側鏈含苯并咪唑及二乙醇胺基團之電子傳輸聚亞苯: 合成、鑑定及應用於高分子發光二極體

Translated title of the thesis: Electron-transporting Polyphenylenes Containing Pendant Benzimidazolyl and Diethanolamino Groups: Synthesis Characterization and Application in PLEDs
  • 曾 智揚

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

高分子發光二極體(PLEDs)分別自陽極及陰極注入電洞及電子,傳輸至發光層再結合形成激發子而放出不同光色。若要達到高效率的發光,電洞及電子在發光層內的平衡就相當重要,然而,元件中電洞的傳輸速度通常比電子來得快而造成載子的不平衡,為了解決此問題發展出多層元件來改善電子注入、傳輸能力;傳統上多層元件以真空蒸鍍的方式製備,但由於操作需在高溫下進行,製備環境要求甚嚴且成本較高。故本研究設計並合成出可利用濕式製程的電子傳輸材料,在提高元件效率的同時,亦能降低製備成本。 本研究成?利用Suzuki Coupling Reaction合成出側鏈含有苯并咪唑及二乙醇胺基基團的聚亞苯(PMBI-NOH、PPBI-NOH),並將其導入多層元件作為電子傳輸材料,以核磁共振光譜(1H NMR)、元素分析儀(EA)、紅外線光譜儀(FTIR)鑑定其結構,並分析其熱性質、光學性質、電化學性質、膜態及元件特性。由於主鏈為剛硬的聚亞苯,使兩高分子擁有高熱裂解溫度(Td > 300 oC)、高玻璃轉移溫度(Tg > 100 oC);PMBI-NOH及PPBI-NOH的薄膜態吸收光譜皆有兩個吸收峰,而薄膜態螢光放光光譜分別在421 nm及424 nm;從循環伏安法可以得到PMBI-NOH及PPBI-NOH之LUMO/HOMO能階分別為-2 58/-5 61 eV及-2 70/-5 70 eV,由於側鏈含有苯并咪唑及二乙醇胺基基團可以降低LUMO及HOMO能階,不僅能讓電子更容易進入發光層,同時也具有電洞阻擋的特性。以旋轉塗佈法將PMBI-NOH及PPBI-NOH塗佈於發光層(Super Yellow: SY)上作為電子傳輸層(ETL)製備多層螢光元件(ITO/PEDOT:PSS/SY/ETL/LiF/Al),PMBI-NOH由於在共溶劑中的溶解度差和表面膜態不好,導致無法有效地改善元件的表現;在無加入電子傳輸層之元件最大亮度為8 690 cd/m2,最大電流效率為2 78 cd/A,而加入PPBI-NOH作為電子傳輸層之元件,最大亮度提升至12 881 cd/m2,最大電流效率亦提升至10 94 cd/A。 研究結果顯示,作為元件之電子傳輸層的應用上,PPBI-NOH的表現勝過PMBI-NOH,除了溶解度的因素之外,加入PPBI-NOH可以使電洞及電子在發光層中更加平衡;PPBI-NOH不僅能改善電子注入/傳輸的能力,也具有卓越的電洞阻擋特性,大幅提升元件之表現,並且能以濕式製程的方式塗佈製作,在電子傳輸材料的應用上具有發展潛力。
Date of Award2016 Jul 19
Original languageChinese
SupervisorYun Chen (Supervisor)

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側鏈含苯并咪唑及二乙醇胺基團之電子傳輸聚亞苯: 合成、鑑定及應用於高分子發光二極體
智揚, 曾. (Author). 2016 Jul 19

Student thesis: Master's Thesis