一、雙極性光電材料之合成及應用 二、熱聚型電洞傳輸材料之合成及應用

1. Synthesis and Application of Bipolar Opto-electronic Materials 2. Synthesis and Application of Thermal Cross-linkable Hole-transporting Materials

陳又銘(You-Ming Chen)

指導教授 ： 汪根欉

國立臺灣大學/理學院/化學研究所/博士(2009年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2009.03215

摘要

中文摘要

一、雙極性光電材料之合成及應用:
近年來，由於材料之設計與合成的進步，發現了許多雙極性的材料，其中有些甚至具有雙載子傳輸性質。因此，我們設計與合成一系列雙極性的分子，在分子結構上作細微的調整與修正，使其HOMO或LUMO能階能與陰陽極之功函數相仿，即可簡化OLED元件結構而不影響元件之放光效率。
在本論文中，我們設計與合成了新型具電子傳輸性質的主體材料(NpBI, DBTBI)，以予體－受體分子組合而成的雙極性主體材料(CbzCBI, CbzNBI, mCPCBI, mCPNBI, TICCBI, TICNBI)。這些新型材料皆具有良好的熱穩定性質及夠大的三重態能量。其中，DBTBI與DTAF搭配在雙放光層PHOLED綠光元件中有16.5 %的EQE及45.8 lm/W的功率效率，這是目前僅使用兩種傳輸材料製成的元件中效率最高的例子。CbzCBI與mCPCBI在三層PHOLED綠光元件中搭配多種磷光染料，皆有不錯的效率表現(20.7 % EQE, 67 lm/W)。而CbzNBI 與mCPNBI用於藍光PHOLED元件中也能有17.4 %的EQE及29.8 lm/W的效率表現。

二、熱聚型電洞傳輸材料之合成及應用:
溶液製程對PLED元件的製備相當重要，然而，溶液製程遇到最大的麻煩是，當要在已塗佈好的第一層材料上製備第二層薄膜時，其溶劑的使用必須不能破壞已製備好的第一層材料。因此，藉由引入具有熱聚性質的基團（如：trifluorovinyl ether (TFVE)或styrene基團）至我們設計的電洞傳輸材料，再將材料塗佈於基板後，藉由光或熱的作用產生交聯 (crosslink) 的薄膜，交聯後的薄膜將不會被任何溶劑所破壞。
我們將TFVE及styrene基團分別引入至含fluorene之電洞傳輸材料中，設計與合成出TFVE1-3、TICVB、TICOC6VB。其中我們將TFVE系列分子以溶劑製程作為電洞傳輸層並與alpha-NPD為電洞傳輸層之熱蒸鍍元件做比較，發現其效率並無太大改變，但溶劑製程卻可以省卻製程上的設備成本。

關鍵字

有機電激發光二極體 ； 雙極性 ； 光電材料

並列摘要

1. Synthesis and Application of Bipolar Opto-electronic Materials
We have developed two novel electron-transporting type host materials (NpBI, DBTBI), carbazole/benzimidazole hybrid bipolar host materials (CbzCBI, CbzNBI, mCPCBI, mCPNBI) and indolocarbazole/benzimidazole hybrid bipolar host materials (TICCBI, TICNBI). All these materials have good thermal stabilities and high triplet energy level. Among these materials, DBTBI is a good host for a double-emitting layer green PHOLED which has high EQE (16.5%) and power efficiency (45.8 lm/W). CbzCBI and mCPCBI are good hosts for typical three-layer green PHOLED (20.7 % EQE, 67 lm/W). Otherwise, the blue PHOLED devices exhibit high EQE (16.3%) and power efficiency (29.8 lm/W) when using CbzNBI and mCPNBI as the host materials.

2. Synthesis and Application of Thermal Cross-linkable Hole-transporting Materials
We have demonstrated the significant advantages of using the hole-transporting material, TFVE molecules to improve the preparation of the PLEDs. We have also measured the hole mobility of the cross-linked materials. One must be noticed is that the performance of the thermal cross-linked devices are comparable with the vacuum-deposited alpha-NPD device. The new crosslinkable HTM TICOC6VB that incorporate the indolocarbazole core has been synthesized. The thermal-crosslinked TICOC6VB/HILVB is a good candidate for hole-transporting layer.

並列關鍵字

OLED ； bipolar ； Opto-electronic materials

參考文獻

4. Tang, C. W.; VanSlyke, S. A.; Chen, C. H. J. Appl. Phys. 1989, 65, 3610.

5. Wong, K. T.; Chien, Y. Y.; Chen, R. T.; Wang, C. F.; Lin, Y. T.; Chiang, H. H.; Hsieh, P. Y.; Wu, C. C.; Chou, C. H.; Su, Y. O.; Lee, G. H.; Peng, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11576.

12. Adachi, C.; Tsutsui, T.; Saito, S. Appl. Phys. Lett. 1989, 55, 1489.

18. Noda, T.; Shirota, Y. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9714.

19. Tokuhisa, H.; Era, M.; Tsutsui, T.; Saito, S. Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 3433.