簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 林雨樸
Yu-Pu Lin
論文名稱： 高效率深藍光有機發光二極體之研製
Fabrication Study of High Efficiency Deep-Blue Organic Light Emitting Diode
指導教授： 蔡哲正
Cho-Jen Tsai
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： 58
中文關鍵詞： 有機發光二極體 、深藍光 、高效率
外文關鍵詞： OLED, deep-blue, High-efficiency
相關次數： 點閱：2  下載：0 
分享至:
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

    • 本研究係使用一新穎藍光發光材料2,7-bis{2[phenyl(m-tolyl) amino]-9,9-dimethyl-fluorene-7-yl}-9,9-dimethyl-fluorene (MDP3FL)，摻雜於一低極性的主體材料4,4’-bis(9-carbazolyl)-biphenyl (CBP)作為發光層，製備出兼具高效率與深藍光之有機發光二極體(OLED)；掺雜量為10 wt %時，元件光色極為深藍，在亮度100 cd/m2 下，其色座標(Commission Internationale de l’Eclairage coordinates, CIE (x,y)) 為 (0.14, 0.08)，元件之外部量子效率(external quantum efficiency) 高達5.1%；元件之深藍光光色，應是由於主體與客體發光材料，兩者皆屬低極性分子，因極性相似，使得在掺混時，客體材料可以被有效分散於主體材料之間，使發光層中的主客體，產生良好的固溶效應(solid-state solvation)，而發出較為深藍的光色；元件之高效率，應是由於元件結構之設計，有利載子注入到主體，在主體上形成激子(excitons)，避免激子在客體上形成，發生導致效率降低的激子淬息效應(exciton quenching effect)；同時，主體與客體間有效的能量傳遞(energy transfer)，可使客體有效率的發光，進而增加元件效率。

    摘要.………….…………………………………………………………...I 誌謝……………………………………………………………………...II 目錄………….………………………………………………………….IV 圖目錄.……….……………………………………………….……...VI 表目錄.……….……………………………………………….……....VIII 壹、 緒論…………………………………………………………………1 貳、 文獻回顧..………………………………………………………......3 2-1、有機發光二極體的歷史發展…………………………….…...3 2-2、發光原理……………………………………………………..11 2-3、有機發光材料…………….………………………………….21 2-4、深藍光有機發光二極體之發展…………………………….23 參、 實驗方法..…………………………………………………………26 3-1、 材料……..…..…………………………………….………26 3-2、 元件之電路設計……………………………………………27 3-3、 基材清洗……………….….……………………………...29 3-4、 旋轉塗佈……..……………………………………………29 3-5、 蒸鍍裝置…….....…………….……………………………..30 3-6、 蒸鍍速率之測定…………….….………………………....32 3-7、 預混蒸鍍源之製備…………………………………………32 3-8、 蒸鍍製備陰電極.………………………...………………....33 3-9、 元件電流、電壓與亮度特性量測…….……………………33 3-10、 發光效率之計算….………………………….…..……….35 3-11、 電致發光光譜（electroluminescent spectra）量測….…....36 3-12、 光激發光光譜（photoluminescent spectra）量測….……..36 3-13、 紫外光吸收光譜（ultraviolet visible, UV-vis）量測….….37 3-13、 最高已填滿分子軌域（HOMO）及最低未填滿分子軌域（LUMO）之量測………………………………...….…....37 肆、 結果與討論……………………………………………………..…38 4-1、 深藍光OLED元件結構…………………………...……….38 4-2、 主體材料與發光材料………………………..……………39 4-3、 深藍光元件發光效率…………………….……………….41 4-4、 元件能階結構對發光效率之影響……………………….43 4-5、 主客體能量傳遞 …………………….……….……………45 4-6、 主客體材料極性對發光光色之影響……………………47 4-7、 深藍光元件發光光色…………………….………….…….51 伍、結論…………………………………………………….…………..52 陸、參考資料……………………………………………………………53 附錄、個人著作目錄……………………………………………………58 圖目錄 圖一、 Kodak首創異質接面之雙層元件結構及能階示意圖…………5 圖二、 英國劍橋大學Calvendish實驗室利用共軛聚合物所發表的單層有機電致發光元件結構圖…...……………………...……….7 圖三、 日本Saito研究群提出載子再結合區域位於具電洞傳輸功能的發光層上之元件結構…………………...……….…….………..8 圖四、 1991年Adachi等人發表的三層OLED元件結構圖…………...8 圖五、 Kido教授在1992年提出載子再結合區域分別在具電洞與電子傳輸功能的發光層上之元件結構….……………..………........9 圖六、 有機電致發光元件之結構及能階示意圖.……………………12 圖七、 電子與電洞經再結合後之能量分配及能階示意圖………….14 圖八、 Förster與Dexter能量轉移機制示意圖…….………………….15 圖九、 1931國際照明標準委員會色座標圖………………………….24 圖十、 有機分子之化學結構式……………………………………….27 圖十一、 OLED元件的電路設計圖……..………..……………...……28 圖十二、 旋轉塗佈法示意圖…..………………..…………...………...30 圖十三、 真空蒸鍍系統之示意圖…….....………………………..…...31 圖十四、 OLED元件之電流-電壓-亮度（I-V-B）及CIE色座標量測示意圖………..……..……...……………………...……….…...34 圖十五、 深藍光元件結構圖………….....………………………..…...38 圖十六、 主體材料CBP、TPBi與發光材料MDP3FL之化學結構式與3D立體結構模擬圖…….....………………………..…..…...39 圖十七、 MDP3FL之吸收光譜與光激發光光譜……..………………40 圖十八、 MDP3FL摻雜濃度對元件外部量子效率之影響…….....…42 圖十九、 MDP3FL摻雜濃度對元件能量效率之影響………………43 圖二十、 發光層未使用主體與使用主體時，深藍光OLED之能階結構圖……….………………………………………………....44 圖二十一、 CBP之光激發光光譜、MDP3FL之UV-vis吸收光譜，及MDP3FL摻雜濃度對發光層光激發光光譜之影響…......46 圖二十二、 MDP3FL摻雜濃度對溶液光激發光光譜之影響………49 圖二十三、 (a)溶劑極性對MDP3FL光激發光光譜之影響；主體極性對MDP3FL之(b)光激發光光譜之影響；(c)電激發光光譜之影響……………………..……………………………....50 圖二十四、 深藍光元件之效率與光色比較圖………………………..51 表目錄 表一、 MDP3FL摻雜濃度對深藍光OLED元件效能之影響……....42

