High Efficiency White Organic Light-Emitting Diodes Using a Novel Iridium(III) (dibenzo[f,h]quinoline)2(pentane-2,4-dionate)

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	翁照欽 Zhao-Chin Weng
論文名稱：	High Efficiency White Organic Light-Emitting Diodes Using a Novel Iridium(III) (dibenzo[f,h]quinoline)2(pentane-2,4-dionate) 以新穎銥錯合物製備高效率白光有機發光二極體
指導教授：	周卓煇 Jwo-Huei Jou
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	81
中文關鍵詞：	有機電致發光二極體元件、銥錯合物、高效率
外文關鍵詞：	High Efficiency, Organic Light-Emitting Diodes
相關次數：	點閱：3 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

本研究成功利用一新穎銥錯合物磷光綠光染料iridium (dibenzo[f,h]quinoline)2(pentane-2,4-dionate) ((Dbzq)2Ir(acac))，透過溶液製程，製作一系列高效率單發光層三波段白光有機電致發光二極體元件；研究發現，以(Dbzq)2Ir(acac)為綠光染料（dye）、bis[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’](acetylacetonate)iridium(III)為紅光染料，摻混於以4,4’-bis(9-carbazolyl)-biphenyl與藍光染料bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III)所組成之共主體發光層時，可得高效率純白與泛白光元件；所製備元件中，亮度100 cd/m2下：純白光元件效率為7.7 lm/W，泛白光元件效率為9.5 lm/W，其1931國際照明標準委員會（Commission International de L’Eclairage，CIE）色座標分別為（0.34, 0.36）與（0.34, 0.39）。

目錄
摘要………………………………………………………………………I
致謝…………………………………………………………………….II
目錄……………………………………………………………………..V
表目錄………………………………………………………………….IX
圖目錄…………………………………………………………………...X
壹、緒論…………………………………………………………………1
貳、文獻回顧……………………………………………………………4
2-1、有機發光二極體的發展歷史………………………………..4
2-2、發光原理…………………………………………..………10
2-2-1、載子結合…………………………………………..……...10
2-2-2、能量轉移機制…………………………………………...13
2-2-2-1、Förster能量轉移…………………………………....14
2-2-2-2、Dexter能量轉移…………………………………….15
2-2-3、載子捕捉……………………………………………...…16
2-2-4、OLED的驅動電流…………………………………...…17
2-3、元件材料………………………………………………......….18
2-3-1、有機發光材料………………………………………..…..18
2-3-2、電洞傳輸層材料…………………………………………21
2-3-3、電子傳輸層材料…………………………………………22
2-3-4、電極材料………………………………………………....23
2-4、綠光磷光有機發光二極體之發展…………........................24
2-5、白光有機發光二極體之發展……………………….............26
2-5-1、單層發光層型白光元件………………………………….29
2-5-1-1、三波段單層發光層型白光元件…………………….29
2-5-1-2、雙波段單層發光層型白光元件………………...…...32
2-5-2、積層發光層型白光元件………………………………….34
2-5-2-1、三波段積層發光層型白光元件…………………….34
2-5-2-2、雙波段積層發光層型白光元件………………….....37
參、實驗方法............................................................................................40
3-1、材料...........................................................................................40
3-2、(Dbzq)2Ir(acac)之合成……………………………….……....42
3-3、元件之電路設計……………………………………….……...43
3-4、基材清洗………………………………………………………45
3-5、主體與發光染料溶液之配製…………………………………45
3-6、旋轉塗佈………………………………………………..…….46
3-7、蒸鍍裝置………………………………………...…………….46
3-8、蒸鍍速率之測定與校正……………………………………...47
3-9、負電極的製備………………………………………………..48
3-10、元件電流、電壓與亮度特性量測………………………....48
3-11、發光效率之計算…………………………………………......49
3-12、電致發光光譜（Electroluminescent spectrum, EL spectra）
之量測……………...……………………………………...50
3-13、光致發光光譜（Photoluminescent spectrum, PL spectra）
之量測………......................................................................50
3-14、紫外光吸收光譜（ultraviolet visible absorption, UV-VIS absorption）之量測……………………………………..….50
3-15、最高已填滿分子軌域（highest occupied molecular orbital, HOMO）及最低未填滿分子軌域（lowest unoccupied
molecular orbital, LUMO）之量測………………….…..…51
肆、結果與討論………………………………………………………....52
4-1、磷光錯合物(Dbzq)2Ir(acac)之材料性質……………………..52
4-1-1、材料熱安定性…………………………………….….….52
4-1-2、LUMO、HOMO值與Singlet、Triplet能隙……..…....53
4-2、OLED元件製作與性質量測………………………………...54
4-2-1、以(Dbzq)2Ir(acac)製備綠光元件……………………......54
4-2-1-1、綠光元件之亮度-電壓-電流密度關係……………..56
4-2-1-2、綠光元件發光效率……………………………........58
4-2-1-3、綠光元件之電致發光光譜與CIE色座標…………60
4-2-2、以(Dbzq)2Ir(acac)製備高效率三波段白光元件…………62
4-2-2-1、(Dbzq)2Ir(acac)摻雜濃度對白光元件之亮度-電壓-電流密度關係……….……………………………….….63
4-2-2-2、Dbzq)2Ir(acac)摻雜濃度對白光元件之CIE色座標與效率之影響…………………………………….…..65
4-2-2-3、白光元件之電致發光光譜與色安定性……….........67
4-2-3、元件之共主體效應………………………………………68
伍、結論……………………………………………………….………..70
陸、參考資料……………………………………………………………71
附錄、個人著作………………………………………………………...80
7-1、學術期刊論文……………………………………...………..80
7-2、研討會論文………………………………………...………..80

