含卡賓配位基之二價鉑金屬磷光錯合物之合成與 OLEDs 上的應用

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	曾崇豪 Tseng, Chung-Hao
論文名稱：	含卡賓配位基之二價鉑金屬磷光錯合物之合成與 OLEDs 上的應用 Synthesis of Phosphorescent Platinum(II) Complexes with Carbene Chelate and the Applications in OLEDs.
指導教授：	季昀 Chi, Yun
口試委員:	陳建添 Chen, Chien-Tien 蔡易州 Tsai, Yi-Chou 張志豪 Chang, Chih-Hao
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2015
畢業學年度：	103
語文別：	中文
論文頁數：	105
中文關鍵詞：	鉑金屬錯合物、有機發光二極體、卡賓配位基
外文關鍵詞：	Pt, OLED, hydrogen bonding
相關次數：	點閱：4 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

科技進步已經超過人們所想像，我們日常生活所需也與科技產品脫離不了關係。近年來，傳統耗電照明光源逐漸被較省電的發光二極體 (Light-Emitting Diode, LED) 取代，不過有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diode, OLED)，其效率高、成本低且具有許多優點而被受到重視，而現今原物料飆漲與綠色環保意志的抬頭，在全世界學界、產業界的重視下積極發展，期望在未來平面顯示器或是白光照明運用上佔有舉足輕重的地位。在這塊發光材料研發領域上，以有機金屬磷光 (phosphorescence) 材料最為重視。尤其以第三列過渡金屬為金屬中心 (Os(II)、Ir(III) 與Pt(II) 等)，所合成的磷光材料，在重原子效應 (heavy-atom effect) 下，使磷光放光的效率大大提升。
本論文主要探討以鉑金屬為中心，以零價 carbene 配位基與負二價 bipyrazolate 合成出量子效率可達 90% 以上放光為綠色的發光材料，同時利用光物理數據、晶體結構、電化學量測等等相關研究，探討這一系列錯合物彼此之間的關係，並對其做了官能基的修飾及改進，最後可以得到外部量子效率 (E.Q.E.) 達 11.8%、ηl = 40.1 cd/A、ηp = 24.8 lm/W，CIE coordinates 為(0.43 , 0.54) 的元件表現。

A series of Pt(II) complexes were successfully synthesized using the imidazolium - pyridinium carbene ligands. Complexes 5 - 7 which have intramolecular hydrogen bonding achieved high quantum efficiency (78 ~ 99%). The luminescence and color switch are most likely relevant to the variations in intermolecular interactions in packing of Pt(II) moieties, which are significantly perturbed by fine powder and crystalline solid. The devices fabricated by complex 5 showed green EL emission with λmax = 560 nm which was corresponding to the (0.43 , 0.54) CIE coordinates, and an external quantum efficiency of up to 11.8%.

