機(jī)能性分子及薄膜材料之制作及應(yīng)用研究

機(jī)能性分子及薄膜材料之制作及應(yīng)用研究第1頁(yè)/共43頁(yè)磷光電致發(fā)光材料新分子型有機(jī)電致發(fā)光材料新有機(jī)金屬電致發(fā)光材料白光元件新的高分子型發(fā)光材料及其元件金屬氧化物薄膜的製作及應(yīng)用研究金屬及金屬氧化物奈米顆粒之研究

孔洞性分離膜的研究第2頁(yè)/共43頁(yè)磷光電致發(fā)光材料高效率橘紅色發(fā)光材料銥-2及銥-4IrComplexUVabs(nm)PLmax

(nm)銥-2Ir(DBQ)2(acac)250,370,440,530618銥-4Ir(MDQ)2(acac)250,370,440,530608Publication:J.P.Duan,P.P.SunandC.H.Cheng,Adv.Mater.2003,3,224.鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第3頁(yè)/共43頁(yè)DevicePerformancebasedon銥-2and銥-4DeviceB:Max.ExternalQuantumEfficiency:11.9%Max.Brightness:65042cd/m2Max.CurrentEfficiency:23.3cd/ACIE(x,y):(0.62,0.38)lmax:610nmDeviceM:Max.ExternalQuantumEfficiency:12.4%Max.Brightness:58156cd/m2Max.CurrentEfficiency:26.2cd/ACIE(x,y):(0.60,0.39)lmax:606nm鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第4頁(yè)/共43頁(yè)高效率紅色發(fā)光材料銥-6及銥-1520吋主動(dòng)式頂部發(fā)光全彩OLED----2003年3月12日byCMO1.“發(fā)光元件及銥錯(cuò)合物”中華民國(guó)專利申請(qǐng)案號(hào)92120909。2.“銥錯(cuò)合物在有機(jī)電致發(fā)光顯示器的應(yīng)用”技轉(zhuǎn)于奇美電子(2003)。銥-15效率12.6%及18.5燭光/安培鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第5頁(yè)/共43頁(yè)鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第6頁(yè)/共43頁(yè)新型銥錯(cuò)合物磷光發(fā)光材料[Ir(AP)2(acac)]

1.中華民國(guó)專利申請(qǐng)案號(hào)92120288,美國(guó)日本韓國(guó)專利申請(qǐng)中。2.C.–H.Cheng,B.M.J.S.Paulose,D.K.Rayabarapu,J.-P.Duan,Adv.Mater.2004(inpress).3.C.–H.Cheng,B.M.J.S.Paulose,D.K.Rayabarapu,J.-P.Duan,Adv.Mater.2004,accepted.鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第7頁(yè)/共43頁(yè)(PETP)2Ir(acac)結(jié)構(gòu)圖鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第8頁(yè)/共43頁(yè)DevicePerformanceDevice[b]turn-onvoltage[V]ext[%,V]L[cd/m2,V]c[cd/A,V]p[lm/W,V]em[nm]CIE,8V(x,y)A5%(PP)2Ir(acac)3.09.6,7.084000,12.539.3,7.017.7,7.0534(0.36,0.61)B7%(PP)2Ir(acac)2.710.6,6.080900,12.043.9,6.025.2,5.0534(0.36,0.61)C9.7%(PP)2Ir(acac)2.78.7,7.586000,12.536.2,7.516.3,6.5534(0.36,0.62)D7%(PEIQ)2Ir(acac)3.73.2,76804,141.7,70.85,6652(0.67,0.30)E7%(NEP)2Ir(acac)3.05.6,7.534000,13.017.0,7.58.0,6.5580(0.51,0.49)F6.7%(PEP)2Ir(acac)3.24.0,7.524400,13.59.7,7.54.4,6.5596(0.57,0.43)G7%(PEQ)2Ir(acac)3.47.2,8.026435,159.2,83.7,7624(0.66,0.33)H5%(PETP)2Ir(acac)3.87.4,7.034500,13.516.6,7.07.8,6.5598(0.59,0.40)I5%(MPEQ)2Ir(acac)3.54.5,820587,166.1,82.65,6618(0.65,0.34)[a]Thedataforexternalquantumefficiency(ext),brightness(L),currentefficiency(c)andpowerefficiency(p)arethemaximumvaluesofthedevice.[b]ThestructurefordevicesA-D:NPB(30nm)/Ir:CBP(x%,30nm)/BCP(10nm)/Alq(40nm);fordevicesE-G:TCTA(30nm)/Ir:CBP(x%,30nm)/BCP(10nm)/Alq(40nm);fordeviceH-I:NPB(30nm)/Ir:CCP(5%,30nm)/BCP(10nm)/Alq(40nm).鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第9頁(yè)/共43頁(yè)ELspectraofdevicesbasedon[Ir(AP)2(acac)]

鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第10頁(yè)/共43頁(yè)高效率磷光發(fā)光材料銥-piq衍生物劉瑞雄實(shí)驗(yàn)室Publication:Su,Y.J.;Huang,H.L.;Li,C.L.;Chien,C.H.;Tao,Y.T.;Cjou,P.T.;DattaS.;Liu,R.-S.Adv.Mater.2003,15,884.第11頁(yè)/共43頁(yè)新分子型有機(jī)電致發(fā)光材料多環(huán)芳香族藍(lán)色發(fā)光材料

[CuPc(10nm)/NPB(50nm)/TBPT(30nm)/TPBI(40nm)/Mg:Ag]:外部放光效率~5.9%，電流效率:7.4cd/A，最大亮度~45000燭光，放光波長(zhǎng)為470nm1.“芳香族化合物及有機(jī)發(fā)光二極體”，中美日韓四國(guó)專利申請(qǐng)中。2.H.-T.Shih,C.-H.Lin,H.-H.Shih,andC.-H.Cheng,Adv.Mater.14,1409(2002).

鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第12頁(yè)/共43頁(yè)CuPc(10nm)/NPB(50nm)/DMPPP(30nm)/TPBI(40nm)]鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第13頁(yè)/共43頁(yè)DeviceD:[CuPc(10nm)/NPB(50nm)/BPP(30nm)/TPBI(40nm)]DeviceE:[CuPc(10nm)/NPB(50nm)/DMPPP(30nm)/TPBI(40nm)]鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第14頁(yè)/共43頁(yè)高效率綠色發(fā)光材料9,10-diaminoanthracenePublication:Yu,M.-X.;Duan,J.P.;Lin,C.–H.;Cheng,C.–H.;Tao,Y.-T.;Chem.Mater.2002,14,3958.鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第15頁(yè)/共43頁(yè)第16頁(yè)/共43頁(yè)鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第17頁(yè)/共43頁(yè)HighEfficiencyFluorescentMaterialITO/m-MTDATA(10nm)/NPB(30nm)/TNB02(20nm)/TPBI(10nm)/Alq3(30nm)/Mg:Ag(55nm)陳秋炳實(shí)驗(yàn)室第18頁(yè)/共43頁(yè)e+e-ChargeTransportinAlQ3EffectiveContact:Q-QofLUMO陳秋炳實(shí)驗(yàn)室第19頁(yè)/共43頁(yè)新有機(jī)金屬電致發(fā)光材料鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室Publication:1.P.P.Sun,J.P.DuanandC.H.Cheng,Appl.Phys.Lett.2002,81,792.2.J.P.Duan,P.P.Sun,J.J.LihandC.H.Cheng,Adv.Funct.Mater.2003,13,683.EuropiumComplexes第20頁(yè)/共43頁(yè)UVandPLSpectraofEuropiumComplexes鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第21頁(yè)/共43頁(yè)鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第22頁(yè)/共43頁(yè)黃國(guó)柱實(shí)驗(yàn)室第23頁(yè)/共43頁(yè)X-rayofd-Alq黃國(guó)柱實(shí)驗(yàn)室第24頁(yè)/共43頁(yè)ITO/CuPc/NPB/d-Alq/Mg:Ag黃國(guó)柱實(shí)驗(yàn)室第25頁(yè)/共43頁(yè)白光元件鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第26頁(yè)/共43頁(yè)鄭建鴻實(shí)驗(yàn)室第27頁(yè)/共43頁(yè)4.75.15.83.73.12.9Alq3MEH-PPVMg:AgITODeviceC4.75.15.83.73.12.9Alq3MEH-PPVMg:AgITODeviceD2.76.2TPBI4.75.12.9MEH-PPVITODeviceAHeeger’sresult(1991)Caascathode,ext~1%Alascathode,ext~0.001%2.9(Ca)4.3(Al)DeviceIDThickness(nm)Vto(V)Vdec(V)ext(%)Lum(cd/m2)MEH-PPVTPBIAlq3at100mA/cm2Max.ofextat100mA/cm2Max.ofBrightnessB60----3.315.00.010.0235760C60--404.519.50.480.49135012177D5010403.822.00.810.812200192834.75.15.84.33.12.9Alq3MEH-PPV60nmAlITOChoietal,(1998)Maximumbrightness<100cd/m250nm4.75.15.84.33.12.9Alq3MEH-PPV70nmAlITOJinetal,(2000)Maximumbrightness<100cd/m282nmLiteratureresults

