簡易檢索 / 詳目顯示
| 研究生： |
杜伯賢 Du, Bo-Sian |
|---|---|
| 論文名稱： |
二價鋨金屬錯合物之合成、光物理性質及在溼式OLED與DSC元件製備應用 Synthesis and Photophysical Properties of Os(II) Complexes and the Applications in OLED and DSC |
| 指導教授： |
季昀
Chi, Yun |
| 口試委員: |
林皓武
Lin, Hao-Wu 徐秀福 Hsu, Hsiu-Fu |
| 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： | 2012 |
| 畢業學年度： | 101 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 148 |
| 中文關鍵詞： | 有機發光二極體 、鋨金屬錯合物 、銥金屬錯合物 、磷光材料 、染料敏化太陽能電池 、溼式製程 |
| 外文關鍵詞： | IridiumOsmium, benzothiazole |
| 相關次數： | 點閱：2 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 |
時間是由許多齒輪組裝而成的，有許多時代的齒輪改變了世界也改變了你我的日常生活，人類的科技每分每秒都在進步，在這當中，有機發光二極體 (organic light-emitting diode, OLED) 是目前光電產業中，正在蓬勃發展的新穎前瞻技術，不管是上游先進材料之開發或者下游尖端元件之研製，在近二十年間，一直都是學術與企業界相繼進入的目標，近幾年來，顯示器與照明設備的應用市場更是許多國際知名廠商兵家必爭之地；所以開發出高效率、長時間穩定且低成本的紅、綠及藍色發光材料，將是這個領域中非常關鍵的重點項目。有鑑於此，許多的研究團隊都投注很多心力在發光材料研發領域上，其中又以第三列過渡金屬 (Os(II)、Ir(III) 與 Pt(II) 等) 為金屬中心所合成出來的有機金屬磷光 (phosphorescence) 材料最為重要，因為其在重金屬效應下，可以使磷光放光效率大為提升。
因此，本篇論文主要要探討的是一系列新型磷光材料的合成與應用，我們選擇以第三列過渡金屬─鋨金屬 (Osmium) 當作中心金屬，搭配一系列 N^NH 螯合配位基，再以中性的 diphosphine 當作輔助配位基，成功地合成了一系列具有八面體結構的鋨金屬錯合物；除了錯合物 5 之外，其它錯合物都具備高亮度的放光效率，放光區域則是從綠色到飽和紅色，而這些錯合物結構與吸收/放光光譜的特性，我們也可以經由理論計算方法 (computational approaches) 深入了解。此外，錯合物 1 – 4 以溼式製程 (solution-processed) 成功地製備了一系列 OLEDs 元件，並表現出非常優秀的元件性能，其中外部量子效率 (external quantum efficiency, EQE) 超過 15 %，電流效率 (current efficiency) 高於 48 cd/A，功率效率 (power efficiency) 也大於 50 lm/W，在最後值得一提的是，錯合物 4 是到目前為止，唯一一個以二價鋨金屬為磷光體，適合用來製備高效率綠色 OLED 元件的客體發光材料。
以上結果已發表在 Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 3491.
Preparation and characterization of a new class of emissive Os(II) complexes ( 1 – 5 ) have been achieved using 3-(thiazol-2-yl), 3-(benzothiazol-2-yl), 3-(imidazol-2-yl) and 3-(benzimidazol-2-yl) azole chelates, together with the incorporation of one diphosphine ancillary for satisfying the octahedral coordination arrangement. The resulting Os(II) complexes, except for 5 , all show bright emission spanning visible region from green to saturated red, and their structural versus spectroscopic properties have been comprehended by absorption/emission together with computational approaches. Subsequently, a series of solution-processed OLEDs using 1 – 4 as the dopant were successfully fabricated, demonstrating excellent device performances with external quantum effi ciency (EQE) of 15%, current efficiency exceeding 48 cd/A, and power conversion efficiency up to 50 lm/W. Complex 4 is the only Os(II) based phosphor so far suitable for the fabrication of highly efficient green-emitting OLEDs.
1 陳金鑫, 黃孝文, OLED─夢幻顯示器：OLED材料與元件, 2007.
2 P. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnante, J. Chem. Phys., 1963, 38, 2042.
3 C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 1987, 51, 913.
4 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.
5 (a) T. Fuhrmann, J. Salbeck, MRS Bull., 2003, 28, 354. (b) A. Misra, P. Kumar, M. N. Kamalasanan, S. Chandra, Semicond. Sci. Technol., 2006, 21, 35. (c) B. D'Andrade, Nature Photonics, 2007, 1, 33. (d) F. So, J. Kido, P. Burrows, MRS Bull., 2008, 33, 663.