圖目錄    iv
表目錄    vii
摘要    1
Abstract    2
第一章、序論    3
第一節、OLED 的發展    3
第二節、OLEDs 元件發光原理    8
Förster 能量轉移    11
Dexter 能量轉移    12
第三節、螢光磷光發光原理    14
第四節、磷光材料發展    18
一、藍色磷光材料    19
二、綠色磷光材料    30
三、紅色磷光材料    31
第五節、磷光材料鉑金屬錯合物與其 OLED 上的運用    32
第六節、研究動機    36
第二章、實驗合成    37
第一節、試藥與儀器    37
一、試藥    37
二、分析工具    37
1. 核磁共振光譜 (Nuclear Magnetic Resonance, NMR)    37
2. 質譜分析（Mass Spectrometer, MS）    37
3. 元素組成分析（Elemental Analysis, EA）    38
4. X-ray 單晶繞射（X-ray Single Crystal Diffractometer, XRD）    38
5. 紫外可見光光譜儀 (Ultraviolet-Visible Spectrometer, UV-Vis)    39
6. 螢光光譜儀 (Fluorescence Spectrophotometer)    39
7. 循環伏特計 (Cyclic Voltammetry, CV)    39
第二節、配位基之合成    40
一、[imidazolium−pyridinium salts (C^C)] 系列配位基之合成    40
1. 合成 (L1)    40
2. 合成 (L2)    42
3. 合成 (L3)    44
二、Bipyrazole (N^N) 系列配位基之合成    46
合成 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3'-bipyrazole (L4)    46
合成 5,5'-(1-methylethylidene)-bis(3-trifluoromethyl-1H-pyrazole) (L5)    48
合成 5,5’-bis(pentafluoroethyl)-3,3’-bipyrazole (L6)    49
第三節、錯合物之合成    50
[Pt(C^C)(N^N)] 錯合物系列    50
1.    合成 [Pt(DMSO)2Cl2]    50
2.    合成 [Pt(L1)(L5)] (1)    51
3.    合成 [Pt(L1)(L4)] (2)    52
4.    合成 [Pt(L1)(L6)] (3)    53
5.    合成 [Pt(L2)(L6)] (4) (7)    54
6.    合成 [Pt(L2)(L4)] (5)    56
7.    合成 [Pt(L3)(L4)] (6)    57
第三章、結果與討論    58
鉑金屬錯合物 [Pt(C^C)(N^N)] 系列    58
一、錯合物合成的探討    58
二、錯合物的晶體解析    62
1. 錯合物 2 的結構解析    62
2. 錯合物 1 的結構解析    66
3. 錯合物 6 的結構解析    70
三、光物理性質探討    74
1. 錯合物 1 ~ 7 吸收光譜探討    74
2. 錯合物 1 ~ 4 放光光譜探討    76
3. 錯合物 5 ~ 7 放光光譜探討    81
三、電化學性質探討    86
四、元件的製備與探討    88
第四章、結論    94
參考資料    95
附錄    99
錯合物 1 ~ 7 1H NMR 光譜    99

                                