                                

[1] K. Ziemelis, Nature, 399, 408 (1999).
[2] C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987).
[3] J. H. Burroughs, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burn, and A. B. Holmes, Nature, 347, 539 (1990).
[4] O. Prache, Displays, 22, 49 (2001).
[5] J. Y. Lee, J. H. Kwon, H. K. Chung, Organic Electronics, 4, 143 (2003).
[6] H. Lim, W. J. Cho, C. S. Ha, S. Ando, Y. K. Kim, C. H. Park, K. Lee, Adv. Mater., 14, 1275 (2002).
[7] J. Lewis, S. Grego, B. Chalamala, E. Vick, D. Temple, Appl. Phys. Lett., 85, 3450 (2004).
[8] S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Breach, New York 335 (1997).
[9] Z, Zhang, S. Xu, Thin Soild Films, 363, 61 (2002).
[10] B.W.D’Andrade, R. J. Holmes, S. R. Forrest, Adv. Mater., 16, 614 (2004).
[11] J. H. Burroughes, D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. D. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burn, A. B. Holmes, Nature, 347, 539 (1990)
[12] M. Suzuki, S. Tokito, M. Kamachi, K. Shirane, F. Sato, J. Photopolymer Science and Technology, 16, 309 (2003).
[13] G. K. Ho, H. F. Meng, S. C. Lin, S. F. Horng,C. S. Hsu, L. C. Chen, S. M. Chang, Appl. Phys. Lett., 85,4576 (2004).
[14] G. Tu, Q. Zhou, Y. Cheng, D. Ma, X. Jing, F. Wang, Appl. Phys. Lett., 85,2172 (2004).
[15] X. Gong, W. Ma, J. C. Ostrowski, G. C. Bazan, D. Moses, A. J. Heeger, Adv. Mater., 16,615 (2004).
[16] J. P. J. Markham, S. C. Lo, S. W. Magennis, P. L. Burn, I. D. W. Samuel, Appl. Phys. Lett., 80, 2645 (2002).
[17] T. D. Anthopoulos, M, J. Frampton, E. B. Namdas, P. L. Burm, I. D. W. Samuel Adv. Mater., 16, 557 (2004).
[18] W. D’Andrade, S. R. Forrest, Adv. Mater., 16, 1585 (2004).
[19] F. Nüesch, D. Berner, E. Tutis, M. Schaer, C. Ma, X. Wang, B. Zhang, L. Zuppiroli, Adv. Funct. Mater., 15, 323 (2005).
[20] M. Pope, C. E. Swenberg, “Electronic Process in Organic Crystals and Polymers, Second Edition”, Oxford, University Press, New York (1999)
[21] Z. F. Zhang, Z. B. Deng, C. J. Liang, M. X. Zhang, D. H. Xu, Displays 24, 231 (2003).
[22] J. M. Caruge, J. E. Halpert, V. Bulovic, M. G. Bawendi, Nano Lett., 6, 2991 (2006).
[23] Bernanose, M. Conet, P. Vouauzx , J. Chem. Phys., 50, 64 (1953).
[24] M. Pope, H. P. Kallmann, P. J. Magnante, Chem. Phys., 38, 2042 (1963).
[25] W. Helfrich, W. G. Schneider, Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965).
[26] W. Helfrich, W. G. Schneider, J. Chem. Phys., 44, 2902 (1966).

