簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳立軒
論文名稱: 二價釕金屬與鋨金屬有機錯合物在OLED上的應用及光物理性質的探討
指導教授: 季昀
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 1冊
中文關鍵詞: 有機發光二極體
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
  • 進入二十一世紀後,台灣以及世界的面板科技產業突飛猛進,是大家有目共睹的,尤其它是政府在近幾年來推動產業「兩兆雙星」的經濟規劃重點之一,而面板產業之所以變的如此受歡迎,其最原始的原因就是平面顯示器的成功研發,像是TFT-LCD以及OLED。然而眾多平面影像顯示器方法中,目前公認未來最有機會對LCD造成實質的威脅,便是有機發光二極體OLED了。OLED基本上也是以有機化合物為構成材料,但OLED具有多種LCD所欠缺的優點,例如,對比強、亮度高、視角廣、速度快、耗電少、輕薄短小、有曲捲性等等;但事實上OLED目前在技術上需要克服的地方還是很多,例如OLED的使用壽命尚有待加強、元件的製作技術也不像LCD般成熟,製作良率也有待提昇,而且最大的問題就是在於價格,若成本價格無法比LCD還低,就無法吸引公司投入大量的資金研發,這也是OLED不普及最大的現實問題。
    而本篇論文我們以價格較低的釕金屬(Ru)模仿鋨金屬(Os),以Ru3(CO)12直接跟我們的配位基,例如3-Trifluoromethyl-5-(1- isoquinolyl)pyrazole (ifpz),反應生成[Ru(CO)2(ifpz)2]類型的化合物,再利用 phosphine 取代CO,調整其HOMO-LUMO能階差的高低,可以得到光色純度很好的紅光,依照著這條件我們嘗試著想得到黃光甚至綠光,但是卻遇到了許多問題,這些結果的討論及理論,會在論文接下來的部分一一說明討論。
    另外我們延續了先前實驗室所做之ㄧ系列鋨金屬Os(II)錯合物,合成出幾個以diphos為取代基的Os金屬有機錯合物,發現了一些有趣的現象,我們也會在討論中一併說明。


    摘要 1 謝誌 3 第1章 、 緒論 10 1-1、 OLED簡介 10 1-1-1 發光原理 12 1-1-2 OLED的優點 16 1-1-3 OLED的缺點 17 1-2、 螢光以及磷光 18 1-3、 摻雜系統 22 1-4、 光色的調控 27 1-5、 Ru和Os金屬的性質 31 第2章、 實驗合成 35 2-1、 試藥 35 2-2、 分析工具 35 2-3、 配位基的合成 39 1. 3-trifluoromethyl-5-(2-pyridyl)pyrazole (fppzH) 39 2. 3-trifluoromethyl-5-(2-pyridyl)1,2,4-triazole (fptzH) 41 3. 3- tert-butyl -5-(2-pyridyl)1,2,4-triazole (bptzH)[] 42 4. 3-tert-butyl -5-(2-pyridyl)pyrazole (bppzH) 43 5. 3-tert-butyl-5-(1-isoquinolyl)pyrazole (ibpzH) 45 6. 3-trifluoromethyl-5-(1-isoquinolyl)pyrazole (ifpzH) 47 7. 3- tert-butyl -5-(1-isoquinolyl)1,2,4-triazole (ibtzH) 49 2-4、 化合物的合成 50 1. Ru(ifpz)2(PPh2Me)2 (1a) 52 2. Ru(ibpz)2(PPh2Me)2 (1b) 53 3. Ru(ibtz)2(PPh2Me)2 (1c) 55 4. Ru(ibpz)2(PPhMe2)2 (1d) 56 5. Ru(ifpz)2(dppe) (2a) 58 6. Ru(ibpz)2(dppe) (2b) 59 7. Ru(ibtz)2(dppe) (2c) 62 8. Ru(ibpz)2(dppa) (2d) 63 9. Ru(ibpz)2(dppm) (2e) 65 10. Ru(ifpz)2(dppa) (2f) 66 11. Ru(ibpz)2(dpp-ethane) (2g) 68 12. Ru(bpzpz)2(dppe) (2h) 69 13. Os(fptz)2(dppm) (3a) 71 14. Os(fppz)2(dppm) (4a) 72 15. Os(fptz)2(dppe) (5a)、(5b) 73 16. Os(fppz)2(dppe) (6a)、(6b) 75 17. Os(ifpz)2(dppe) (7a)、(7b) 77 第3章、 結果與討論 79 3-1、 化合物基本性質 79 3-1-1 Ru (II)搭配trans位向之phosphine 79 3-1-2 Ru (II)搭配cis位向之diphos 81 3-1-3 Os (II)搭配cis位向之diphos 85 3-2、 化合物的結構探討 86 3-2-1 化合物(1d)的ORTEP圖 87 3-2-2 化合物(2b)的ORTEP圖 90 3-2-3 化合物(3a)的ORTEP圖 94 3-2-4 化合物(5b)的ORTEP圖 97 3-2-5 化合物(7b)的ORTEP圖 100 3-3、 光物理以及電化學性質的探討 103 3-3-1 改變Phosphine對化合物性質的影響 103 a. Phosphine上取代基的不同 103 b. trans的phosphine和cis的diphos 107 c. 不同的diphos 114 3-3-2 改變配位基對化合物性質的影響 120 a. pyrazolate與triazolate的差別 120 b. 配位基上取代基的不同 123 c. 配位基延伸共軛造成的不同 128 3-3-3 中心金屬不同造成的影響 130 3-3-4 Os-diphos 造成異構物的影響 133 3-4、 元件的製備與探討 144 3-4-1 Ru紅光元件 144 3-4-2 Ru橘光元件 157 3-5、 利用理論計算來印證實驗結果 158 第4章、 結論 171 參考文獻 173

    [ ] 陳金鑫, 黃孝文, OLED有機電激發光材料與元件 2005, 第一章.
