簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 戴澄偉
論文名稱： 含磷化合物作為電荷傳輸材料的探討
Aromatic Phosphorus Compound As Charge Transport Materials
指導教授： 陳秋炳
Cheng, Cheu-Pyeng
口試委員:
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： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 117
中文關鍵詞： 磷 、電荷傳輸
相關次數： 點閱：1  下載：0 
分享至:
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

    • 摘要
    本研究中，我們合成一系列三芳香基磷化合物，所用的芳香基包括 1-Naphtyl, 2-naphthyl, carbazolyl, tetrahydrocarbazolyl and 2-naphthoxy, 期望這些分子具有比三芳香基氮化合物較低的游離能特性，透過此特性的展現可獲得更好的電洞傳輸層材料。含磷未氧化的分子相當容易氧化，相較於氧化後的是比較不穩定的化合物，在合成的過程中，未氧化的分子產率都比較低一些，其中又以須在-78℃下反應的方式，產率會更低些，這和反應性大、溫度條件不易穩定控制應有相當關係。電化學特性上，未氧化分子得失電子的氧化還原特性就沒有顯著的可逆性，而氧化之後的分子則有顯著的氧化還原可逆性，光物理性質上，由共振度較小的1,2,3,4-Tetrahydrocarbazole當作ligand所合成P-H4carb及OP-H4carb，都具有比其他分子大的能階差，另外P-1-Np和P-2-Np在290nm波長激發下皆會有雙放光的波長出現可見得他們具有相對穩定的2種激發態存在，是一種特殊的光物理現象，在所有的化合物中，量子產率都相當低，全部皆小於13 %，因此不適用於當做發光材料的應用。熱性質部份，多數分子皆不容易測得Tg點，然而熔點都有在200℃以上，除了P-2-ONp和OP-2-ONp分別在89℃即111℃之外。在整體的元件效率來看，都無法有更好的突破。

    摘要 -----------------------------------------------------1 第一章 緒論 第一節 前言 ---------------------------------------------- 2 第二節 OLED發展史 ---------------------------------------- 3 第三節 OLED發光原理----------------------------------------5 第四節 OLED元件基本結構 -----------------------------------8 第五節 OLED各層材料介紹-----------------------------------11 實驗動機-------------------------------------------------22 第二章 實驗部份 第一節 實驗試藥 ------------------------------------------25 第二節 實驗合成方法 --------------------------------------26 第三節 產物分離方法---------------------------------------42 第四節 儀器介紹-------------------------------------------43 第五節 製作ITO玻璃--------------------------------------47 第三章 結果與討論 第一節 合成部份探討 --------------------------------------50 第二節 UV&Vis吸收量測 ----------------------------------- 55 第三節 PL性質的量測 ------------------------------------- 64 第四節 電化學性質探討-------------------------------------70 第五節 量子產率的量測-------------------------------------82 第六節 熱穩定性討論 --------------------------------------84 第七節 元件的電性與討論 ----------------------------------86 第四章 結論----------------------------------------------90 第五章 參考文獻 -----------------------------------------91 第六章 附錄----------------------------------------------95 圖目錄： 圖1-1. Kodak的OLEDs其分子結構-----------------------------3 圖1-2：C540、DCM1和DCM2結構圖------------------------------4 圖1-3：OLED發光原理---------------------------------------5 圖1-4：發光系統的能階圖Jablonski，s diagram------------------6 圖1-5：電子與洞子再結合後，能量釋放途徑---------------------7 圖1-6：雙層OLEDs的基本結構--------------------------------8 圖1-7：雙層OLEDs的基本結構---------------------------------9 圖1-8：三層OLEDs的基本結構--------------------------------9 圖1-9：囚禁式 OLEDs的基本結構-----------------------------10 圖1-10：多層OLEDs的基本結構-------------------------------11 圖1-11：NPB及TPTE的分子結構圖-----------------------------12 圖1-12：NPB及spiro-NPB的分子結構圖------------------------12 圖1-13：電子注入層材料CuPc、m-MTDATA、PEDT/PSS 分子結構-----14 圖1-14：電洞傳輸層材料NPB、TPD之分子結構-------------------15 圖1-15：電洞傳輸層材料HPCzI分子結構-----------------------16 圖1-16：電洞傳輸層材料PCATA之分子結構---------------------16 圖1-17：電洞傳輸層材料TTPPPA之分子結構--------------------17 圖1-18：2,3,6,7-tetraarylbenzo[1,2-b:4,5b’]difurans分子結構---------------------------------------------------------18 圖1-19：電子傳輸層材料Alq3之分子結構----------------------19 圖1-20：電子傳輸層材料TPBI之分子結構----------------------19 圖1-21：電洞阻擋層材料BPhen、BCP、TPBI之分子結構------------20 