全溶液製程製作高效率的白光有機發光二極體

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研究生：	王奕翔
論文名稱：	全溶液製程製作高效率的白光有機發光二極體 Develop all solution-process for high efficiency white organic light-emitting diodes
指導教授：	洪勝富
口試委員:	冉曉雯林皓武孟心飛
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機資訊學院 - 光電工程研究所 Institute of Photonics Technologies
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	英文
論文頁數：	91
中文關鍵詞：	白光有機發光二極體
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一般而言，利用真空蒸鍍製程可製作出高效率的有機發光二極體，但大尺寸的真空系統本身所耗費的成本高，且有機材料大部分沉積在真空系統的腔壁而浪費，因此溶液製程是一個理想的方式，對於去製作一個低成本且大面積的有機發光二極體。本論文以純溶液製程製作高效率的白光有機發光二極體為主軸，一般使用溶液製程的小分子有機發光二極體在電子傳輸層也還是使用蒸鍍的製程，導致製程上的複雜，而我們的元件包括電子傳輸層也是使用刮刀塗佈的溶液製程方法。首先我們以刮刀塗佈製作三層發光層的磷光白光元件，三層發光層結構以兩層藍光發光層中間夾一層橘光發光層為基礎，搭配不同各傳輸層材料進行實驗。以PQ2Ir此橘紅光材料搭配FIrpic此藍光材料形成三層發光層。但製作多層結構時疑似產生互溶問題，所以導致元件整體效率與文獻差很多。其次我們以雙層發光層結構製作磷光白光元件，並以PO-01-TB替代PQ2Ir當橘紅光材料，而整體元件效率比前者提升了很多。再來，我們將發光層簡化為單層結構，使用一個擁有較高三重激發態能量以及雙極性的主發光體26DCzPPy，且因主發光體的高三重激發態能量會使三重激發態的激子侷限在客發光體當中，而雙極性也能達到載子傳輸的平衡，進而得到高效率磷光元件。最大的電流效率為48.9 cd/A、最大的EQE為16.8 %，元件在100 nits亮度下，元件亮度功率效率為17.7 lm/W，1000 nits亮度下，元件亮度功率效率為19.6 lm/W，而CIE座標在1000 nits亮度時為(0.33,0.46)。

摘要......................................................I
Abstract..................................................II
致謝....................................................IV
目錄....................................................VI
圖目錄...................................................IX
Chapter 1 序論............................................1
1-1 前言.................................................1
1-2 OLED與White OLED的發展...........................1
1-2-1 OLED...............................................................................................................1
1-2-2 White OLED(WOLED)..................................................................................2
1-3 研究動機與目的.......................................4
1-4 論文架構.............................................4
Chapter 2有機發光二極體(OLED)的原理和結構................5
 2-1有機發光二極體的操作特性..............................5
  2-1-1有機層和金屬介面..........................................................................................5
2-2有機發光二極體的結構和原理............................8
2-3電激發磷光發光原理...................................10
2-4主客發光體能量轉移模式...............................12
2-4-1輻射能量轉移.................................................................................................12
2-4-2非輻射能量轉移.............................................................................................12
2-5有機發光二極體的效率定義.............................14
2-5-1外部量子效率(EQE) .....................................................................................14
2-5-2電流效率( )..................................................................................................14
2-5-3亮度功率效率( ).........................................................................................14
2-6色溫定義.............................................15
2-7 CIE(1931)色度座標圖..................................15
Chapter 3實驗製程流程與材料介紹..........................17
3-1 實驗製程流程........................................17
3-1-1 ITO基板蝕刻................................................................................................17
3-1-2 溶液配製&基板處理.....................................................................................19
3-1-3 薄膜塗佈.......................................................................................................20
3-1-4 蒸鍍電子注入層和陰極&封裝.....................................................................23
3-1-5 元件量測.......................................................................................................24
3-2 材料介紹............................................25
3-2-1 電洞注入材料...............................................................................................25
3-2-2 電洞傳輸材料...............................................................................................25
3-2-3 電子傳輸材料...............................................................................................27
3-2-4 磷光主發光體材料.......................................................................................27
3-2-5 紅色磷光材料...............................................................................................28
3-2-6 橘色磷光材料...............................................................................................28
3-2-7 藍色磷光材料...............................................................................................29
Chapter 4 實驗設計和結果討論.............................30
4-1三層發光層White OLED元件...........................30
4-1-1 改變發光層總厚度.......................................................................................31
4-1-2 以TAPC代替3DTAPBP當電子阻擋層/電洞傳輸層...............................37
4-1-3 以NPB當電洞傳輸層/3DTAPBP當電子阻擋層，代替3DTAPBP當電子阻擋層/電洞傳輸層......................................................................................41
4-2兩層發光層White OLED元件...........................45
4-3單層發光層White OLED元件...........................51
4-3-1 改變發光層厚度...........................................................................................52
4-3-2 改變電洞傳輸層/電子阻擋層厚度.............................................................57
4-4Co-host(雙主發光體) White OLED元件..................64
4-5調整單層發光層White OLED元件的CIE座標，已使之更趨近於白光的黑體輻射曲線.................................68
4-5-1 加入Ir(piq)2acac紅光材料..........................................................................69
4-5-2 以3DTAPBP代替TCTA當電子阻擋層/電洞傳輸層..............................73
4-5-3 提高PO-01-TB和Ir(piq)2acac相對於FIrpic的比例.............................77
4-5-4 加入Os(fptz)2(dhpm)紅光材料...................................................................82
Chapter 5 結論...........................................87
參考文獻.................................................90

                                

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