具咔唑、含氟基團及芴之共聚高分子合成、性質探討及其在藍色螢光有機發光二極體之應用

Abstract

目前有機發光二極體的元件製作，在光的三原色紅、綠以及藍光之中，紅光及綠光的 OLED 材料都已經有穩定且不錯的表現，但藍光 OLED 卻遠遠不及紅、綠光OLED 的表現，在本研究中以具有高量子產率分子芴為共聚高分子的骨幹，芴的吸光及放光波長很窄且相差40 nm以上，因此不會出現自吸收的現象，再者芴的放光波長 (438 nm) 落在可見光藍光範圍中，而且此分子具有簡易合成以及容易純化的特性，在元件操作上也有很好的光穩定性及熱穩定性，且不易結晶的特性，並藉由加入具有電洞傳輸性質的咔唑 (carbazole) 以及具有電子傳輸性質的含氟基團，同時我們也將探討此系列高分子的光物理性質與電化學性質，並且將其製作成non-doped藍光有機發光二極體，此系列材料具有良好的成膜性及高量子率，可運用旋轉塗佈方式製作成簡單的雙層元件，並探討此發光材料在藍光有機發光二極體上的表現；以共聚物 P5 製作的雙層元件 (ITO/PEDOT：PSS/P5 (70 nm)/Mg：Ag) 表現可達到發光效率 0.176 cd A-1，亮度 481 cd m-2，功率效率 0.038 lm W-1，並且使用電子傳輸材料 TPBi 後(ITO/PEDOT;PSS/P5(58 nm)/TPBi/Mg：Ag)，元件表現可提升至發光效率 0.660 cd A-1，亮度 311 cd m-2，功率效率 0.127 lm W-1。

Organic light emitting diodes have good and stable performance of red and green light, but blue light isn’t stable and efficient than red and green light. We synthesized a series of deep blue emitting alternating copolymers, comprising commercial available carbazole, tetrafluorobenzene and fluorene monomer units, and had good thermal stability with high glass transition (Tg) and decomposition temperature (Td). Moreover, we studied the photophysical and electrochemistry properties of all copolymers, and emitted around blue visible light (420 nm). The best performance of double-layer device (ITO/PEDOT：PSS/P5 (70 nm)/Mg：Ag) with solution-processed is current efficiency 0.176 cd A-1, brightness 481 cd m-2, and power efficiency 0.038 lm W-1. By introducing TPBi as the electron transporting layer, the best device performance of copolymer P5 is current efficiency 0.660 cd A-1, brightness 311 cd m-2, and power efficiency 0.127 lm W-1 with structure ITO/PEDOT:PSS/P5 (58 nm)/TPBi/Mg:Ag.