圖1-22：TPD NPB TPTE TDAB TAPC分子結構----------------------24 圖3-1： 化合物P-1-Np在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=350nm--56 圖3-2：化合物P-2-Np在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=350nm--57 圖3-3：化合物P-Carb在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=310nm ---------------------------------------------------------57 圖3-4：化合物P-H4carb在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=280nm ---------------------------------------------------------58 圖3-5：化合物P-2-ONp在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------58 圖3-6： 化合物OP-1-Np在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------59 圖3-7： 化合物OP-2-Np在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------59 圖3-8： 化合物OP-Carb在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------60 圖3-9：化合物OP-H4carb在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------60 圖3-10：化合物OP-2-ONp在二氯甲烷下的UV-PL光譜圖，λex=300nm ---------------------------------------------------------61 圖3-11：未氧化和氧化後分子UV吸收比較圖------------------61 圖3-12：P-1-Np 在350nm，OP-1-Np在290nm波長激發下的UV-PL光譜圖---------------------------------------------------65 圖3-13：P-2-Np在350nm，OP-2-Np在290nm波長激發下的UV-PL光譜圖-----------------------------------------------------65 圖3-14：P-Carb在310nm，OP-Carb在300nm波長激發下的UV-PL光譜圖-----------------------------------------------------66 圖3-15：P-H4carb在280nm，OP-H4carb在300nm波長激發下的UV-PL的光譜---------------------------------------------------66 圖3-16：P-2-ONp 及OP-2-ONp相同激發波長300nm下的UV-PL光譜圖-------------------------------------------------------67 圖3-17：P-1-Np、OP-1-Np、Napthlene(Np)、1-NpBr的UV-PL比較圖-------------------------------------------------------67 圖3-18：P-2-Np、OP-2-Np、Napthlene(Np)、2-NpBr的UV-PL比較圖-------------------------------------------------------67 圖3-19 ：P-Carb於340和350nm激發波長下的激發光譜圖-------69 圖3-20： P-1-Np於290nm波長下激發的放光光譜圖-------------70 圖3-21：P-2-Np於290nm波長下激發的放光光譜圖--------------70 圖3-22：P-1-Np的激發光譜圖-------------------------------70 圖3-23：P-2-Np的激發光譜圖-------------------------------70 圖3-24： 化合物P-1-Np電化學CV氧化圖----------------------73 圖3-25： 化合物P-2-Np電化學CV氧化圖----------------------73 圖3-26： 化合物P-Carb電化學CV氧化圖----------------------74 圖3-27： 化合物P-H4carb電化學CV氧化圖--------------------74 圖3-28： 化合物P-2-ONp電化學CV氧化圖---------------------75 圖3-29：NPB和未氧化分子的HOMO、LUMO能階圖-----------------76 圖3-30：P-2-Np HOMO軌域分布圖----------------------------77 圖3-31：P-2-Np LUMO軌域分布圖----------------------------77 圖3-32：P-2-ONp HOMO軌域分布圖---------------------------77 圖3-33：P-2-ONp LUMO軌域分布圖---------------------------77 圖3-34：化合物OP1-Np 電化學CV還原圖----------------------78 圖3-35：化合物OP-2-Np 電化學CV還原圖---------------------78 圖3-36：化合物OP-Carb電化學CV還原圖----------------------79 圖3-37：化合物OP-H4carb電化學CV還原圖--------------------79 圖3-38： 化合物OP-2-ONp電化學CV還原圖-------------------80 圖3-39：AlQ3和未氧化分子的HOMO、LUMO能階圖--------------81 圖3-40：未氧化分子及NPB元件設計能階結構圖----------------86 圖3-41：未氧化分子元件之電流密度對於電壓的關係圖----------87 圖3-42：氧化分子及AlQ3元件設計能階結構圖-----------------88 圖3-43：氧化分子元件之電流密度對於電壓的關係圖------------89 圖6-1：化合物P-1-Np的1H NMR光譜圖-------------------------95 圖6-2：化合物P-2-Np的1H NMR光譜圖------------------------95 圖6-3：化合物P-Carb的1H NMR光譜圖------------------------96 圖6-4：化合物P-H4carb的1H NMR光譜圖-----------------------96 圖6-5：化合物P-2-ONp的1H NMR光譜圖------------------------97 圖6-6：化合物OP-1-Np的1H NMR光譜圖------------------------97 