6 H. Yersin, Top. Curr. Chem., 2004, 241, 13.
7 http://www.olympusmicro.com/primer/java/jablonski/jabintro/
8 M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Nature, 1998, 395, 151.
9 D. F. O’Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 1999, 74, 442.
10 S. Okada, H. Iwawaki, M. Furugori,J. Kamatani, S. Igawa, T. Moriyama, S. Miura, A. Tsuboyama, T. Takiguchi, H. Mizutani, Proceedings of SID‘02, June 19-24, Boston, USA., 2002, p.1360.
11 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.
12 (a) X. Z. Jiang, A. K. Y. Jen, B. Carlson, L. R. Dalton, Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 3125. (b) X. Z. Jiang, A. K. Y. Jen, B. Carlson,L. L. R. Dalton, Appl. Phys. Lett., 2002, 80, 713.
13 Y. L. Tung, P. C. Wu, C. S. Liu, Y. Chi, J. K. Yu, Y. H. Hu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Y. Tao, A. J. Carty, C. f. Shu, F. I. Wu, Organometallics, 2004, 23, 3745.
14 C. H. Chien, F. M. Hsu, C. F. Shu, Y. Chi, Org. Electron., 2009, 10, 871.
15 N. A. H. Male, O. V. Salata, V. Christou, Synth. Met., 2002, 126, 7.
16 L. M. Gonçalves, V. D. Z. Bermudez, H. A. Ribeiro, A. M. Mendes, Energy Environ. Sci., 2008, 1, 655.
17 M. K. Nazeeruddin, A. Kay, I. Rodicio, R. Humphrybaker, E. Muller, P. Liska, N. Vlachopoulos, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6382.
18 M. K. Nazeeruddin, P. Pechy, T. Renouard, S. M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, P. Comte, P. Liska, L. Cevey, E. Costa, V. Shklover, L. Spiccia, G. B. Deacon, C. A. Bignozzi, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 1613.
19 P. Wang, S. M. Zakeeruddin, J. E. Moser, M. K. Nazeeruddin, T. Sekiguchi, M. Grätzel, Nat. Mater., 2003, 2, 402.
20 P. Wang, S. M. Zakeeruddin, J. E. Moser, R. Humpbry-Baker, P. Comte, V. Aranyos, A. Hagfeldt, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Adv. Mater., 2004, 16, 1806.
21 P. Wang, C. Klein, R. Humpbry-Baker, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 808.
22 (a) 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. (b) C. H. Lin, C. W. Hsu, J. L. Liao, Y. M. Cheng, Y. Chi, T. Y. Lin, M. W. Chung, P. T. Chou, G. H. Lee, C. H. Chang, C. Y. Shih, C. L. Ho, J. Mater. Chem., 2012, 22, 10684.
23 K. C. Hwang, J. L. Chen, Y. Chi, C. W. Lin, Y. M. Cheng, G. H. Lee, P. T. Chou, S. Y. Lin, C. F. Shu, Inorg. Chem., 2008, 47, 3307.
24 P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys., 1985, 82, 299.
25 M. Abrahamsson, M. J. Lundqvist, H. Wolpher, O. Johansson, L. Eriksson, J. Bergquist, T. Rasmussen, H. C. Becker, L. Hammarstroem, P. O. Norrby, B. Akermark, P. Persson, Inorg. Chem., 2008, 47, 3540.
26 C. Y. Lin, Y. C. Lin, W. Y. Hung, K. T. Wong, R. C. Kwong, S. C. Xia, Y. H. Chen, C. I. Wu, J. Mater. Chem., 2009, 19, 3618.
27 I. Bonnaventure, A. B. Charette, J. Org. Chem., 2008, 73, 6330.
28 M. J. Burk, J. E. Feaster, W. A. Nugent, R. L. Harlow, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 10125.
29 H. Chikashita, M. Ishibaba, K. Ori, K. Ito, Bull. Chem. Soc. Jpn., 1988, 61, 3637
30 S. P. Singh, D. Kumar, B. G. Jones, M. D. Threadgill, J. Fluorine Chem., 1999, 94, 199.
31 O. V. Starikova, G. V. Dolgushin, L. I. Larina, T. N. Komarova, V. A. Lopyrev, ARKIVOC, 2003, (xiii), 119.
32 (a) P. C. Wu, J. K. Yu, Y. H. Song, Y. Chi, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Organometallics, 2003, 22, 4938. (b) 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.
33 (a) M. Li, H. Zeng, Y. Meng, H. Sun, S. Liu, Z. Lu, Y. Huang, X. Pu, Dalton Trans., 2011, 40, 7153. (b) 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.
34 (a) R. Wang, D. Liu, H. Ren, T. Zhang, X. Wang, J. Li, J. Mater. Chem., 2011, 21, 15494. (b) J. Kuwabara, T. Namekawa, M.-a. Haga, T. Kanbara, Dalton Trans., 2012, 41, 44.