    [1] K. Ziemelis, Nature. 1999, 399, 408.
    [2] C. W. Tang, and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lette. 1987, 51, 913.
    [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 1990, 347, 539.
    [4] O. Prache, Displays. 2001, 22, 49.
    [5] J. Y. Lee, J. H. Kwon, and H. K. Chung, Organic Electronics, 2003, 4, 143.
    [6] H. Lim, W. J. Cho, C. S. Ha, S. Ando, Y. K. Kim, C. H. Park, and K. Lee, Adv. Mater. 2002, 14, 1275.
    [7] J. Lewis, S. Grego, B. Chalamala, E. Vick, and D. Temple, Appl. Phys. Lette. 2004, 85, 3450.
    [8] Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Method of measuring and specifying colour rendering properties of light sources, Publication Report No. 13.2, 1974.
    [9] Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Colorimetry, Publication Report No. 15.2, 1986.
    [10] Lighting Handbook, 8th ed., IESNA, New York 1993.
    [11] A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 3470.
    [12] B. W. D’Andrade, R. J. Holmes, and S. R. Forrest, Adv. Mater. 2004, 16, 624.
    [13] B. W. D’Andrade, and S. R. Forrest, Adv. Mater. 2004, 16, 1585.
    [14] M. T. Lee, C. H. Liao, C. H. Tsai, and C. H. Chen, Adv. Mater., 2005, 17, 2493.
    [15] M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature, 1998, 395, 151.
    [16] M. Funahashi, H. Yamamoto, N. Yabunouchi, K. Fukuoka, H. Kuma, C. Hosokawa, E. Kambe, T. Yoshinaga, T. Fukuda, and Y. Kijima, Proceedings of SID 08, p. 709, May 18-23, 2008, Los Angeles, California, USA.
    [17] A. Bernanose, M. Conet, and P. Vouauzx, J. Chem. Phys., 1953, 50, 64.
    [18] P. Pope, H. P. Kallmann, and P. J. Magnante, Chem. Phys., 1963, 38, 2042.
    [19] W. Helfrich and W. G. Schneider, Phys. Rev. Lett., 1965, 14, 229.
    [20] W. Helfrich and W. G. Schneider, J. Chem. Phys., 1966, 44, 2902.
    [21] D. F. Williams and M. Schadt, Proc. IEEE, 1970, 58, 476.
    [22] P. S. Vincett, W. A. Barlow, R. A. Hann, and G. G. Robert, Thin Solid Films, 1982, 94, 171.
    [23] R. H. Patridge, Polymer, 1983, 24, 733.
    [24] C. W. Tang, and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 1987, 51, 913.
    [25] S. A. VanSlyke, C. W. Tang, and L. C. Robert, US. Pat., 1988, No. 4,720,432.
    [26] C. W. Tang, S. A. VanSlyke, and C. H. Chen, J. Appl. Phys., 1989, 65, 3610.
    [27] 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, 1990, 347, 539.
    [28] R. H. Friend, J. H. Burroughes, and D. D. Bradley, US. Pat., 1993, No. 5,247,190.
    [29] C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui, and S. Saito, Jpn. J. Appl. Phys., 1988, 27, L713.
    [30] M. Era, C. Adachi, T. Tsutsui, and S. Saito, Chem. Phys. Lett., 1991, 178, 488.
    [31] J. Kido, C. Ohtaki, K. Hongawa, K. Okuyama, K. Nagai, Jpn. J. Appl. Phys., 1993, 32, L917.
    [32] J. Kido, M. Kimura, and K. Nagai, Science, 1995, 267, 1332.
    [33] J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett., 1995, 67, 2281.
    [34] J. Shi and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 1997, 70, 1665.
    [35] G. E. Jabbour, B. Kippelen, N. R. Armstrong, and N. Peyghambarian, Appl. Phy. Lett., 1998, 73, 1185.
    [36] J. Kido and T. Mizukami, US. Pat., 2000, No. 6,013,384.
