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研究生:李彥葳
研究生(外文):Yen-Wei Lee
論文名稱:理論計算探討碗狀分子與磷光主發光體材料
論文名稱(外文):Theoretical Study of Bowl-Shaped Molecules and Phosphorescent Host Materials
指導教授:郭明裕郭明裕引用關係
指導教授(外文):Ming-Yu Kuo
口試委員:陳建亨潘同明
口試委員(外文):Jiann-Heng ChenTung-Ming Pan
口試日期:2013-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:應用化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:48
中文關鍵詞:有機發光二極體三重激發態碗狀分子過渡態
外文關鍵詞:OLEDtriplet excited statebowl-shaped moleculestransition state
相關次數:
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在本篇論文中,我們將會介紹已合成與未合成分子結構的理論計算數據並對其數據做出分析。研究分為兩個部分,第一部分以理論計算的方式尋找有機發光二極體(OLED)的藍色磷光主體材料,以(4-tolyl)tetraphenylphthalimide (TPPI)、tris(4-carbazoyl- 9-ylphenyl)amine (TCTA)與1,2,3,4,5-pentaphenylpyrrole (PPP)為主要核心,觀察改變取代基團的位置與數目對於分子的HOMO、LUMO與三重激發態能量(ET1-S0)的影響。藉此討論分子結構、放光波長與能隙在此系列分子中的不同,並與藍色磷光客發光體材料FIrpic搭配比較,最後從計算結果選出適合做為藍色磷光主發光體材料的分子結構,其中以TPPI-BPB的ET1-S0與HOMO/LUMO值最符合理想數值。
第二部分則是對corannulene及成功大學吳耀庭教授合成的碗狀分子Acenaphtho- [3,2,1,8-fghij]dicyclopenta- [pqr,tuv]picene (ADP)、Acenaphth[3,2,1,8-fghij]-as-indaceno- [3,2,1,8,7,6-pqrstuv]picene (AIP)、Bowl-aa、Bowl-ba與Bowl-bb,以理論計算的方式探討這一系列碗狀分子之物理特性與過渡態結構。根據計算結果,碗狀分子會因為彎曲程度的不同而使得鍵長與富勒烯片段上的鍵長不一樣;而且在計算的過程中我們發現碗狀分子的過渡態有可能呈現出平面與S形狀這兩種結構形狀,其中corannulene與ADP過渡態為平面;AIP、Bowl-aa、Bowl-ba、Bowl-bb則為S形狀,根據吳耀庭教授的測量也證明實驗數據與計算結果相符合。

In this investigation, we will introduce and analysis compounds which have been synthesized or non-synthesized by theoretical study. The research have two parts, the first part used theoretical calculation to select the blue phosphorescent host materials of organic light-emitting diodes (OLED). After choosing (4-tolyl)tetraphenylphthalimide (TPPI), tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine (TCTA), and 1,2,3,4,5-pentaphenylpyrrole (PPP) as cores, we obtained the influences of HOMO, LUMO, and triplet excited energy by changing positions and numbers of the functional groups. Then we discuss the molecular structure, photoluminescence wavelength, and energy gap of compounds. Finally, we pick the most suitable molecule (TPPI-BPB) for preparing blue phosphorescent host materials. .
The second part is investigating the physical properties and transition states of corannulene, Acenaphtho-[3,2,1,8-fghij]dicyclopenta-[pqr,tuv]picene (ADP), Acenaphth- [3,2,1,8-fghij]-as-indaceno-[3,2,1,8,7,6-pqrstuv]picene (AIP), Bowl-aa, Bowl-ba and Bowl-bb which was synthesized by Prof. Y. T. Wu. According the results, the bond distance of bowl shaped molecules are different from the parent of fullerene because of the degree of bending. We found two transition state through the progress of calculation. The shape of corannulene and ADP are planar, AIP, Bowl-aa, Bowl-ba and Bowl-bb are S-shaped. The results are also agreed with the experiments which were measured by Prof. Y. T. Wu.

目錄
謝誌 Ⅰ
摘要 Ⅱ
Abstract Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅷ
第一章 序論 1
1-1 前言 1
1-2 有機發光二極體 1
1-2-1 有機發光二極體之介紹 2
1-2-2 元件放光原理 4
1-2-3電激發磷光發光機制 7
1-2-4 磷光材料之文獻探討 9
1-2-5 磷光材料之研究方向 12
1-3 富勒烯 18
1-3-1 富勒烯之性質 18
1-3-2 碗狀分子之文獻探討 19
1-3-3 碗狀分子之研究方向 20
第二章 研究方法 22
2-1 計算方法 22
2-2 計算階層及參數 22
第三章 結果與討論 26
3-1 磷光化合物計算結果與比較 26
3-1-1 TPPI衍生物 27
3-1-2 PI衍生物 29
3-1-3 TP衍生物 33
3-1-4 Py衍生物 35
3-2 碗狀化合物計算結果與比較 37
3-2-1 分子鍵長 37
3-2-2 翻轉過程之探討 40
第四章 結論 43
參考資料及附註 45

















圖目錄
圖1-1 計算軟體與硬體示意圖 1
圖1-2 顯示器需求的演進 2
圖1-3 1963年M.Pope元件結構圖 2
圖1-4 1987年柯達公司元件結構圖 3
圖1-5元件放光原理 4
圖1-6 電子、電洞再結合所產生的激發態 5
圖1-7 分子能階簡圖 7
圖1-8 (a)摻雜系統的元件結構圖(b)能量轉移機制 9
圖1-9 (a)FIrpic之結構(b)能量傳遞圖 10
圖1-10 (a)CBP之結構(b)mCP之結構 10
圖1-11 (a)CDBP之結構(b) CDBP、FIrpic與CBP能階圖 11
圖1-12 (a)UGH2 (b)FIr6之結構 11
圖1-13 (a)FIrtaz和FIrN4之結構(b)SimCP之結構 12
圖1-14 磷光主發光體材料 13
圖1-15 TPPI、PPP、TCTA之結構 14
圖1-16 TPPI衍生物之結構 14
圖1-17 PI衍生物之結構 15
圖1-18 TP衍生物之結構 15
圖1-19 Py衍生物之結構 16
圖1-20 取代基結構縮寫一覽表 17
圖1-21 碳六十、碳七十與小型碗狀分子 20
圖1-22 碗狀分子之結構 21
圖3-1主客發光體ET1-S0與HOMO/LUMO關係示意圖 28
圖3-2 TPPI衍生結構之HOMO/LUMO能階 28
圖3-3 PI-1衍生結構之HOMO/LUMO能階 30
圖3-4 PI-2衍生結構之HOMO/LUMO能階 30
圖3-5 PI-3衍生結構之HOMO/LUMO能階 31
圖3-6 PI-4衍生結構之HOMO/LUMO能階 32
圖3-7 TP衍生結構之HOMO/LUMO能階 34
圖3-8 Py-2衍生結構之HOMO/LUMO能階 36
圖3-9 Py-3衍生結構之HOMO/LUMO能階 36
圖3-10 C70與Bowl-aa鍵長類型 37
圖3-11 Corannulene、ADP、AIP鍵長類型 39
圖3-12 碗狀分子翻轉路徑 41
圖3-13 Bowl-aa之翻轉過程能量示意圖 42
圖3-14 碗狀分子XY軸長度變化示意圖 42

參考資料及附註
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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