35 J. V. Caspar, E. M. Kober, B. P. Sullivan, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 630.
36 A. F. Rausch, L. Murphy, J. A. G. Williams, H. Yersin, Inorg. Chem., 2012, 51, 312.
37 (a) C. L. Ho, W. Y. Wong, Q. Wang, D. Ma, L. Wang, Z. Lin, Adv. Funct. Mater., 2008, 18, 928. (b) W. S. Jeon, T. J. Park, K. H. Kim, R. Pode, J. Jang, J. H. Kwon, Org. Electron., 2010, 11, 179. (c) J. Y. Hung, C. H. Lin, Y. Chi, M. W. Chung, Y. J. Chen, G. H. Lee, P. T. Chou, C. C. Chen, C. C. Wu, J. Mater. Chem., 2010, 20, 7682.
38 (a) F. So, B. Krummacher, M. K. Mathai, D. Poplavskyy, S. A. Choulis, V. E. Choong, J. Appl. Phys., 2007, 102, 091101. (b) C. H. Chien, S. F. Liao, C. H. Wu, C. F. Shu, S. Y. Chang, Y. Chi, P. T. Chou, C. H. Lai, Adv. Funct. Mater., 2008, 18, 1430. (c) S. Ye, Y. Liu, K. Lu, W. Wu, C. Du, Y. Liu, H. Liu, T. Wu, G. Yu, Adv. Funct. Mater., 2010, 20, 3125. (d) T. Earmme, E. Ahmed, S. A. Jenekhe, Adv. Mater., 2010, 22, 4744. (e) X. H. Zhu, J. Peng, Y. Cao, J. Roncali, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 3509. (f) R. Wang, D. Liu, R. Zhang, L. Deng, J. Li, J. Mater. Chem., 2012, 22, 1411.
39 A. F. Rausch, L. Murphy, J. A. G. Williams, H. Yersin, Inorg. Chem., 2012, 51, 312.
40 (a) F. I. Wu, P. I. Shih, C. F. Shu, Y. L. Tung, Y. Chi, Macromolecules, 2005, 38, 9028. (b) Y. H. Niu, M. S. Liu, J. W. Ka, J. Bardeker, M. T. Zin, R. Schofield, Y. Chi, A. K. Y. Jen, Adv. Mater., 2007, 19, 300.
41 M. T. Lee, M. T. Chu, J. S. Lin, M. R. Tseng, J. Phys. D: Appl. Phys., 2010, 43, 442003.
42 C. Adachi, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 2001, 90, 5048.
43 (a) S. M. King, H. A. Al-Attar, R. J. Evans, A. Congreve, A. Beeby, A. P. Monkman, Adv. Funct. Mater., 2006, 16, 1043. (b) M. Mydlak, M. Mauro, F. Polo, M. Felicetti, J. Leonhardt, G. Diener, L. De Cola, C. A. Strassert, Chem. Mater., 2011, 23, 3659.
44 C. Boga, E. D. Vecchio, L. Forlani, P. E. Todesco, J. Organomet. Chem., 2000, 601, 233.
45 Y. Luo, F. Xiao, S. Qian, W. Lu, B. Yang, Eur. J. Med. Chem., 2011, 46, 417.
46 L. Hintermann, L. Xiao, A. Labonne, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 8246.
47 J. M. Coterón, D. Catterick, J. Castro, M. J. Chaparro, B. Díaz, E. Fernández, S. Ferrer, F. J. Gamo, M. Gordo, J. Gut, L. de las Heras, J. Legac, M. Marco, J. Miguel, V. Muñoz, E. Porras, J. C. de la Rosa, J. R. Ruiz, E. Sandoval, P. Ventosa, P. J. Rosenthal, J. M. Fiandor, J. Med. Chem., 2010, 53, 6129.
48 Y. C. Chiu, C. H. Lin, J. Y. Hung, Y. Chi, Y. M. Cheng, K. W. Wang, M. W. Chung, G. H. Lee, P. T. Chou, Inorg. Chem., 2009, 48, 8164.
49 Y. C. Chiu, J. Y. Hung, Y. Chi, C. C. Chen, C. H. Chang, C. C. Wu, Y. M. Cheng, Y. C. Yu, G. H. Lee, P. T. Chou, Adv. Mater., 2009, 21, 2221.
50 (a) A. Abbotto, F. Sauvage, C. Barolo, F. De Angelis, S. Fantacci, M. Grätzel, N. Manfredi, C. Marinzi, M. K. Nazeeruddin, Dalton Trans., 2011, 40, 234. (b) Q.-J. Pan, Y.-R. Guo, L. Li, S. O. Odoh, H.-G. Fu, H.-X. Zhang, Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 14481.
51 (a) P.-T. Chou, Y. Chi, Eur. J. Inorg. Chem., 2006, 3319. (b) Y. Chi, P.-T. Chou, Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 1421.
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)