(1) 陳金鑫, 黃孝文, Oled : 有機電激發光材料與元件 = Oled, 五南圖書出版公司 2005.
(2) J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. D. Mackey, R. H. Friend, P. L. Brun, A. B. Holmes, Nature 1990, 347, 539.
(3) http://3c.ltn.com.tw/3c/news.php?no=11367&type=6.
(4) 陳金鑫, 陳錦地, 吳忠幟, 白光 OLED 照明 White OLED for Lighting, 五南圖書出版公司 2009.
(5) S. J. Su, E. Gonmori, H. Sasabe, J. Kido, Adv. Mater. 2008, 20, 4189.
(6) S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lussem, K. Leo, Nature 2009, 459, 234.
(7) https://nano.nchc.org.tw/v1/dictionary/organic.htm.
(8) http://depts.washington.edu/cmditr/modules/oled/fluorescentphosphorescent_dopants.html.
(9) H. Yersin, Transition Metal and Rare Earth Compounds III 2004, 241, 1.
(10) http://www.olympusmicro.com/primer/java/jablonski/jabintro/.
(11) S. R. Forrest, M. A. Baldo, D. F. O'Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, Nature 1998, 395, 151.
(12) S. Welter, K. Brunner, J. W. Hofstraat, L. D. Cola, Nature 2003, 421, 54.
(13) (a) Y. L. Tung, S. W. Lee, Y. Chi, Y. T. Tao, C. H. Chien, Y. M. Cheng, P. T. Chou, S. M. Peng, C. S. Liu, J. Mater. Chem. 2005, 15, 460. (b) Y. M. Cheng, G. H. Lee, P. T. Chou, L. S. Chen, Y. Chi, C. H. Yang, Y. H. Song, S. Y. Chang, P. I. Shih, C. F. Shu, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 183.
(14) (a) Y. L. Tung, S. W. Lee, Y. Chi, L. S. Chen, C. F. Shu, F. I. Wu, A. J. Carty, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Adv. Mater. 2005, 17, 1059. (b) Y. L. Tung, L. S. Chen, Y. Chi, P. T. Chou, Y. M. Cheng, E. Y. Li, G. H. Lee, C. F. Shu, F. I. Wu, A. J. Carty, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1615.
(15) (a) C. Adachi, R. C. Kwong, P. Djurovich, V. Adamovich, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2082. (b) C. H. Yang, C. C. Tai, I. W. Sun, J. Mater. Chem. 2004, 14, 947. (c) J. K. Yu, Y. H. Hu, Y. M. Cheng, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, A. J. Carty, Y. L. Tung, S. W. Lee, Y. Chi, C. S. Liu, Chem. Eur. J. 2004, 10, 6255.
(16) (a) W. Lu, B. X. Mi, M. C. W. Chan, Z. Hui, N. Zhu, S. T. Lee, C. M. Che, Chem. Commun. 2002, 206. (b) B. Ma, P. I. Djurovich, S. Garon, B. Alleyne, M. E. Thompson, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2438. (c) J. Kavitha, S. Y. Chang, Y. Chi, J. K. Yu, Y. H. Hu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Y. T. Tao, C. H. Chien, A. J. Carty, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 223.
(17) H. S. Fu, Y. M. Cheng, P. T. Chou, Y. Chi, Mater. Today 2011, 14, 472.
(18) R. J. Holmes, S. R. Forrest, Y. J. Tung, R. C. Kwong, J. J. Brown, S. Garon, M. E. Thompson, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 2422.
(19) H. Sasabe, E. Gonmori, T. Chiba, Y. J. Li, D. Tanaka, S. J. Su, T. Takeda, Y. J. Pu, K. I. Nakayama, J. Kido, Chem. Mater. 2008, 20, 5951.
(20) J. Li, P. I. Djurovich, B. D. Alleyne, I. Tsyba, N. N. Ho, R. Bau, M. E. Thompson, Polyhedron 2004, 23, 419.
(21) R. J. Holmes, B. W. D’Andrade, S. R. Forrest, X. Ren, J. Li, M. E. Thompson, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3818.
(22) S. J. Yeh, M. F. Wu, C. T. Chen, Y. H. Song, Y. Chi, M. H. Ho, S. F. Hsu, C. H. Chen, Adv. Mater. 2005, 17, 285.
(23) C. H. Yang, Y. M. Cheng, Y. Chi, C. J. Hsu, F. C. Fang, K. T. Wong, P. T. Chou, C. H. Chang, M. H. Tsai, C. C. Wu, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2418.
(24) M. K. Nazeeruddin, R. Humphry-Baker, D. Berner, S. Rivier, L. Zuppiroli, M. Graetzel, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8790.
(25) C. S. Chin, M.-S. Eum, S. y. Kim, C. Kim, S. K. Kang, Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 372.
