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第三章 結果與討論

3.3 PF系統

以 polyfluorene(PF)為主發光體,客發光體濃度 2 mol%時,在 PL 的圖 譜(圖 A-12)上,主發光體(PF)的貢獻仍然高於客發光體(Ru-1),即使客發光 體濃度增加到 4 mol%,主發光體的放光仍很明顯,這樣的結果與 PVK 系統 (圖 A-7)相較之下,顯示 Ru-1 在 PF 系統中的能量轉移是較差的,這可能是 因為 PF 其激發態的生命週期(life time)比 PVK 的激發態生命周週期短,使 得能量轉移的機率較低,造成較差的能量轉移效率。

雖然非離子型 Ru-1 化合物在 PF 中的能量轉移效率比在 PVK 差,但是 與文獻上離子型 Ru 化合物摻雜在 PF 中的能量轉移效率相比 15~18,已有很 顯著的改善;從文獻圖中可發現15,即使在 PF 中摻雜很高濃度的客發光體,

但在 PL 上的放射光仍以 PF 為主;相比之下,從本篇論文的實驗結果可發 現,在 PF 系統的 PL 圖譜中,隨著客發光體濃度增加,由客發光體 Ru-1 所貢獻的紅光強度有明顯的增加 (圖 A-12) ,顯示 Ru-1 與 PF 的相容性的 確有顯著的提升。

350 400 450 500 550 600 650 700 750

PL Intensity (a.u.)

0.1 mol%

2 mol%

4 mol%

圖 A-12 以 0.1、2、4 mol%的 Ru-1 化合物摻雜在 PF 中的 PL 圖譜

300 400 500 600 700 800

0.0

EL Intensity (a.u.)

0.1 mol%

2 mol%

4 mol%

圖 A-13 以 0.1、2、4 mol%的 Ru-1 化合物摻雜在 PF 中的 EL 圖譜

圖 A-14 以 PF 為主發光體的能階示意圖

從 PL 與 EL 圖譜(圖 A-12、13)的比較中可發現,以 PF 為主發光體,Ru-1 濃度為 2 mol%時,在 PL 上能量轉移上並不完全,仍可發現主發光體 PF 的 放光,然而在 EL 圖譜上已得到全部來自客發光體的飽和紅光,這種差異主 要是由電荷捕捉效應所造成;因為 PF 的 HOMO 能階與 PVK 的 HOMO 的 能階相似(5.8 eV),且都比 Ru-1 化合物(5.0 eV)低了 0.8 eV,因此理論上跟 PVK 會有相似的電荷捕捉現象發生。(圖 A-14)

6 8 10 12 14 16 18 20 Current Density (mA/cm2 )

0.1 mol%

分別比較以 PVK 和 PF 為主發光體時的效率(圖 A-16),發現當 EL 上得 到一完全來自於客發光體的飽和紅光時,兩個系統的最大亮度與外部量子 效率相近(Ru-1 在 PVK 中 1 mol%時為 1148 cd/m2與 3.2%;Ru-1 在 PF 中 2 mol%時為 1002 cd/m2與 3.7 %),這樣的結果跟過去的文獻相比較已經獲得 相當大的改善,因為過去以離子性 Ru-1 錯合物為客發光體摻雜進 PF 中時,

元件的效率都極差,這可能是因為主客發光體間的相容性不佳,導致相分 離,而使元件效率變差;如今以此新型中性的 Ru-1 化合物作為客發光體,

已經使這個問題獲得相當大的改善。

除此之外,當比較在兩個主發光體(PVK、PF)中能量完全轉移時,其元 件的電流密度對操作電壓(I-V)做圖後(圖 A-10、15)發現,以 PF 當作主發光 體的驅動電壓會比以 PVK 當作主發光體來的低,這可能是因為 PF 本身是 一個共軛高分子,而 PVK 只是非共軛高分子

因此 PF 的導電性較佳,也 使得所需的驅動電壓較低,這對於元件來說是一個較佳的現象。

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