綠光雙層元件展現出優良的元件效率,最大亮度高達35372 cd/m2,在電流密度20 mA/cm2時,量子產率為1.92%,電流效率6.35 cd/A及功率5.02 lm/W,尤其是半高波寬只有82nm,與同樣是作為綠光元件的電子傳輸兼發光材料Alq3比較時,不論是在最大亮度、驅動電壓、量子產率等等,化合物都表現的比Alq3好,甚至半高波寬也比Alq3所構成的綠光元件減少了22nm。在紅光材料方面,與Alq3所構成的雙層元件,CIE值為(0.65,0.35),是一個標準的紅光元件,最大亮度為11484 cd/m2,在電流密度20 mA/cm2時,量子產率為3.17%,電流效率為2.31 cd/A,功率為1.21 lm/W及亮度443 cd/m2。因此紅光方面也表現得相當優異。

    中文摘要 英文摘要 第一章、緒論 1-1、前言……………………………………………………………1 1-2、有機電致發光原理……………………………………………2 1-3、有機電致發光二極體的發展過程……………………………5 1-4、有機電致發光元件的結構……………………………………7 1-5、有機電致發光元件的材料……………………………………9 1-6、OLED與PLED的比較……………………………………………20 1-7、有機電致發光元件尚未解決的問題…………………………21 1-8、研究背景………………………………………………………23 第二章、QLIMS系統結果與討論 2-1、QLIMS合成步驟………………………………………………31 2-2、結構鑑定與探討………………………………………………35 2-3、光物理性質探討………………………………………………40 2-4、熱穩定性質探討………………………………………………49 2-5、電化學分析討論………………………………………………56 2-6、元件製備及其特性探討………………………………………66 第三章、Spiro-Q系統結果與討論 3-1、Spiro-Q合成步驟…………………………………………87 3-2、結構鑑定與探討……………………………………………96 3-3、光物理性質探討……………………………………………103 3-4、熱穩定性質探討……………………………………………127 3-5、電化學分析…………………………………………………135 3-6、Type II~V之HOMO、LUMO能階……………………………148 3-7、元件製備及其特性探討……………………………………158 第四章、結論………………………………………………………180 第五章、儀器設備實驗步驟與光譜數據 5-1、分析儀器……………………………………………………183 5-2、實驗步驟與光譜數據………………………………………187 參考文獻……………………………………………………………280 附圖目錄……………………………………………………………285

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