臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要為藍光聚芳香醚高分子之合成並探討其在有機發光二極體上之研究。在本論文中，利用常見的主客摻雜系統來設計藍光高分子，其中以兩種主體材料分別為萘(Naphthalene)衍生物及咔唑(Carbazole)衍生物和Carbazole衍生物組成兩種高分子，以此結構設計探討Naphthalene衍生物作為主體材料之潛能及其作為一施體(Donor)時是否具有好的能量轉移能力。
在本論文中以親核性聚縮合反應，來合成藍光聚芳香醚高分子，導入三氟甲基來提升材料之溶解度和拉電子能力並且醚基(-O-)來連接主客體並且除了提升高分子鏈之立體障礙性還能保持主客體原有的放光特性。在熱分析上發現，藉由聚合物之高分子量(Mw>30,000)能提升材料之熱穩定性，兩高分子皆擁有大於300oC之熱裂解溫度，及高於200oC之玻璃轉移溫度。在基礎光學量測方面，本論文中加入了常見之商業化材料PVK做比較，在螢光放光量測中，以Naphthalene作為為主體材料之高分子NpCz和CzCz在溶液態擁有比PVK更強的相對亮度。而NpCz和CzCz在薄膜態時光色幾乎沒有紅位移，且C.I.E.座標位於(0.16, 0.08)相較於PVK之(0.16, 0.05)更接近NTSC之標準藍光(0.14, 0.08)，為一擁有良好光色之藍光高分子。

In this thesis, a poly(arylene ether)s polymer which contained Naphthalene derivatives was designed and synthesized in order to apply in deep blue organic light emitting diodes. The polymer NpCz was combined with the Naphthalene derivatives and the Carbazole derivatives which represented the host materials and guest materials, respectively. In order to investigate the potential of the Naphthalene derivatives, CzCz was synthesized which was combined with only Carbazole derivatives. The ether group of polymers lead to the polymer chain twisted that can improve the crystallize characteristic of Naphthalene.
The polymers exhibited the good thermal stability. The pyrolysis temperature (Td 5%) was higher than 400oC and the glass transition temperature was up to 240oC. In the chlorobenzene solution, the polymer NpCz displayed the largest PL intensity as compared with the polymer CzCz and the commercialize material PVK. NpCz and CzCz showed slightly red-shift (<5nm) on PL spectra from solution state to thin film. To calculate the theoretical coordinate in C.I.E. 1931 color space, the NpCz thin film exhibited the C.I.E. coordinate of (0.16, 0.08) that was very close to the official regulations coordinate of the NTSC (0.14, 0.08).

中文審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
圖次 viii
表次 xi
附錄 xii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2有機發光二極體之發展歷史 2
1.3 OLED和PLED比較 5
1.4 OLED原理 6
1.5主客摻雜及能量轉移機制 8
1.5.1 輻射能量轉移 8
1.5.2非輻射能量轉移 9
1.6 濃度淬熄效應 10
1.7 C.I.E.色彩空間 11
1.8文獻回顧 12
1.9研究動機 15
第二章 實驗材料及實驗儀器介紹 16
2.1 實驗材料 16
2.1.1材料來源 16
2.1.2材料總表 16
2.2 熱分析儀器 18
2.2.1 熱重分析儀(Thermogravimetric analyzer，TGA) 18
2.2.2熱示差掃描卡量計(Differential scanning calorimetry，DSC) 19
2.3 光學分析儀器 20
2.3.1紫外與可見光光譜儀(UV-Vis Spectrometer，UV-Vis) 20
2.3.2螢光光譜儀(Fluorescence spectrometer，PL) 21
2.4材料分析儀器 22
2.4.1凝膠滲透層析儀(GPC) 22
2.4.2高磁場液態核磁共振儀(nuclear magnetic resonance Spectrometer，NMR) 23
2.4.3基質輔助雷射脫附游離飛行質譜儀(MALDI/TOF-TOF) 23
2.5光電子能譜分析儀(Photoelectron Spectrometer, PESA) 24
第三章 實驗 25
3.1 Carbazole衍生物合成 25
3.1.1 (1-1) 3,6-dibromo-9H-carbazole 25
3.1.2 (1-2) 3,6-dibromo-9-hexyl-9H-carbazole 26
3.1.3 (1-3) 3,6-bis(4-fluoro-3-(trifluoromethyl)phenyl)-9-hexyl-9H-carbazole 27
3.1.4 (1-4) 9-hexyl-3,6-bis(4-methoxyphenyl)-9H-carbazole 28
3.1.5 (1-5) 4,4''-(9-hexyl-9H-carbazole-3,6-diyl)diphenol 29
3.2 Naphthalene衍生物 30
3.2.1 (2-1) 1,3-bis(4-bromophenyl)-2-propanone 30
3.2.2 (2-2) 2,3,4,5-tetraphenylcyclopenta-2,4-dienone 31
3.2.3 (2-3) 1,4-bis(4-bromophenyl)-2,3-diphenylnaphthalene 32
3.2.4 (2-4) 1,4-bis(4''-fluoro-3''-(trifluoromethyl)-[1,1''-biphenyl]-4-yl)-2,3-diphenylnaphthalene 33
3.3 藍光高分子合成 34
3.3.1 NpCz合成 34
3.3.1 CzCz合成 35
3.4量測前材料處理 36
3.4.1 PLED溶液製備 36
3.4.2 PLED單層薄膜製備 36
第四章 結果與討論 37
4.1總合成路徑 37
4.2材料鑑定 38
4.2熱穩定性分析 39
4.2.1熱重分析儀(Thermogravimetric analyzer，TGA) 39
4.2.2熱示差掃描卡量計 41
4.3單體光學分析 43
4.3.1 單體吸收及放光光譜分析 43
4.3.2 能量轉移探討 44
4.4商業化發光高分子PVK 46
4.5高分子光學分析 46
4.5.1高分子之溶液態吸收光譜 46
4.5.2高分子之溶液態放光光譜 47
4.5.3高分子溶液態不同濃度比較 49
4.6 高分子薄膜態光學分析 50
4.6.1高分子薄膜態吸收光譜 50
4.6.2高分子薄膜態放光光譜 51
4.7 高分子C.I.E.座標 52
4.7.1高分子溶液態之理論C.I.E.座標圖 52
4.7.2高分子薄膜態C.I.E.座標圖 54
4.8 高分子能階分析 56
4.8.1高分子能階量測 56
第五章 結論 58
參考文獻 59
附錄 62

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