[27] P. S. Vincett, W. A. Barlow, R. A. Hann, G. G. Robert, Thin Solid Films, 94, 171 (1982).
[28] S. A. VanSlyke, C. W. Tang, L. C. Robert, US. Pat. No. 4, 720, 432 (1998).
[29] W. Tang, S. A. VanSlyke, C. H. Chen, J. Appl. Phys., 65, 3610 (1989).
[30] R. H. Friend, J. H. Burroughes, D. D. Bradley, US. Pat. No. 5, 247, 190 (1993).
[31] Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui, S. Saito, Jpn. J. Appl. Phys., 27, 713 (1988).
[32] M. Era, C. Adachi, T. Tsutsui, S. Saito, Chem. Phys. Lett., 178, 488 (1991).
[33] J. Kido, M. Kohda, K. Okuyama, K. Nagai, Appl. Phys. Lett., 61, 761 (1992).
[34] J. Kido, K. Hongawa, K. Okuyama, K. Nagai, Appl. Phys. Lett., 64, 815 (1994).
[35] J. Kido, H. Shionoya, K. Nagai, Appl. Phys. Lett., 67, 2281 (1995).
[36] M. A. Baldo, H. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 75, 4 (1999)
[37] J. H. Jou, M. C. Sun, H. H. Chou, C. H. Li, Appl. Phys. Lett., 87, 4 (2005).
[38] M. Pope, C. E. Swenberg, Electronic Process in Organic Crystals and Polymers, Second Edition, Oxford University Press, New York (1999).
[39] Dodabalapur, Bell Lab., Solid State Com., 102, 259 (1997).