DeviceB

4.75.13.72.9MEH-PPVITOMg:Ag新型高分子發(fā)光材料及其元件韓建中實(shí)驗(yàn)室第28頁(yè)/共43頁(yè)P(yáng)ani-MEA4.75.15.83.73.12.93.44.9Alq3MEH-PPVMg:AgITODeviceIDStructuraldifferenceVto(V)Vdec(V)ext(%)Lum(cd/m2)ELcharacteristicsmax;CIEindexat8Vat100mA/cm2Max.ofextat100mA/cm2Max.ofBrightnessEWithPani-MEA(5nm)4.120.50.640.64180015022581nm;(0.54,0.46)FWithoutPani-MEA3.819.50.350.41100012939584nm;(0.55,0.45)韓建中實(shí)驗(yàn)室第29頁(yè)/共43頁(yè)DeviceIDStructuraldifferenceVto(V)Vdec(V)ext(%)Lum(cd/m2)ELcharacteristicsmax;CIEindexat8Vat100mA/cm2Max.ofextat100mA/cm2Max.ofBrightnessGWithPani-MEA(2nm)4.319.02.102.15740025724522nm;(0.28,0.58)HWithoutPani-MEA3.316.51.011.09345017976522nm;(0.27,0.58)Pani-MEA4.75.75.83.73.12.63.44.9Alq3NPBMg:AgITO韓建中實(shí)驗(yàn)室第30頁(yè)/共43頁(yè)金屬氧化物薄膜的製作及應(yīng)用研究FormulaMp.(oC)TG/DTA(%)Yield(%)SublimationconditionRu-A4Ru(nbd)(tmhd)212699.66065oC/139mtorrRu-A5Ru(nbd)(tfac)267,90,11096.74560oC/140mtorrRu-A6Ru(nbd)(hfac)28297.05545oC/150mtorrRuA4RuA5RuA6釕金屬前驅(qū)物合成季昀實(shí)驗(yàn)室第31頁(yè)/共43頁(yè)Thickness:280nmResistivity:15.7μΩ-cmComposition:Ru:98.2/O:1.8%釕金屬薄膜化學(xué)氣相沉積利用新型釕金屬前驅(qū)物進(jìn)行化學(xué)氣相沉積實(shí)驗(yàn)，選擇混合氣（氮?dú)?8%;氧氣2%）為載流氣體的條件下，我們可以在溫度275~400oＣ的範(fàn)圍區(qū)間，進(jìn)行釕金屬薄膜的沉積。其中，在相對(duì)低溫300oＣ時(shí)，薄膜在電性、純度及沉積速率上有最好之表現(xiàn)。RuA6Thickness:160

nmResistivity:17.8μΩ-cmComposition:Ru:97.4/O:2.6%RuA4季昀實(shí)驗(yàn)室第32頁(yè)/共43頁(yè)Mp.(oC)TG/DTA(%)Yield(%)Sublimationcondition315498.979110oC/700mtorr412299.48090oC/700mtorr銅金屬前驅(qū)物之合成(3)(4)季昀實(shí)驗(yàn)室第33頁(yè)/共43頁(yè)275。CTD(oC)Thickness(?)Resistivity(-cm)

Composition(at.%)27513604.9Cu98.5;C<1;O<130023208.7Cu98.1;C<1;O1.2325551026.7Cu97.8;C<1;O1.8P:1.8torrTs:80oCRxngas:O2(2%)/Ar15sccm300。C325。C銅金屬薄膜化學(xué)氣相沉積季昀實(shí)驗(yàn)室第34頁(yè)/共43頁(yè)P(yáng)reparationofcobaltoxidesofdifferentoxidationstatesandcharacterizationbyTemperatureProgrammedReductionTemperature/KHydrogenconsumption3.083.002.672.02Co2O3·xCoO2Co2O3Co3O4CoONH/NCoR1R2R2R3R3R3R4R4R4R4100μmol?g-1?K-1300400500600700800Rev.Adv.Mater.Sci.5(2003)41,SensorsandActatorsB96,(2003)596葉君隸實(shí)驗(yàn)室金屬及金屬氧化物奈米顆粒之研究第35頁(yè)/共43頁(yè)0204060801001201401601802000246810ParticlesizeofPd/nm

