機能性分子及薄膜材料之制作及應用研究第1頁/共43頁磷光電致發光材料新分子型有機電致發光材料新有機金屬電致發光材料白光元件新的高分子型發光材料及其元件金屬氧化物薄膜的製作及應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/共43頁磷光電致發光材料高效率橘紅色發光材料銥-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.鄭建鴻實驗室第3頁/共43頁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鄭建鴻實驗室第4頁/共43頁高效率紅色發光材料銥-6及銥-1520吋主動式頂部發光全彩OLED----2003年3月12日byCMO1.“發光元件及銥錯合物”中華民國專利申請案號92120909。2.“銥錯合物在有機電致發光顯示器的應用”技轉于奇美電子(2003)。銥-15效率12.6%及18.5燭光/安培鄭建鴻實驗室第5頁/共43頁鄭建鴻實驗室第6頁/共43頁新型銥錯合物磷光發光材料[Ir(AP)2(acac)]

1.中華民國專利申請案號92120288,美國日本韓國專利申請中。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.鄭建鴻實驗室第7頁/共43頁(PETP)2Ir(acac)結構圖鄭建鴻實驗室第8頁/共43頁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).鄭建鴻實驗室第9頁/共43頁ELspectraofdevicesbasedon[Ir(AP)2(acac)]

鄭建鴻實驗室第10頁/共43頁高效率磷光發光材料銥-piq衍生物劉瑞雄實驗室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/共43頁新分子型有機電致發光材料多環芳香族藍色發光材料

[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，放光波長為470nm1.“芳香族化合物及有機發光二極體”，中美日韓四國專利申請中。2.H.-T.Shih,C.-H.Lin,H.-H.Shih,andC.-H.Cheng,Adv.Mater.14,1409(2002).

鄭建鴻實驗室第12頁/共43頁CuPc(10nm)/NPB(50nm)/DMPPP(30nm)/TPBI(40nm)]鄭建鴻實驗室第13頁/共43頁DeviceD:[CuPc(10nm)/NPB(50nm)/BPP(30nm)/TPBI(40nm)]DeviceE:[CuPc(10nm)/NPB(50nm)/DMPPP(30nm)/TPBI(40nm)]鄭建鴻實驗室第14頁/共43頁高效率綠色發光材料9,10-diaminoanthracenePublication:Yu,M.-X.;Duan,J.P.;Lin,C.–H.;Cheng,C.–H.;Tao,Y.-T.;Chem.Mater.2002,14,3958.鄭建鴻實驗室第15頁/共43頁第16頁/共43頁鄭建鴻實驗室第17頁/共43頁HighEfficiencyFluorescentMaterialITO/m-MTDATA(10nm)/NPB(30nm)/TNB02(20nm)/TPBI(10nm)/Alq3(30nm)/Mg:Ag(55nm)陳秋炳實驗室第18頁/共43頁e+e-ChargeTransportinAlQ3EffectiveContact:Q-QofLUMO陳秋炳實驗室第19頁/共43頁新有機金屬電致發光材料鄭建鴻實驗室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/共43頁UVandPLSpectraofEuropiumComplexes鄭建鴻實驗室第21頁/共43頁鄭建鴻實驗室第22頁/共43頁黃國柱實驗室第23頁/共43頁X-rayofd-Alq黃國柱實驗室第24頁/共43頁ITO/CuPc/NPB/d-Alq/Mg:Ag黃國柱實驗室第25頁/共43頁白光元件鄭建鴻實驗室第26頁/共43頁鄭建鴻實驗室第27頁/共43頁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新型高分子發光材料及其元件韓建中實驗室第28頁/共43頁Pani-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)韓建中實驗室第29頁/共43頁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韓建中實驗室第30頁/共43頁金屬氧化物薄膜的製作及應用研究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釕金屬前驅物合成季昀實驗室第31頁/共43頁Thickness:280nmResistivity:15.7μΩ-cmComposition:Ru:98.2/O:1.8%釕金屬薄膜化學氣相沉積利用新型釕金屬前驅物進行化學氣相沉積實驗，選擇混合氣（氮氣98%;氧氣2%）為載流氣體的條件下，我們可以在溫度275~400oＣ的範圍區間，進行釕金屬薄膜的沉積。其中，在相對低溫300oＣ時，薄膜在電性、純度及沉積速率上有最好之表現。RuA6Thickness:160

