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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김윤희
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 경상대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
초록· 키워드
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본 연구는 단분자 및 고분자 유기 반도체 재료의 합성과 측정된 물성에 관한 내용이다. 설계된 전자 재료들은 Suzuki Coupling, Stille Coupling, Borylation, Wolff-Kishner reduction, Lithiation, Alkylation, Bromination 등의 다양한 유기화학반응을 통해 합성하였고, 합성된 물질은 다양한 기기분석을 통해 확인하였다.
본 연구에서는 2개의 테마로 나누어 연구를 수행하였으며, Part I 에서는 유기광다이오드(OPD)에 관한 연구를 진행하였다. Monomer로 Dodecane을 도입한 사이클로펜타다이싸이오펜(CPDT12)과 1,3-dibromobenzene, 1,4-dibromobenzene을 사용하여 분자간 공액 길이를 조절한 Donor-Donor type의 고분자 2종을 중합하여 유기반도체특성을 연구하였다. 고분자는 Stille 커플링을 이용하여 중합하였으며, 합성된 물질은 열적으로 안정한 것을 확인하였다. CV를 통해 HOMO값을 측정하였을 때 Band gap은 각각 2.59 eV, 2.15 eV 로 나타났으며 2종의 고분자 모두 100 nm 정도의 좁은 FWHM을 가지고 각각 420 nm, 531 nm의 파장을 가져 Blue, Green용 color selective-OPD 재료로 사용하기 적합함을 확인하였다.
Part II 에서는 Pt(II) 유기금속을 사용하여 인광을 이용한 청색 OLED에 적용하기 위한 도펀트 물질을 합성하였다. Pt(II) 기반의 인광 발광 재료는 Ir(III) 기반의 인광 발광 재료에 비해 열적, 화학적으로 안정적이면서 진청색의 발광을 가지기에 유리하고 좁은 반치폭을 가져 고색순도, 고효율 소재의 개발이 가능하다. 본 연구에서는 분자 강직성이 강화된 네자리 리간드 형태인tetradentate 구조를 도입하여 열적, 화학적 안정성을 강화하고 spiro 구조와 bulky한 치환기를 도입하여 분자의 평면성을 줄여 stacking을 막아 좋은 색순도와 높은 효율 및 진청색의 발광파장을 가질 수 있도록 리간드를 설계하였다. 또한 Spiro 구조의 도입을 통해 HOMO, LUMO간 분자내 interaction을 억제하여 Excimer의 형성을 막아 색순도를 향상시키기 위한 리간드 디자인을 구상하였다. 또한 각각의 리간드에 2가지 electron withdrawing group을 도입하여 치환기의 electron withdrawing능력에 따른 파장의 변화를 알아보기 위한 연구를 진행하였다. Bulky한 치환기와 Spiro 구조의 도입을 통해 장파장 부근의 shoulder피크가 감소함을 확인하였으며 도입된 치환기의 electron withdrawing 능력이 증가함에 따라 합성된 Pt(II) 화합물의 발광파장이 blueshift함을 확인하였다. 합성된 4종의 Pt(II) 화합물은 모두 50 nm 이하의 좁은 FWHM을 가지고 460 nm-480 nm 사이의 청색 발광 파장을 가지며 모두 360 ℃ 이상의 높은 분해온도를 가져 열적으로 안정하여 청색 인광 OLED 재료로 사용하기 적합하다.
본 연구에서는 2개의 테마로 나누어 연구를 수행하였으며, Part I 에서는 유기광다이오드(OPD)에 관한 연구를 진행하였다. Monomer로 Dodecane을 도입한 사이클로펜타다이싸이오펜(CPDT12)과 1,3-dibromobenzene, 1,4-dibromobenzene을 사용하여 분자간 공액 길이를 조절한 Donor-Donor type의 고분자 2종을 중합하여 유기반도체특성을 연구하였다. 고분자는 Stille 커플링을 이용하여 중합하였으며, 합성된 물질은 열적으로 안정한 것을 확인하였다. CV를 통해 HOMO값을 측정하였을 때 Band gap은 각각 2.59 eV, 2.15 eV 로 나타났으며 2종의 고분자 모두 100 nm 정도의 좁은 FWHM을 가지고 각각 420 nm, 531 nm의 파장을 가져 Blue, Green용 color selective-OPD 재료로 사용하기 적합함을 확인하였다.
Part II 에서는 Pt(II) 유기금속을 사용하여 인광을 이용한 청색 OLED에 적용하기 위한 도펀트 물질을 합성하였다. Pt(II) 기반의 인광 발광 재료는 Ir(III) 기반의 인광 발광 재료에 비해 열적, 화학적으로 안정적이면서 진청색의 발광을 가지기에 유리하고 좁은 반치폭을 가져 고색순도, 고효율 소재의 개발이 가능하다. 본 연구에서는 분자 강직성이 강화된 네자리 리간드 형태인tetradentate 구조를 도입하여 열적, 화학적 안정성을 강화하고 spiro 구조와 bulky한 치환기를 도입하여 분자의 평면성을 줄여 stacking을 막아 좋은 색순도와 높은 효율 및 진청색의 발광파장을 가질 수 있도록 리간드를 설계하였다. 또한 Spiro 구조의 도입을 통해 HOMO, LUMO간 분자내 interaction을 억제하여 Excimer의 형성을 막아 색순도를 향상시키기 위한 리간드 디자인을 구상하였다. 또한 각각의 리간드에 2가지 electron withdrawing group을 도입하여 치환기의 electron withdrawing능력에 따른 파장의 변화를 알아보기 위한 연구를 진행하였다. Bulky한 치환기와 Spiro 구조의 도입을 통해 장파장 부근의 shoulder피크가 감소함을 확인하였으며 도입된 치환기의 electron withdrawing 능력이 증가함에 따라 합성된 Pt(II) 화합물의 발광파장이 blueshift함을 확인하였다. 합성된 4종의 Pt(II) 화합물은 모두 50 nm 이하의 좁은 FWHM을 가지고 460 nm-480 nm 사이의 청색 발광 파장을 가지며 모두 360 ℃ 이상의 높은 분해온도를 가져 열적으로 안정하여 청색 인광 OLED 재료로 사용하기 적합하다.
목차
- Abstract 7Part 1.Synthesis and Characterization of Cyclopentadithiophene based polymers for color-selective OPDs 9Ⅰ. 1. Introduction 10Ⅰ. 2. Experimental Section 12Ⅰ. 3. Results and Discussion 24Ⅰ. 4. Conclusion 28Part 2.Synthesis and Characterization of tetradentate Pt(Ⅱ) complexes for Blue phosphorus OLEDs 30Ⅱ. 1. Introduction 31Ⅱ. 2. Experimental Section 33Ⅱ. 3. Results and Discussion 62Ⅱ. 4. Conclusion 67References 68Acknowledgement 70
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