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研究生: 黃柏誠
Huang, Bo-cheng
論文名稱: 聚芴系共聚物之合成及其在白光高分子有機發光二極體之應用
Synthesis of polyfluorene copolymers and their applications in white polymeric light-emitting diodes
指導教授: 許聯崇
Hsu, S. L. C.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 材料科學及工程學系
Department of Materials Science and Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 104
中文關鍵詞: 有機發光二極體白光聚芴系共聚物
外文關鍵詞: end capping, polydioctylfluorene, WPLEDs
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  • 近年來,白光高分子有機發光二極體(WPLEDs)正朝向液晶顯示器的背光源、全彩顯示器以及固態照明等應用的方向發展。而聚芴及其衍生物具有高量子效率(光激發光和電激發光;PL & EL)、良好的熱穩定性、抗氧化能力、溶解度及易調整發光波長等特性,常被拿來當作WPLEDs共聚合的主結構。
    本研究利用Yamamoto聚合的方法,將dioctylfluorene單體、當作橘色染料的銥錯合物(M1)與當作綠色染料的naphthalimide衍生物(M2)共聚合,再以2-(4-Bromophenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole進行尾端終結反應,可得到一種新的白光發光二極體材料。所有的高分子共聚物都具有不錯的熱穩定性,其5 %熱重損失(T5d)介於377~422 °C,玻璃轉移溫度(Tg)則為89~106 °C。經由調整三個單體的莫耳分率,在元件結構為indium tin oxide / poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonic acid) / polyvinylcarbazole (PVK) / emission layer / Ca / Ag的情況下,我們可以得到發白光的元件。其最大亮度為184 cd/m2,電流密度是1250 A/m2,Commission Internationale de l’Eclairage (CIE)座標為(0.333, 0.334),而且高分子共聚物的電激發光光譜在不同電壓下,都有不錯的色彩穩定性。

    White polymeric light-emitting diodes (WPLEDs) are under active development for their potential applications as backlights for liquid crystal displays, full color displays, and solid-state lighting. Polyfluorene and its derivatives which have the advantages of high efficient emission in both photoluminescence and electroluminescence, high thermal stability, good oxidative resistance, good solubility are often used as the main structure of the copolymers.
    In this study, all copolymers were synthesized by Nickel-catalyzed Yamamoto coupling reaction. Dioctylfluorene monomer was copolymerized with iridium complexes and naphthalimide derivatives and then end-capped with 2-(4-Bromophenyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole to remove rear-end bromines. New white polymeric light-emitting diodes (WPLEDs) have been developed. All of the copolymers have good thermal stability with 5 % weight loss temperatures (T5d) at 377~422 °C and glass transition temperatures (Tg) at 89~106 °C. We obtained white-light-emission devices by adjusting the molar ratio of the co-monomers with a structure of indium tin oxide / poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonic acid) / polyvinylcarbazole (PVK) / emission layer / Ca / Ag. The highest brightness in such a device configuration is 184 cd/m2 at a current density of 1250 A/m2 with CIE color coordinates of (0.333, 0.334). The EL spectra show color stability over different operating voltages.

    摘要 I Abstract II 致謝 IV 總目錄 V 表目錄 IX Scheme目錄 X 圖目錄 XI 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2 研究動機與目的 4 第二章 理論基礎與文獻回顧 6 2-1 共軛導電高分子的特性 6 2-2 光物理原理 9 2-3 分子間激發態(interchain exciton) 11 2-4 能量轉移機制 12 2-4-1 Förster Transfer 13 2-4-2 Dexter Transfer 14 2-5 發光原理 14 2-5-1 光激發光原理( photoluminescence,PL) 15 2-5-2 電激發光原理(electroluminescence,EL) 16 2-6 發光效率 18 2-7 影響發光的因素 19 2-8 元件結構 21 2-8-1 單層結構 21 2-8-2 多層結構 23 2-9 有機發光元件之性質 24 2-10 電洞傳輸材料 (hole transport material, HTM) 25 2-11 電子傳輸材料(electron transport material, ETM) 27 2-12 電洞注入材料 28 2-13 共軛高分子聚合方法簡介 29 2-14 聚芴(Polyfluorene)的簡介 31 2-15 高分子白光發光二極體簡介 32 第三章 實驗製備及分析裝置 34 3-1 實驗藥品及儀器 34 3-1-1 藥品 34 3-1-2 儀器 35 3-2 高分子發光二極體(PLED)之材料製備 37 3-2-1 單體合成 37 3-2-2 聚芴系高分子及其共聚合物合成 39 3-3 結構鑑定與分析原理 43 3-4 高分子發光二極體(PLED)之元件製備 50 第四章 結果與討論 54 4-1 單體合成與結構之鑑定 54 4-1-1 1H-NMR圖譜分析 54 4-1-2 元素分析 55 4-2 高分子合成與結構鑑定 55 4-2-1 1H-NMR圖譜分析 55 4-2-2 元素分析 56 4-2-3 FT-IR分析 56 4-2-4 高分子分子量的測定 57 4-3 光學性質分析 58 4-3-1 紫外-可見光(UV-Vis)吸收光譜分析 58 4-3-2 光激發光(PL)光譜分析 59 4-4 熱性質分析 60 4-4-1 微差掃描熱分析(DSC) 60 4-4-2 熱重分析(TGA) 61 4-5 電化學性質分析 62 4-5-1 環伏(cyclic voltammetry, CV )量測分析 62 4-6 高分子發光二極體(PLED)之元件電激發光性質分析 63 4-6-1 電激發光(EL)光譜分析 64 4-6-2 元件特性分析 67 第五章 結論 97 參考文獻 98

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    [64] 林松榆,國立成功大學材料工程學系,碩士論文,2005年。

    下載圖示 校內:2009-07-02公開
    校外:2018-07-02公開
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