[40] S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices(Gordon and Breach Science Publishers), 1997, Chap 1.
[41] K. Sugiyama, D. Yoshimura, T. Miyamae, T. Miyazaki, H. Ishii, Y. Ouchi, K. Seki, J. Appl. Phys., 83, 4928 (1998).
[42] Förster, Ann. Phys., 6, 55 (1948).
[43] L. Dexter, J. Chem. Phys., 21, 836 (1953).
[44] M. Klessinger, J. Michl, “Excited States and Photochemistry of Organic Molecules”, VCH Publishers, New York (1995)
[45] X. J. Wang, M. R. Andersson, M. E. Thompson, O. Inganas, Synth. Met., 137, 1019 (2003).
[46] X. Gong, J. C. Ostrowski, D. Moses, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater., 13, 439 (2003).
[47] R. J. Holmes, B. W. D’Andrade, S. R. Forrest, X. Ren, J. Li, M. E. Thompson, Appl. Phys. Lett., 83, 3818 (2003).
[48] X. Ren, J. Holmes, P. I. Djurovich, S. R. Forrest, M. E. Thompson, Chem Mater., 16, 4743 (2004).
[49] M. A. Lampert, P. Mark, Current Injection in Solids, New York, Academic Press. (1970)
[50] S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices(Gordon and Breach Science Publishers), 1997, Chap 8.
[51] S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices(Gordon and Breach Science Publishers), 1997, Chap 9.
[52] J. Yang, J. Shen, J. Appl. Phys., 84, 2105 (1998).
[53] Z. Liu, J. Pinto, J. Soaves, E. Pereira, Synth. Metals, 122, 177 (2001).
[54] X. Gong, M. R. Robinson, J. C. Ostrowski, D. Moses, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Adv. Mater., 14, 581 (2001).
[55] H. Kanai, S. Ichinosawa, T. Sato, Synth. Met., 91, 195 (1997).
[56] B. W. D’Andrade, M. A. Baldo, C. Adachi, J. Brooks, M. E. Thompson, S. R. Forrest Appl. Lett., 79, 1045 (2001).
[57] T. Watanabe, K. Nakamura, S. Kawami, Y. Fukuda, T. Tsuji, T. Wakimoto, S. Miyaguchi, M. Yahiro, T. Tsutsui, Synth. Met., 122, 203 (2001).
[58] C. Adachi, M. A. Baldo, S. R. Forrest, S. Lamansky, M. E. Thompson, R. C. Kwong, Appl. Phys. Lett., 78, 1622 (2001).
[59] C. Adachi, R. C. Kwong, P. Djurovich, V. Adamovich, M. A. Baldo, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 79, 2082 (2001).
[60] K. A. Higginson, X. Zhang, F. Padaimitrakoppulos, Chem. Mater., 10, 1017 (1998).
[61] S. A. VanSlyke, C. H. Chen, C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 69, 2160 (1996).
[62] Sakamoto, C. Adachi, T. Koyama, Y. Taniguchi, C. D. Merritt, H. Murata, Z. H. Kafafi, Appl. Phys. Lett., 75, 766 (1999).
[63] C. Giebeler, H. Antoniadis, D. D. C. Bradley, Y. Shirota, J. Appl. Phys., 85, 608 (1999).
[64] T. M. Brown, J. S. Kim, R. H. Friend, F. Cacialli, R. Daik, W. J. Feast, Appl. Phys. Lett., 75, 1679 (1999).
[65] A. Babel, S. A. Jenekhe, J. Am. Chem. Soc., 125, 13656 (2003).
[66] T. D. Anthopoulos, J. P. J. Markham, E. B. Namdas, I. D. W. Samuel, S. C. Lo, P. L. Burn, Appl. Phy. Lett., 82, 4828 (2003)
[67] S. C. Lo, N. A. H. Male, J. P. J. Markham, S. W. Magennis, P. L. Burn, O. V. Salata, I. D. W. Samuel, Adv. Mater., 14, 975 (2002)
[68] L. S. Hung, C. W. Tang, US. Pat. No. 5,677,572 (1997).
[69] M. A. Baldo, D. F. Brlen, S. R. Forrect, US. Pat. No. 6,097,147 (2000).
[70] M. Stoβel, J. Staudigel, F. Steuber, J. Blassing, J. Simmerer, A. Winnacker, Appl. Phys. Lett., 76, 115 (2000).
[71] T. M. Brown, R. H. Friend, I. S. Millard, D. J. Lacey, T. Butler, J. H. Burroughes, F. Cacialli, J. Appl. Phys., 93, 6159 (2003).
[72] S. C. Lo, N. A. H. Male, J.P.J. Markham, S. W. Magennis, P.L. Burn, O. V. Salata, I. D. W. Samuel, Adv. Mater. 2002, 14, 975.
[73] X. Yang, D. C. Müller, D. Neher, K. Meerholz, Adv. Mater. 2006, 18,948.
[74] N. Rehmann, D. Hertel, K. Meerholz, H. Becker, S. Heun, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 103507.
[75] D. Tanaka, H. Sasabe, Y. J.Li, S. S. Su, T. Takeda, J. Kido, Jpn. J. Appl. Phys. 2007, 46, 1, L10.
[76] Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Colorimetry, Publication Report No. 15.2 (1986).
