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作者(中文):彭敬軒
作者(外文):Peng, Ching Hsuan
論文名稱(中文):順式二苯乙烯/芴之螺旋混成體和雙鍵架橋混成體衍生物於有機電激發光二極體之應用
論文名稱(外文):Spirally Configured or Olefin Type of cis-Stilbene/Fluorene Hybrid Templates for Organic Light Emitting Diode Applications
指導教授(中文):陳建添
指導教授(外文):Chen, Chien-Tien
口試委員(中文):季昀
周卓煇
洪文誼
陳建添
口試委員(外文):Chi, Yun
Jou, Jwo-Huei
Hung, Wen-Yi
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學系
學號:102023568
出版年(民國):104
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:173
中文關鍵詞:有機 發光 二極體
外文關鍵詞:OLED organic
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摘要
為了要改良本實驗室先前開發的順式二苯乙烯/芴螺旋混成體系統,我們成功合成了以雙鍵為核心架橋的順式二苯乙烯/芴雙鍵架橋混成體,並接上拉電子基團作為一電子傳輸層材料,進一步觀察其元件特性。綠色磷光元件的表現上,順式二苯乙烯/芴螺旋混成體為核心的PSP 材料,在電流密度為 20 mA/cm2 時外部量子效率可到達10.8%、電流效率為38.8 cd/A、功率效率為 20.9 lm/W。而使用順式二苯乙烯/芴雙鍵架橋混成體的 27FPHP 在電流密度為 20 mA/cm2 時外部量子效率可到達 13.3%、電流效率為 46.7 cd/A、功率效率為 20.7 lm/W。但是操作電壓在亮度為 1000 cd/m2 下 PSP 為 6.3 V,27FPHP 為 7.6 V。壽命表現 PSP 為 1456 小時,27FPHP 僅 290 小時。然而應用在藍色螢光元件上,在電流密度為 20 mA/cm2 下 PSP 的外部量子效率為 6.5%、電流效率為 9.1 cd/A、功率效率為 3.3 lm/W。27FPHP 在電流密度為 20 mA/cm2 時外部量子效率僅 3.8%、電流效率為 5.5 cd/A、功率效率為 2.2 lm/W。可見本實驗室雙鍵架橋模板效率表現比螺旋混成體更好,卻有操作電壓過高和壽命太短的問題。可見螺旋混成體的剛性結構的確對於元件壽命有很大的幫助,因此順式二苯乙烯/芴螺旋混成體仍然是一個極有潛力的電子傳輸層模板。
Abstract
In order to further improve the cis-stilbene/fluorene spiro hybrid system which we created in the past 8 years. We synthesize a new olefin bridge type of cis-stilbene/fluorene hybrid system with connected electron withdrawing groups, which act as electron transporting materials. Besides, we also explore how it works on OLED devices. The cis-stilbene/fluorene spiro hybrid system material, PSP, was used as an electron transporting material on green phosphorus device, which shows an EQE of 10.8%, current efficiency of 38.8cd/A, power efficiency of 20.9 lm/W at 20 mA/cm2. The olefin type of cis-stilbene/fluorene hybrid system material, 27FPHP, was used on green phosphorus device, which shows an EQE of 13.3%, current efficiency of 46.7 cd/A, power efficiency of 20.7 lm/W at 20 mA/cm2. However the operation voltage of PSP is 6.3V and 27FPHP is 7.6V at 1000cd/m2. The lifetime of PSP is 1456 hours and 27FPHP is 290 hours. On the other hand, PSP on a blue fluorescent device shows an EQE of 6.5%, current efficiency of 9.1 cd/A, power efficiency of 3.3 lm/W at 20 mA/cm2. On the other hand, 27FPHP on a blue fluorescent device shows EQE of 3.8%, current efficiency of 5.5 cd/A, power efficiency of 2.2 lm/W at 20 mA/cm2. The olefin type of system certainly increases the EQE and current efficiency by 35% and 20%. albeit with poorer performance in operational voltage and lifetime (reduced by 40% and 81%). We therefore conclude that the spirally configured system with a more rigid structural motif led to devices with a better lifetime. We still consider spirally configured system as a more promising electron transporting core template.
目錄
謝誌
中文摘要
Abstract
流程目錄 I
圖目錄 II
表目錄 VI
第一章 有機電機光二極體之緒論 1
第一節 前言 1
第二節 分子發光機制 4
壹 激發 4
貳 緩解 4
參 電激發 5
肆 電激發主客體系統發光機制 6
第三節 有機電激發光二極體之發展 8
第四節 有機電激發光二極體元件基本結構 8
第五節 有機電激發光二極體材料 9
壹 陽極材料 (Anode Materials) 9
貳 電洞注入材料 (Hole Injection Materials) 9
參 電洞傳輸材料 (Hole Transporting Materials) 10
肆 電洞阻擋材料 (Hole Blocking Materials) 11
伍 電子傳輸材料 (Electron Transporting Materials) 11
陸 電子注入材料 (Electron Injection Materials) 12
柒 陰極材料 (Cathode Materials) 12
捌 螢光發光材料 (Fluorescent Emitting Materials) 12
玖 磷光發光材料 (Phosphorescent Emitting Materials) 13
第六節 有機電激發光二極體材料之電荷移動率 15
第七節 有機電激發光二極體之光色 16
第八節 有機電激發光二極體之效率 17
壹 量子產率 17
貳 發光效率及電源效率 19
第二章 二芐環庚烯衍生模板於有機電激發光二極體之應用 20
第一節 文獻回顧 20
壹 電子傳輸層材料之特性 20
貳 電子傳輸層材料之種類 21
參 二苯基磷氧類型電子傳輸層之文獻回顧 22
第二節 研究背景 26
第三節 分子設計、合成 30
第四節 結構解析、熱、光、電化學性質探討 35
壹 X光單晶繞射之結構探討 35
貳 熱、光物理性質之探討 37
參 吸收、放射光譜與理論計算之探討 39
肆 循環伏安法之電化學探討 45
第五節 元件結果討論 50
壹 元件蒸鍍裝置相關資訊 50
貳 綠色磷光元件之電子傳輸特性探討 51
參 藍色螢光元件之電子傳輸特性探討 64
第三章 結論與未來展望 68
第一節 結論 68
第二節 未來展望 69
第四章 儀器設備與實驗 70
第一節 分析儀器 70
第二節 蒸鍍相關藥品、設備及耗材 73
壹 真空蒸鍍材料 73
貳 元件製作及蒸鍍 74
第三節 實驗步驟及數據分析 76
參考文獻 錯誤! 尚未定義書籤。
附錄 S1
壹、核磁共振光譜圖 S1
貳、薄膜 HOMO 能階測量 (AC-II) S32
參 X光單晶繞射結構解析 S34
參考文獻
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