    [ ] T. M. Brown, J. S. Kim, R. H. Friend, F. Cacialli, R. Daik, W. J. Feast, Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 1679.
    [ ] Y. Shirota, K. Okumoto, H. Inada, Synth. Met. 2000, 111, 387.
    [ ] C. W. Tang, S. A. VanSlyke, C. H. Chen, J. Appl. Phys. 1989, 65, 4344.
    [ ] a) M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Nature 1998, 395, 151. b) M. A. Baldo, D. F. O’Brien, M. E. Thompson. S. R. Forrest, Phys. Rev. B 1999, 60, 14422.
    [ ] a) C. Adachi, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2001, 90, 5048. b) M. Ikai, S. Tokito, Y. Sakamoto, T. Sduanuzuki, Y. Taga, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 156. c) S. Tokito, T. Iijima, T. Tsuzuki, F. Sato, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 2459. d) S. C. Lo, E. B. Namdas, P. L. Burn, I. D. W. Samuel, Macromolecules 2003, 36, 9721. e) R. C. Kwong, M. R. Nugent, L. Michalski, T. Ngo, K. Rajan, Y. J. Tung, M. S. Weaver, T. X. Zhou, M. Hack, M. E. Thompson, S. R. Forrest, J. J. Brown, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 162. f) G. He, S. C. Chang, F. C. Chen, Y. Li, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 1509. g) C. L. Lee, K. B. Lee, J. J. Kim, Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2280.
    [ ] a) S. Bernhard, X. Gao, G. G. Malliaras, H. D. Abruna, Adv. Mater. 2002, 14, 433. b) B. Carlson, G. D. Phelan, W. Kaminsky, L. Dalton, X. Z. Jiang, S. Liu, A. K. Y. Jen, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14162. c) J. H. Kim, M. S. Liu, A. K. Y. Jen, B. Carlson, L. R. Dalton, C. F. Shu, R. Dodda, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 776.
    [ ] 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.
    [ ] a) R. C. Kwong, S. Sibley, T. Dubovoy, M. Baldo, S. R. Forrest, M. E. Thompson, Chem. Mater. 1999, 11, 3709. b) C. M. Che, Y. J. Hou, M. C. W. Chan, J. Guo, Y. Liu, Y. Wang, J. Mater. Chem. 2003, 13, 1362.
    [ ] J. Brooks, Y. Babayan, S. Lamansky, P. I. Djurovich, I. Tsyba, R. Bau, M. E. Thompson, Inorg. Chem. 2002, 41, 3055.
    [ ] S. Lamansky, P. Djurovich, D. Murphy, F. Abdel-Razzaq, H. E. Lee, C. Adachi, P. E. Burrows, S. R. Forrest, M. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4304.
    [ ] C. H. Yang, C. C. Tai, I. W. Sun, J. Mater. Chem. 2004, 14, 947.
    [ ] Y. H. Song, S. J. Yeh, C. T. Chen, Y. Chi, C. S. Liu, J. K. Yu, Y. H. Hu, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1221.
    [ ] J. Kavitha, Y. H. Niu, Y. Chi, Y. H. Song, S. Liu, A. K. Y. Jen, S. L. Wang, C. F. Shu, R. Dodda, F. I. Wu, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1619.
    [ ] a) G. Kalyuzhny, M. Buda, J. McNeill, P. Barbara, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6272. b) H. Rudmann, S. Shimada, M. F. Rubner, J. Appl. Phys. 2003, 94, 115. c) C. Y. Liu, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4190. d) H. Rudmann, S. Shimada, M. F. Rubner, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4918. e) H. Rudmann, M. F. Rubner, J. Appl. Phys. 2001, 90, 4338. f) E. Holder, B. M. W. Langeveld, U. S. Schubert, Adv. Mater. 2005, 17, 1109.
    [ ] a) S. Welter, K. Brunner, J. W. Hofstraat, L. De Cola, Nature 2003, 421, 54. b) J. D. Slinker, A. A. Gorodetsky, M. S. Lowry, J. Wang, S. Parker, R. Rohl, S. Bernhard, G. G. Malliaras, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2763. c) D. A. Bernards, J. D. Slinker, G. G. Malliaras, S. Flores-Torres, H. D. Abruna, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 4980. d) D. Dini, Chem. Mater. 2005, 17, 1933.
