第 2屆大專校院綠色化學創意競賽 創意說明書
一、主題使用簡易的合成路徑搭配元件製程的調控，設計出嶄新橘黃光銥金屬錯合物 YIr 並應用於高效率的發光電化學元件 (Light-Emitting Electrochemical Cells, LECs)。
二、動機
有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diodes, OLEDs) 具有光色飽和且元件可饒 曲的性質，成為目前顯示器的霸主，但由於製程繁瑣及發光效率遲滯因素使成本 非常昂貴，大部分民眾可望不可得。於是我們為了解決此現象，以銥金屬設計出 非常簡易的錯合物，應用於發光電化學元件 (LECs) 中的主動層，達到高效率放 光的效果。
三、目的
LECs 相較於 OLEDs 在元件設計上簡單得多，不論是製程時間或成本都能大幅降 低。在本研究中，我們將全新的橘黃光銥金屬錯合物 (YIr) 搭配藍綠光銥金屬錯
合 物 (BG) 形 成一個主-客體系統，並搭配一層散射基板，應用於 LECs 的主動
層，試圖以簡單的 LECs 元件設計就可做出超越 OLEDs 的效率，期許民眾以低成 本就可追求高程度的生活品質，同時也能縮減金錢上的流失。
四、設計大綱（含流程圖及照片更佳）
首先，我們以 butylphenyl 化合物搭配 pyrazole，進行 Ullmann reaction 合成C^N ligand (bppz)， 再 將 它 與 IrCl3 反 應 成 為 dimer (Ir2(bppz)4Cl2)， 最 後 再 與 N^N ligand (biphenylphenanthroline) 合成為最終產物 YIr (Figure 1)。
Figure 1. YIr 分子合成路徑、樣品外觀及主動層中主-客體材料設計
為了進一步探討此分子性質，我們以光物理、電化學以及熱穩定性等等的方 式進行測試，如 (Table 1) 所示。其中發現此分子有非常高的耐熱性，熱裂解溫度 為 356℃，推測原因為 YIr 分子具有高度剛性所造成，而這項因素使它具有商業 化的優勢及可能性，期許進一步製成 LECs 元件 (Figure 2) 的效果能如預期達到 高效率。
Table 1. Physical properties of YIr.
a)Measured in 1 × 10-5 M MeCN at room temperature. b)Solid-state absolute quantum yield was measured by employing an integrating sphere. c)Lifetime measurement was carried out in degassed MeCN (1 × 10-5 M, λex = 365 nm). d)TBAPF6 (0.1 M) was used as electrolyte in MeCN. Potential vs. ferrocene/ferrocenium redox couple. e)Derived from the onset of emission wavelength. f)Temperature at 5% weight loss to initial weight.
Figure 2. Light-emitting electrochemical cells device. White granules in diffusive layer are TiO2 nanoparticles.