圖6-7：化合物OP-2-Np的1H NMR光譜圖------------------------98 圖6-8：化合物OP-Carb的1H NMR光譜圖------------------------98 圖6-9：化合物OP-H4carb的1H NMR光譜圖---------------------99 圖6-10：化合物OP-2-ONp的1H NMR光譜圖---------------------99 圖6-11：化合物P-1-Np的13CNMR光譜圖-----------------------100 圖6-12：化合物P-2-Np的13CNMR光譜圖-----------------------100 圖6-13：化合物P-Carb的13C NMR光譜圖----------------------101 圖6-14：化合物P-H4carb的13C NMR光譜圖---------------------101 圖6-15：化合物P-2-ONp的13C NMR光譜圖---------------------102 圖6-16：化合物OP-2-Np的13CNMR光譜圖----------------------102 圖6-17：化合物OP-Carb的13C NMR光譜圖---------------------103 圖6-18：化合物OP-H4carb的13C NMR光譜圖--------------------103 圖6-19：化合物OP-2-ONp的13C NMR光譜圖--------------------104 圖6-20：化合物P-1-Np的DSC圖-----------------------------105 圖6-21：化合物P-2-Np的DSC圖-----------------------------105 圖6-22：化合物P-Carb的DSC圖-----------------------------106 圖6-23：化合物P-H4carb的DSC圖---------------------------106 圖6-24：化合物P-2-ONp的DSC圖----------------------------107 圖6-25：化合物OP-1-Np的DSC圖----------------------------107 圖6-26：化合物OP-2-Np的DSC圖----------------------------108 圖6-27：化合物OP-Carb的DSC圖----------------------------108 圖6-28：化合物OP-H4carb的DSC圖--------------------------109 圖6-29：化合物OP-2-ONp的DSC圖--------------------------109 圖6-30：化合物P-1-Np的31P NMR光譜圖----------------------110 圖6-31：化合物P-2-Np的31P NMR光譜圖----------------------110 圖6-32：化合物P-Carb的31P NMR光譜圖----------------------111 圖6-33：化合物P-H4carb的31P NMR光譜圖---------------------111 圖6-34：化合物P-2-ONp的31P NMR光譜圖---------------------112 圖6-35：化合物OP-1-Np的31P NMR光譜圖---------------------112 圖6-36：化合物OP-2-Np的31P NMR光譜圖---------------------113 圖6-37：化合物OP-Carb的31P NMR光譜圖---------------------113 圖6-38：化合物OP-H4carb的31P NMR光譜圖-------------------114 圖6-39：化合物OP-2-ONp的31P NMR光譜圖-------------------114 圖6-40：化合物P-1-Np的高解析質譜圖----------------------115 圖6-41：化合物P-2-Np的高解析質譜圖----------------------115 圖6-42：化合物P-Carb的高解析質譜圖----------------------116 圖6-43：化合物P-H4carb的高解析質譜圖---------------------116 圖6-44：化合物OP-1-Np的高解析質譜圖---------------------117 圖6-45：化合物OP-2-Np的高解析質譜圖---------------------117 圖6-46：化合物OP-H4carb的高解析質譜圖-------------------118 圖6-47：化合物OP-2-ONp的高解析質譜圖--------------------118 表目錄 表1-1：氮原子和磷原子的游離能及混成後之游離能-------------24 表3-1：起始物名稱及其結構--------------------------------51 表3-2：含磷化合物的合成產率-------------------------------54 表3-3：含磷化合物在二氯甲烷下的紫外-可見光吸收λ max及莫耳吸收係數---------------------------------------------------62 表3-4：含磷化合物在二氯甲烷溶劑中測量PL放光之結果-------68 表3-5：含磷未氧化化合物測量電化學氧化性質所得之結果，並且經由計算所得之HOMO LUMO分布--------------------------------75 表3-6：含磷氧化化合物測量電化學還原性質所得之結果，並且經由計算所得之HOMO LUMO分布----------------------------------80 表3-7：常用的標準參考物質和量子產率及放光範圍-------------83 表3-8：含磷化合物的量子產率------------------------------83 表3-9：含磷化合物經由DSC所測得之熱性質數據---------------85

    [1] M. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnante, J. Chem. Phys. 1963, 38,
    2042.
    [2] Tang, C. W.; VanSlyke, S. A. Appl. Phys. Lett. 1987, 51, 913.
    [3] Tang, C. W.; VanSlyke, S. A.; Chen, C. H. J. Appl. Phys. 1989, 65,
    3610..
    [4] Tsutsui, T.; Yahiro, M.; Yokogawa, H.; Kawano, K.; Yokoyama, M.
    Adv. Mater. 2001, 13, 1149.
    [5] J. Shinar, Organic Light-Emitting Device, 1st ed.
    [6] C. W. Tang , S. A. Vanslkye.; C. H. Chen, J. Appl. Phys.
    65 (1989) 3610.
    [7]. Adachi, C.; Tokito, S.; Tsutsui, T.; Saito, S. Japan J. Appl. Phys.
    1988, 27, L713.