EffectofparticlesizeofPdonitschemicalactivityQi(H2)/kJmol-1葉君隸實(shí)驗(yàn)室(heatofhydrogenadsorption)

第36頁(yè)/共43頁(yè)孔洞性分離膜的研究A.片型氧化鋁超濾膜支撐的微孔洞MFI分離膜

以烘箱水熱方式，預(yù)先合成奈米級(jí)的MFI沸石膠體為晶種，再將之披覆於商用氧化鋁超濾膜上，來(lái)製備呈連續(xù)性的沸石透膜。此透膜於CO2超臨界流體的系統(tǒng)中回收CO2之用，對(duì)於caffeine的分離可達(dá)到>90%之排除率。

B.管型氧化鋁支撐的MFI分離膜

在商業(yè)用的氧化鋁陶瓷管基材上製備MFI沸石膜、中孔洞氧化矽膜、MFI沸石及中孔洞氧化矽複合膜等三類不同的薄膜，並使之應(yīng)用於超臨界流體二氧化碳及咖啡因的分離上。

本研究是以市售薄膜管做為基材，在薄膜管內(nèi)層塗佈上一層及兩層孔徑約0.5nm之microporous材質(zhì)(silicalite)或mesoporous及microporoussilica材質(zhì)進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示薄膜吸附咖啡因是薄膜分離之主要機(jī)制。趙桂蓉實(shí)驗(yàn)室第37頁(yè)/共43頁(yè)C.中孔洞二氧化矽低界電薄膜

我們提出以旋轉(zhuǎn)塗佈的方式將含P123高分子有機(jī)模板分子及改質(zhì)劑TMCS的二氧化矽前驅(qū)溶液沉積於矽晶片上，經(jīng)烘烤、鍛燒得到中孔洞二氧化矽薄膜。鍛燒後薄膜的吸水問(wèn)題，可由調(diào)整改質(zhì)劑在前驅(qū)液中的濃度及前驅(qū)液的老化時(shí)間來(lái)改善，使薄膜具有穩(wěn)定的1.7至2.1低的介電常數(shù)。有應(yīng)用於IC製程中作為隔電層材料的潛力。

中孔洞薄膜機(jī)械強(qiáng)度、介電常數(shù)與孔洞性質(zhì)的關(guān)係

使用薄膜X光繞射分析其孔道排列結(jié)構(gòu)及對(duì)稱情形。用X光反射光譜法分析膜厚、密度及空隙度，以氪氣吸附分析其孔洞平均大小及孔洞體積。發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔隙度增加時(shí)，介電常數(shù)會(huì)降低，但機(jī)械強(qiáng)度也會(huì)降低。此關(guān)係

對(duì)中孔洞薄膜在應(yīng)用上的控制非常重要。

微孔洞及中孔洞薄膜孔洞性質(zhì)的分析方法建立

以Kr等溫吸附測(cè)薄膜的孔洞直徑及其分佈，還有薄膜的孔隙度。同時(shí)與X光反射法得到的孔隙度數(shù)值相比較。建立了薄膜孔洞性質(zhì)特別是中孔洞的分析方法。另以同步輻射X光繞射分析在陶瓷管基材上的微孔洞沸石薄膜。用此等方法可監(jiān)測(cè)薄膜的性質(zhì)。趙桂蓉實(shí)驗(yàn)室第38頁(yè)/共43頁(yè)B.MFI/meso-SiO2/Al2O3800nmporeα-Al2O3macroporousα-Al2O37mm10cm10mm200nmporeα-Al2O3MFIormesoporousSiO2C.Ultra-lowkmaterialElectricalcharacterizationLeakagecurrentdensity<1E-7at2MV/cm.Capacitance<~20pF k~1.5MeterPVD-AldotsLow-kfilmp-Sisubstrate趙桂蓉實(shí)驗(yàn)室第39頁(yè)/共43頁(yè)四年計(jì)畫(huà)執(zhí)行總成果

年度成果項(xiàng)目

類別89年度90年度91年度92年度合計(jì)人才培養(yǎng)及引進(jìn)研究生(人數(shù))810141648研究人員(人數(shù))02226教授(人數(shù))00000論文發(fā)表數(shù)及引用數(shù)SCI發(fā)表數(shù)24393869170引用數(shù)19527417283724SSCI發(fā)表數(shù)00000引用數(shù)00000EI發(fā)表數(shù)00000引用數(shù)00