    [37] M. Pope and C. E. Swenberg, Electronic Process in Organic Crystals and Polymers, Second Edition, Oxford University Press, New York, 1999.
    [38] Dodabalapur, Bell Lab., Solid State Com., 1997, 102, 259.
    [39] S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, 1997, Chap 1.
    [40] K. Sugiyama, D. Yoshimura, T. Miyamae, T. Miyazaki, H. Ishii, Y. Ouchi, and K. Seki, J. Appl. Phys., 1998, 83, 4928.
    [41] T. Förster, Ann. Phys., 1948, 6, 55.
    [42] L. Dexter, J. Chem. Phys., 1953, 21, 836.
    [43] M. A. Lampert and P. Mark, Current Injection in Solids 1970, New York, Academic Press.
    [44] P. Pope, H. P. Kallmann, and P. J. Magnante, Chem. Phys. 1963, 38, 2042.
    [45] V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett., 1999, 308, 317.
    [46] S. Miyata and H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, 1997, Chap 8.
    [47] S. Miyata and H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, 1997, Chap 9.
    [48] J. Yang and J. Shen, J. Appl. Phys., 1998, 84, 2105.
    [49] Z. Liu and J. Pinto, J. Soaves, E. Pereira, Synth. Metals, 2001, 122, 177.
    [50] K. A. Higginson, X. Zhang, and F. Padaimitrakoppulos, Chem. Mater., 1998, 10, 1017.
    [51] S. A. VanSlyke, C. H. Chen, and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 1996, 69, 2160.
    [52] Sakamoto, C. Adachi, T. Koyama, Y. Taniguchi, C. D. Merritt, H. Murata, and Z. H. Kafafi, Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 766.
    [53] C. Giebeler, H. Antoniadis, D. D. C. Bradley, and Y. Shirota, J. Appl. Phys. 1999, 85, 608.
    [54] A. J. Makinen, I. G. Hill, R. Shashidhar, N. Nikolov, and Z. H. Kafafi, Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 557.
    [55] L. S. Hung and C. W. Tang, US. Pat., 1997, No. 5,677,572.
    [56] M. A. Baldo, D. F. Brlen, and S. R. Forrect, US. Pat., 2000, No. 6,097,147.
    [57] Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Colorimetry, Publication Report No. 15.2, 1986.
    [58] J. Shi and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 2002, 80, 3201
    [59] K. F. Li, K. W. Cheah, K. T. Yeung, Y. K. Cheng, Y. S. Wu, and C. H. Chen, Procedings of IDMC’05, p.136, Feb. 21-24, 2005, Taipei, Taiwan.
    [60] H. C. Li, Y. P. Lin, P. T. Chou, Y. M. Cheng, and R. S. Liu, Adv. Func. Mater., 2007, 17, 520.
    [61] A. P. Kulkarni, A. P. Gifford, C. J. Tonzola, and S. A. Jenekhe, Appl. Phys. Lett., 2005, 86, 061106.
    [62] Y. H. Kim, D. C. Shin, S. H. Kim, C. H. Ko, H. S. Yu, Y. S. Chae, and S. K. Kwon, Adv. Mater., 2001, 13, 1690.
    [63] Z. Zhang, H. Tang, H. Wang, X. Liang, J. Liu, Y. Qiu, and G. Shi, Thin Solid Film, 2007, 515, 3893.
    [64] A. Saitoh, N. Yamada, M. Yashima, and K. Okinaka, Proceedings of SID’04, P.150, May 23-28, 2004, Seattle, Washington, USA.
    [65] S. R. Forrest, D. D. C. Bradley, and M. E. Thompson, Adv. Mater., 2003, 15, 1043.
    [66] S. Janietz, D. D. C. Bradley, M. Grell, C. Giebler, M. Inbasekaran and E. P. Woo, Appl. Phys. Lett., 1998, 73, 2453.
    [67] C. W. Tang, S. A. VanSlyke, and C. H. Chen, J. Appl. Phys., 1989, 65, 3610.
    [68] L. Yan, N. J. Watkins, S. Zorba, Y. Gao, and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 2752.

    無法下載圖示 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)

    QR CODE