    [8]. Era, M.; Adachi; Tsutsui, T.; Saito, S. Chem. Phys. Lett., 1991, 178,
    488.
    [9]. Kido. J, Kohda, M.; Okuyama. K.; Nagai. K. Appl. Phys. Lett.
    61 (1992) 761.
    [10]. K. Sol, W. K. Choi, C. H. Cheng, L. M. Leung, C. F. Kwong,
    Appl. Phys. A, 1999, 68, 447.
    [11]. G. Mason, L. S. Hung, C. W. Tang, S. T. Lee, K. W. Wong, M.
    Wang, J. Appl. Phys., 1999, 86, 1688.
    [12]. VanSlyke, S. A.; Chen, C. H.; Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1996,
    69, 2160.
    [13]. Elschner, A.; Bruder, F.; Heuer, H. W.; Jonas, F.; Karbach, A.;
    Kirchmeyer, S.; Thurm, S.; Wehrmann, R. Syn. Met. 2000,
    111-112, 139.
    [14] D. F. O'Brien, P. E. Burrows, S. R. Forrest, B. E. Koene, D. E.
    Loy, M. E. Thompson, Adv. Mater., 1998, 10, 1108.
    [15] S. A. Van Slyke, C. H. Chen, and C. W. Tang Appl. Phys. Lett.
    69 (15), 7 October 1996
    [16] Bao-Xiu Mi,Peng-Fei Wang, Man-Wah Liu, Hoi-Lun Kwong,
    Ning-Bew Wong, Chun-Sing Lee,† and Shuit-Tong Lee,
    Chem. Mater. 2003, 15, 3148-3151
    [17] Jiuyan Li, Chunwah Ma, Jianxin Tang, Chun-Sing Lee, and
    Shuittong Lee Chem. Mater. 2005, 17, 615-619
    [18] Qing-Xiao Tong, Shiu-Lun Lai, Mei-Yee Chan, Ka-Ho
    Lai, Jian-Xin Tang,Hoi-Lun Kwong, Chun-Sing Lee,
    and Shuit-Tong Lee,Chem. Mater.2007, 19, 5851–5855
    [19] Hayato Tsuji, Chikahiko Mitsui, Laurean Ilies,
    Yoshiharu Sato, and Eiichi NakamuraJ. AM. CHEM.
    SOC. 2007, 129, 11902-11903
    [20]. Chen, B. J.; Lai, W. Y.; Gao, Z. Q.; Lee, C. S.; Lee, S. T.;
    Gambling, W. A. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4010.
    [21] J. Shi, C. W. Tang, C. H. Chen, U.S. 5646948(1997).
    [22] S. C. Lo, N. A. H. Male, Markham, P. J. Jonathan; S. W.
    Magennis, P. L.Burn, O. V. Salata, D. W. I. Samuel, Adv. Mater.,
    2002, 14, 975.
    [23] J.Shi and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett.,80, 3201 (2002)
    [24] C. Hosokawa, H. Higashi, H. Nakamura, and T. Kusumoto,
    Appl. Phys. Lett., 67, 3853 (1995)
    [25] A. Saitoh, N. Yamada, M. Yashima, K. Okinaka, A. Senoo, K.
    Ueno, D. Tanaka,and R. Yashiro, Proceedings of SID，
    04,p.150,May 23-28, 2004, Seattle, Washington, USA
    [26] C. C. Yeh, M. T. Lee, H. H. Chen, and C. H. Chen, Proceedings
    of SID，04,p.788, May 23-28, 2004, Seattle, Washington, USA
    [27] J. Shia, C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 2002, 80, 3201.
    [28] C. Hosokawa, H. Higashi, H. Nakamura, T. Kusumoto, Appl.
    Phys. Lett.,1995, 67, 3853.
    [29] A. Saitoh, N. Yamada, M. Yashima, K. Okinaka, Proceedings of
    SID，04,p.150, May 23-28, 2004, Seattle, Washington, USA
    [30]. D. F. O’Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl.
    Phys. Lett. 1999, 74, 442
    [31]. B. W. D’Andrade, S. R. Forrest, A. B. Chwang, Appl. Phys. Lett.
    2006, 83, 3858
    [32]. Z. Gao, C. S. Lee, I. Bello, S. T. Lee, R. M. Chen, T. Y. Luh, J.
    Shi, C.W. Tang,Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 865
    [33]. J. D. Anderson, E. M. McDonald, P.A. Lee. M. L. Anderson, E. L. Ritchie, H. K. Hall, T. Hopkins, E. A. Mash, J. Wang, A. Padias, S. Thayumanavan, S. Barlow, S. R. Marder, G. E. Jabbour, S. Shaheen, B. Kippelen, N. Peyghambarian, R. M. Wightman, N. R. Armstrong, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9646

    無法下載圖示 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)

    QR CODE