(26) C. S. Mak, A. Hayer, S. I. Pascu, S. E. Watkins, A. B. Holmes, A. Kohler, R. H. Friend, Chem. Commun. 2005, 4708.
(27) S. y. Takizawa, H. Echizen, J. i. Nishida, T. Tsuzuki, S. Tokito, Y. Yamashita, Chem. Lett. 2006, 35, 748.
(28) I. Avilov, P. Minoofar, J. Cornil, L. D. Cola, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8247.
(29) A. B. Tamayo, B. D. Alleyne, P. I. Djurovich, S. Lamansky, I. Tsyba, N. N. Ho, R. Bau, M. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7377.
(30) T. Sajoto, P. I. Djurovich, A. Tamayo, M. Yousufuddin, R. Bau, M. E. Thompson, Inorg. Chem. 2005, 44, 7992.
(31) R. J. Holmes, S. R. Forrest, T. Sajoto, A. Tamayo, P. I. Djurovich, M. E. Thompson, J. Brooks, Y. J. Tung, B. W. D’Andrade, M. S. Weaver, R. C. Kwong, J. J. Brown, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 243507.
(32) J. Lee, H. Oh, J. Kim, K. M. Park, K. S. Yook, J. Y. Lee, Y. Kang, J. Mater. Chem. C 2014, 2, 6040.
(33) A. J. Wilkinson, A. E. Goeta, C. E. Foster, J. A. G. Williams, Inorg. Chem. 2004, 43, 6513.
(34) C. F. Chang, Y. M. Cheng, Y. Chi, Y. C. Chiu, C. C. Lin, G. H. Lee, P. T. Chou, C. C. Chen, C. H. Chang, C. C. Wu, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4542.
(35) M. A. Baldo, S. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4.
(36) H. Z. Xie, M. W. Liu, O. Y. Wang, X. H. Zhang, C. S. Lee, L. S. Hung, S. T. Lee, P. F. Teng, H. L. Kwong, H. Zheng , C. M. Che, Adv. Mater. 2001, 13, 1245.
(37) M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Nature 1998, 395, 151.
(38) D. F. O’Briena, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 442.
(39) A. Tsuboyama, H. Iwawaki, M. Furugori, T. Mukaide, J. Kamatani, S. Igawa, T. Moriyama, S. Miura, T. Takiguchi, S. Okada, M. Hoshino, K. Ueno, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12971.
(40) J. Brooks, Y. Babayan, S. Lamansky, P. I. Djurovich, I. Tsyba, R. Bau, M. E. Thompson, Inorg. Chem. 2002, 41, 3055.
(41) S. Y. Chang, J. Kavitha, S. W. Li, C. S. Hsu, Y. Chi, Y. S. Yeh, P. T. Chou, G. H. Lee, A. J. Carty, Y. T. Tao, C. H. Chien, Inorg. Chem. 2006, 45, 137.
(42) B. W. D’Andrade, J. Brooks, V. Adamovich, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Adv. Mater. 2002, 14, 1032.
(43) V. Adamovich, J. Brooks, A. Tamayo, A. M. Alexander, P. I. Djurovich, B. W. D'Andrade, C. Adachi, S. R. Forrest, M. E. Thompson, New J. Chem. 2002, 26, 1171.
(44) E. L. Williams, K. Haavisto, J. Li, G. E. Jabbour, Adv. Mater. 2007, 19, 197.
(45) (a) X. Zhang, J.-Y. Wang, J. Ni, L.-Y. Zhang, Z.-N. Chen, Inorg. Chem. 2012, 51, 5569. (b) J. Ni, Y.-G. Wang, H.-H. Wang, L. Xu, Y.-Q. Zhao, Y.-Z. Pana, J.-J. Zhanga, Dalton Trans. 2014, 43, 352.
(46) Y. Chi, L.-M. Huang, G.-M. Tu, W.-Y. Hung, Y.-C. Song, M.-R. Tseng, P.-T. Chou, G.-H. Lee, K.-T. Wong, S.-H. Cheng, W.-S. Tsai, J. Mater. Chem. C 2013, 1, 7582.
(47) C. Segarra, E. Mas-Marzá, J. A. Mata, E. Peris, Organometallics 2012, 31, 5169.
(48) H.-H. Yeh, S.-T. Ho, Y. Chi, J. N. Clifford, E. Palomares, S.-H. Liu, P.-T. Chou, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7681.
(49) L. Chassot, E. Mueller, A. Von Zelewsky, Inorg. Chem. 1984, 23, 4249.
(50) C. Garino, E. Gallo, N. Smolentsev, P. Glatzel, R. Gobetto, C. Lamberti, P. J. Sadler, L. Salassa, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15278.
(51) A. Kobayashi, Y. Fukuzawa, H.-C. Chang, M. Kato, Inorg. Chem. 2012, 51, 7508.
(52) K. S. Yook, J. Y. Lee, Adv Mater. 2012, 24, 3169.
(53) H.-C. Yeh, H.-F. Meng, H.-W. Lin, T.-C. Chao, M.-R. Tseng, H.-W. Zan, Org. Electron. 2012, 13, 914.
(54) K. A. Knauer, E. Najafabadi, W. Haske, B. Kippelen, Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 103304.

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文