水溶性含1,3,4-噁唑團基電子傳輸及電洞阻擋材料之合成及其在多層高分子電激發光元件上之應用

Abstract

本研究之目的在於製備含側鏈oxadiazole之聚環氧乙烷，以作為多層高分子電激發光元件之應用。第一部份旨在合成單體2-phenyl -5-[4-(9-oxiranyl nonyloxy)phenyl]-1,3,4-oxadiazole (M1)，並藉由陽離子開環聚合法，利用BF3•OEt2作為起始劑進行聚合反應，並得到M1之均聚合物，P1。利用主鏈為Poly (ethylene oxide)作為水溶性官能基，而1,3,4-oxadiazole作為電子傳輸 / 電洞阻擋之主要基團，且將M1與1,2-hexyl epoxide進行聚合得到共聚物P2、P3以及P4。此四種聚合物薄膜態UV-Vis最大吸收位置位於300 ~ 307 nm，PL最大放射位置則位於365 ~ 371 nm，其最高佔滿分子軌域 (HOMO) 在-6.13 ~ -6.16 eV之間，最低未填滿分子軌域 (LUMO) 在-2.56 ~ -2.74 eV之間。 本研究第二部分是將P1 ~ P4之聚合物應用在高分子有機電激發光二極體之多層元件，作為電子傳輸 / 電洞阻擋層，其元件結構為 ITO / PEDOT / EML / P1 ~ P4 / Ca / Al，並討論其元件表現。此部分同時將適當的鹽類，Lithium triflate (LiCF3SO3) 混入P1等材料中，並對其多層元件之表現加以探討。結果顯示，使用P1 ~ P4作為電子傳輸 / 電洞阻擋層，其元件亮度能有效地增加，而元件效率在高電流密度下亦可保持穩定性，不會快速下降。而混入鹽類後，其元件亮度與效率更加提升，且不會喪失原本的穩定性。其中又以P1與鹽類相混之多層元件表現最佳，其元件最大亮度可由6208 cd/m2提升至10540 cd/m2，最大元件效率可從1.36 cd/A提升至2.16 cd/A。