[77] B. W. D’Andrade, R. J. Holmes, S. R. Forrest, Adv. Mater., 16, 624 (2004).
[78] J. H. Jou, Y. S. Chiu, R. Y. Wang, C. P. Wang, Y. C. Huang, C. S. Lin, C. H. Cheng, C. I. Chao, “White Organic Light Emitting Diodes with Phosphorescent Iridium Complexes Co-doped in One Single Emission Layer”, International Display Manufacturing Conference and Exhibition, (2005).
[79] Y.Shao, Y. Yang, Appl. Phy. Lett., 86, 073510, (2005).
[80] J. H. Jou, Y. S. Chiu, R. Y. Wang, H. C. Hu, C. P. Wang, H. W. Lin, Organic Electronics 7, 8, (2005).
[81] J. H. Jou, M. F. Hsu, W. B. Wang, C. P. Liu, Z. C. Wong, J. J. Shyue, C. C. Chiang, Organic Electronics 9, 291 (2008)
[82] S. Naka, K. Shinno, H. Anada, Electron. Trans. IEICE., 80, 1114 (1997).
[83] C. H. Chuen, Y. T. Tao, Appl. Phy. Lett., 81, 4499 (2002).
[84] C. H. Chuen, Y. T. Tao, F. I. Wu, C. F. Shu, Appl. Phy. Lett., 85, 4609 (2004).
[85] 林瑋哲, 碩士論文, 國立清華大學材料科學與工程研究所 (2004).
[86] G. Lei, L. Wang, Y. Qiu, Appl. Phys. Lett., 85, 5403 (2004).
[87] J. H. Jou, Y. S. Chiu, C. P. Wang, R. Y. Wang, H. C. Hu, Appl. Phys. Lett., 88, 193501 (2006)
[88] J. H. Jou, C. P. Wang, M. H. Wu, P. H. Chiang, H. W. Lin, H. C. Li, R. S. Liu, Organic Electronics, 8, 29 (2006)
[89] J. H. Jou, C. C. Chen, Y. C. Chung, M. F. Hsu, C. H. Wu, S. M. Shen, M. H. Wu, W. B. Wang, Y. C. Tsai, C. P. Wang, J. J. Shyue, Adv. Funct. Mater., 18, 121 (2008)
[90] R. H. Jordan, A. Dodabalapur, M. Strukelj, T. M. Miller, Appl. Phys. Lett., 68, 1192 (1996).
[91] S. R. Forrest, R. S. Desphande, V. Bulovic, Appl. Phys. Lett., 75, 888 (1999).
[92] Y. S. Huang, J. H. Jou, W. K. Weng, J. M. Liu, Appl. Phys. Lett., 80, 2782 (2002).
[93] G. Cheng, F. Li, Y. Duan, J. Feng, S. Liu, S. Qiu, D. Lin, Y. Ma, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett., 82, 4224 (2003).
[94] Y. F. Zhang, G Cheng, Y. Zhao, J. Y. Hou, S. Y. Liu, Appl. Phys. Lett., 86, 011112 (2005).
[95] Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B Ma, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Nature, 440, 04645 (2006).
[96] Y. Sun, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 91, 263503 (2007)
[97] Kido, Organic Electroluminescence Material and Display, 2001, Chap17
[98] Kido, Organic Electroluminescence Material and Display, 2001, Chap23
[99] G. Li, J. Shinar, Appl. Phys. Lett., 83, 5241 (2003)
[100] S. Tokito, T. Iijima, T. Tsuzuki, F. Sato, Appl. Phys. Lett., 83, 2459 (2003).
[101] G. Cheng, Y. Zhao, Y. Zhang, S. Liu, F. He, H. Zhang, Y. Ma, Appl. Phys. Lett., 84, 4457 (2004).
[102] T. S. Liu, Y. S. Wu, M. T. Lee, H. H. Chen, C. H. Liao, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 85, 4304 (2004).
[103] G. Lei, L. Wang, Y. Qiu, Appl. Phys. Lett., 85, 5403 (2004).
[104] Y. C. Tsai, J. H. Jou, Appl. Phys. Lett., 89, 243521 (2006).
[105] T. W. Lee, T. Noh, B. K. Choi,M. S. Kim, D. W. Shin, J. Kido, Appl. Phys. Lett., 92, 043301 (2008)
[106] S. Janietz, D. D. C. Bradley, M. Grell, C. Giebeler, M. Inbasekaran, E. P. Woo, Appl. Phys. Lett., 73, 2453 (1998).
[107] P.E. Burrows, V. Bulovic, D. M. McCarty, S. R. J. Forrest, Appl. Phys., 79, 7991 (1996)
[108] M. A. Baldo, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 79, 13, 24 (2001).

[109] V. Bulovic, A. Shoustikov, M. A. Baldo, E. Bose, V. G.Kozlov, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 287, 455 (1998).
[110] 劉醇炘, 碩士論文, 國立交通大學應用化學研究所 (2002)
[111] Y. Kawamura, S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 92, 87 (2002)
[112] S. H. Kim, J.Jang, J. Y. Lee, Syn. Metals., 157, 228 (2007)
[113] B. D.Chin, M. C. Suh, M. Kim, S. T. Lee, H. D. Kim, H. K. Chung, Appl. Phys. lett., 86, 133505 (2005)
[114] H. Yersin Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials, 286 (2008)

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文