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

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.

關鍵字

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

並列摘要

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.

並列關鍵字

OLED ； Organic light-emitting diodes ； IridiumOsmium ； Iridium ； Phosphorescence ； benzothiazole ； DSC ； Dye-sensitized solar cell ； Solution process

參考文獻

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國際替代計量

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