nmResistivity:17.8μΩ-cmComposition:Ru:97.4/O:2.6%RuA4季昀實驗室第32頁/共43頁Mp.(oC)TG/DTA(%)Yield(%)Sublimationcondition315498.979110oC/700mtorr412299.48090oC/700mtorr銅金屬前驅物之合成(3)(4)季昀實驗室第33頁/共43頁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銅金屬薄膜化學氣相沉積季昀實驗室第34頁/共43頁PreparationofcobaltoxidesofdifferentoxidationstatesandcharacterizationbyTemperatureProgrammedReductionTemperature/KHydrogenconsumption3.083.002.672.02Co2O3·xCoO2Co2O3Co3O4CoONH/NCoR1R2R2R3R3R3R4R4R4R4100μmol?g-1?K-1300400500600700800Rev.Adv.Mater.Sci.5(2003)41,SensorsandActatorsB96,(2003)596葉君隸實驗室金屬及金屬氧化物奈米顆粒之研究第35頁/共43頁0204060801001201401601802000246810ParticlesizeofPd/nm

EffectofparticlesizeofPdonitschemicalactivityQi(H2)/kJmol-1葉君隸實驗室(heatofhydrogenadsorption)

第36頁/共43頁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，預先合成奈米級的MFI沸石膠體為晶種，再將之披覆於商用氧化鋁超濾膜上，來製備呈連續性的沸石透膜。此透膜於CO2超臨界流體的系統中回收CO2之用，對於caffeine的分離可達到>90%之排除率。

B.管型氧化鋁支撐的MFI分離膜

在商業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，在薄膜管內層塗佈上一層及兩層孔徑約0.5nm之microporous材質(silicalite)或mesoporous及microporoussilica材質進行分離實驗，結果顯示薄膜吸附咖啡因是薄膜分離之主要機制。趙桂蓉實驗室第37頁/共43頁C.中孔洞二氧化矽低界電薄膜

我們提出以旋轉塗佈的方式將含P123高分子有機模板分子及改質劑TMCS的二氧化矽前驅溶液沉積於矽晶片上，經烘烤、鍛燒得到中孔洞二氧化矽薄膜。鍛燒後薄膜的吸水問題，可由調整改質劑在前驅液中的濃度及前驅液的老化時間來改善，使薄膜具有穩定的1.7至2.1低的介電常數。有應用於IC製程中作為隔電層材料的潛力。

中孔洞薄膜機械強度、介電常數與孔洞性質的關係

使用薄膜X光繞射分析其孔道排列結構及對稱情形。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。發現當孔隙度增加時，介電常數會降低，但機械強度也會降低。此關係

對中孔洞薄膜在應用上的控制非常重要。

微孔洞及中孔洞薄膜孔洞性質的分析方法建立

以Kr等溫吸附測薄膜的孔洞直徑及其分佈，還有薄膜的孔隙度。同時與X光反射法得到的孔隙度數值相比較。建立了薄膜孔洞性質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。用此等方法可監測薄膜的性質。趙桂蓉實驗室第38頁/共43頁B.MFI/meso-SiO2/Al2O3800nmporeα-Al2O3macroporousα-Al2O37mm10cm10mm200nmporeα-Al2O3MFIormesoporousSiO2C.Ultra-lowkmaterialElectricalcharacterizationLeakagecurrentdensity<1E-7at2MV/cm.Capacitance<~20pF k~1.5MeterPVD-AldotsLow-kfilmp-Sisubstrate趙桂蓉實驗室第39頁/共43頁四年計畫執行總成果

年度成果項目

類別89年度90年度91年度92年度合計人才培養及引進研究生(人數)810141648研究人員(人數)02226教授(人數)00000論文發表數及引用數SCI發表數24393869170引用數19527417283724SSCI發表數00000引用數00000EI發表數00000引用數00