    [ ] J. N. Demas, B. A. DeGraff, Anal. Chem. 1991, 63, 829 A.
    [ ] a) S. Zalis, I. R. Farrell, A. Vlcek Jr, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4580. b) M. K. Nazeeruddin, R. Humphry-Baker, D. Berner, S. Rivier, L. Zuppiroli, M. Graetzel, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8790.
    [ ] G. L. Miessler, D. A. Tarr, Inorganic Chemistry, 2nd ed. 1998, ch. 10.
    [ ] J. B. Medwid, R. Paul, J. S. Baker, J. A. Brockman, M. T. Du, W. A. Hallett, J. W. Hanifin, R. A. Hardy, Jr. M. E. Tarrant, L. W. Torley, S. Wrenn, J. Med. Chem. 1990, 33, 1230.
    [ ] a) R. Hage, R. Prins, J. G. Haasnoot, J. Reedjik, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1987, 1389. b) P. M. Hergenrother, Heterocycle 1965, 6, 965.
    [ ] J. Easmon, G. Heinisch, T. Langer, H. H. Grunicke, J. Fink, G. Pürstinger, Eur. J. Med. Chem. 1997, 32, 397.
    [ ] M. Garcia-Viloca, R. Gelabert, A. Gonzalez-Lafont, M. Moreno, J. M. Lluch, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8727.
    [ ] a) 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. b) P. C. Wu, J. K. Yu, Y. H. Song, Y. Chi, P. T. Chou, S. M. Peng, G. H. Lee, Organometallics 2003, 22, 4938.
    [ ] a) L. Hammarström, F. Barigelletti, L. Flamigni, M. T. Indelli, N. Armaroli, G. Calogero, M. Guardigli, A. Sour, J. P. Collin, J. P. Sauvage, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9061. b) J. A. Treadway, B. Loeb, R. Lopez, P. A. Anderson, F. R. Keene, T. J. Meyer, Inorg. Chem. 1996, 35, 2242. c) A. Matacangay, G. Y. Zheng, D. P. Rillema, D. C. Jackman, J. W. Merkert, Inorg. Chem. 1996, 35, 6823. d) R. Englman, J. Jortner, Mol. Phys. 1970, 18, 145. e) J. V. Caspar, E. M. Kober, B. P. Sullivan, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 630.
    [ ] a) D. P. Rillema, D. S. Jones, H. A. Levy, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1979, 849. b) B. M. Golstein, J. K. Barton, H. M. Berman, Inorg. Chem. 1986, 25, 842. c) P. A. Anderson, G. B. Deacon, K. H. Haarmann, F. R. Keene, T. J. Meyer, D. A. Reitsma, B. W. Skelton, G. F. Strouse, N. C. Thomas, J. A. Treadway, A. H. White, Inorg. Chem. 1995, 34, 6145. d) C. M. Kepert, A. M. Bond, G. B. Deacon, L. Spiccia, B. W. Skelton, A. H. White, Dalton Trans. 2004, 1766.
    [ ] A. Vlček Jr., Coord. Chem. Rev. 1998, 177, 219.
    [ ] 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.
    [ ] C. Bianchini, M. Peuzzini, A. Ceccanti, F. Laschi, P. Zanello, Inorg. Chim. Acta 1997, 259, 61.
    [ ] L. Alagna, A. Capobianchi, M. P. Casaletto, G. Mattogno, A. M. Paoletti, G. Pennesi, G. Rossi, J. Mater. Chem. 2001, 11, 1928.
    [ ] a) K. W. Wong, H. L. Yip, Y. Luo, K. Y. Wong, W. M. Lau, K. H. Low,
    H. F. Chow, Z. Q. Gao, W. L. Teung, C. C. Chang, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2788. b) M. P. de Jong, L. J. van IJzendoorn, M. J. A. de Voigt, Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2255.
    [ ] S. A. Carter, M. Angelopoulos, S. Karg, P. J. Brock, J. C. Scott, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 2067.
    [ ] R. U. A. Khan, D. D. C. Bradley, M. A. Webster, J. L. Auld, A. B. Walker, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 921.
    [ ] Time-dependent DFT (TDDFT) calculations using the B3LYP functional were performed based on the structures obtained from single crystal X-ray diffraction data. A “Double-ζ” quality basis set consisting of Hay and Wadt’s effective core potentials (LANL2DZ) was employed for Ru atom and 6-31G* basis for H, C, N and P atoms. A relativistic effective core potential (ECP) replaced the inner core electrons of Ru(II), leaving the outer core (4s24p6) electrons and the 4d6 valence electrons. Typically, the lowest 10 triplet and 10 singlet roots of the nonhermitian eigenvalue equations were obtained to determine the vertical excitation energies. Oscillator strengths were deduced from the dipole transition matrix elements (for singlet states only). The excited-state TDDFT calculations were carried out using Gaussian03.
    [ ] S. D. Cummings, R. Eisenberg, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1949.
    [ ] P. J. Hay, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1634.

    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