อุปกรณ์เปล่งแสงชนิดอินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพจากสารเชิงซ้อนของอิริเดียมโดยเทคนิคโฮส-เกสท์

บทคัดย่อ

วิจัยนี้ได้ทำการสังเคราะห์สารเชิงซ้อนของโลหะอิริเดียม โดยใช้ N,N ลิแกนด์เป็น 4,5-diaza-9,9-spirobifluorene หรือ 1,10-phenanthroline และ C,N ลิแกนด์ เป็นอนุพันธ์ของ phenyl pyridine มีขั้นตอนการสังเคราะห์ 3 ขั้นตอน คือ 1) สังเคราะห์ลิแกนด์ 2) สังเคราะห์ chloro-bridged iridium(III) dimer 3) การสังเคราะห์โมเลกุลสารเชิงซ้อนของโลหะอิริเดียมเป้าหมาย สารทั้งหมดได้ทำการพิสูจน์เอกลักษณ์ของสารด้วยเทคนิค 1H NMR, 13C NMR และ Infrared spectroscopy (IR) ศึกษาคุณสมบัติดูดกลืนและคายแสงด้วยเทคนิค UV-Vis ศึกษาความเสถียรด้วยไฟฟ้าโดย cyclic voltammetry (CV) และศึกษาประสิทธิภาพการเปล่งแสงของสารเชิงซ้อนอิริเดียมที่สังเคราะห์ได้ โดยประกอบด้วยสารทั้งหมด 9โครงสร้างดังนี้ {(4,5-diaza-9,9-spirobifluorene -N-N)-bis-(2-phenylpyridine C2,N)-iridium(III) hexafluoro phosphate (KM01), {(4,5-diaza-9,9-spirobifluorene -N-N’)-bis-(2-thiophen-2-yl-pyridine C5,N)-iridium(III)} hexafluorophosphate (KM02), {(4,5-diaza-9,9-spirobifluorene -N-N)-bis-(2-(2,4-difluorophenyl)-pyridine C6,N)-iridium(III)} hexafluorophosphate (KM03), {(4,5-diaza-9,9-spirobifluorene -N-N)-bis-(1(2,4-difluorophenyl)-1H-pyrazole-C6,N2)-iridium (III)} hexafluoro phosphate (KM04), [(1,10-phemanthroline-N-N’)-bis-(2-(2’,4’–difluoro-phenyl)-1H-pyrazole-C6,N2)-iridium(III)] hexafluoro phosphate (NP03), [(9,9-Bis(4-methoxyphenyl)-9H-cyclopentadipyridine-N-N?)-bis-(2-(2?,4?-difluorophenyl)-pyridine–C6?,N)-iridium(III)] hexafluorophosphate (NS01), [(9,9-Bis(4-methoxyphenyl)-9H-cyclopentadipyridine-N-N?)-bis-(2-phenylpyridine-C2?,N)-iridium(III)]hexafluorophosphate (NS02), [(9,9-Bis(4-methoxyphenyl)-9H-cyclopentadipyridine-N-N?)-bis-(2-(thiophen-2?-yl)-pyridine-C5?,N)-iridium(III)] hexafluorophosphate (NS03) และ[(9,9-Bis(4-methoxyphenyl)-9H-cyclopentadipyridine-N-N?)-bis-(2-phenylquinoline-C2?,N)-iridium(III)]hexafluorophosphate (NS04) จากการศึกษาประสิทธิภาพอุปกรณ์ OLED ของสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอิริเดียม NP03 ด้วยเทคนิค โฮส-เกทส์ พบว่าอุปกรณ์ OLED ที่อัตราส่วนของ PVK:NP03 เท่ากับ 3:1 โดยมวล ที่ความเร็วที่ 2500 รอบต่อนาที โดยใช้อุปกรณ์เป็น ITO/PSS:PEDOT/ PVK:NP03/TPBi/LiF/Al ที่ความเข้มข้น 10 mg/mL จะมีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด โดยอุปกรณ์ให้ความสว่างมากที่สุดที่ 1053 cd/m2 มีค่า Von ที่ต่ำที่สุดคือ 7.8 V และได้ค่า CIE 2 ค่าคือ (0.35,0.49) และ (0.49,0.49) ซึ่งที่ CIE ค่าแรกเป็นแสงสีเขียวซึ่งเป็นผลมากจากการเปล่งแสงผสมของ PVK ที่ใช้เป็นชั้นโฮสและ NP03 แต่เมื่อให้ศักย์ไฟฟ้าเต็มที่ พลังงานจะเข้าไปยังชั้น PVK ก่อนแล้วจึงผ่านเข้าไปยังชั้นสาร NP03 ซึ่งเป็นชั้นที่มี energy gap ต่ำกว่า อุปกรณ์จึงเปล่งแสงเป็นสีเหลือง ที่ CIE เป็น (0.49,0.49) จากนั้นศึกษาประสิทธิภาพของอุปกรณ์เปล่งแสงจากสารเชิงซ้อนอิริเดียม NS01-NS04 โดยใช้โครงสร้าง ITO/PEDOT:PSS/PVK:complex(2:1)/TPBi/LiF/Al และเพิ่มอัตราส่วนของสาร PVK ต่อ สารเชิงซ้อนอิริเดียม เป็นอัตราส่วน 2:1 w/w พบว่าการเพิ่มปริมาณของสารเชิงซ้อนอิริเดียม ไม่มีผลต่อเพิ่มขึ้นของค่าประสิทธิภาพอุปกรณ์เปล่ง จากนั้นเพิ่มอัตราส่วนของ BMIMPF6 ซึ่งเป็น ionic liquid โดยหวังว่าจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ OLED ให้มีค่ามากขึ้น และศึกษาประสิทธิภาพโดยการเพิ่มอัตราส่วนของ BMIMPF6 ที่แตกต่างกัน ผลการศึกษาจากสารเชิงซ้อนอิริเดียม KM01-KM04 พบว่าสาร KM01: BMIMPF6 อัตราส่วน 1:1 w/w มีค่าความสว่างที่มากขึ้นอย่างชัดเจนที่ 2027 cd/m2 และมีค่า CIE coordinate (x,y) เท่ากับ (0.48, 0.50)

คำสำคัญ