芘衍生物之藍光主發光體材料與元件應用

Abstract

1,3,6,8-tetra(phenyl)pyrene ( 以下簡稱TPP )，具有高螢光效率(ηf = 0.90)，而且發光位置在深藍光區域(420 nm)，卻鮮少有研究的相關報導，其主因在於此化合物具有高對稱性，在鍍成薄膜時會在較紅位移波長的位置，產生活化複體( excimer )的放射峰，這會使得其發光效率大幅度的降低，同時也限制了 TPP 在藍光 OLED 元件應用的價值。 我們研究的動機係利用分子設計的方式，在不破壞 TPP 之高螢光效率的情形下，導入具有立體阻礙的甲苯取代基。因此，合成出1,3,6,8- tetra(o-methylphenyl)pyrene (以下簡稱 TOTP ) 以及1,3,6,8-tetra (m-methylphenyl)pyrene (以下簡稱 TMTP )。 藉由電腦模擬分析及X-Ray單晶繞射的分析結果指出，TOTP 的四組甲基位置分別位在pyrene 的不同平面上，以兩個朝上、兩個朝下的方式排列，可以有效的增加分子間間距，而解決活化複體的產生。 為了要減少全彩化製成時的能量耗損率，現今對藍光 OLED 之需求是以高飽和度作為主要考量，而以 TOTP 作為主發光體可以得到高飽和度及高薄膜穩定性的藍光元件，未摻雜元件效率為1.09 cd/A@20 mA/cm2，CIEx,y(0.15,0.07)，元件壽命在起始亮度為227 nits下達到1000小時，不但解決了活化複體的問題，同時也符合目前深藍光元件的趨勢。