電壓變色之多層有機發光二極體｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	陳勃學 Bo-Siyue Chen
論文名稱：	電壓變色之多層有機發光二極體 Color-Tunable Multilayer Conjugated Polymer Light-Emitting Diode
指導教授：	洪勝富 Sheng-Fu Horng 孟心飛 Hsin-Fei Meng
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機資訊學院 - 電子工程研究所 Institute of Electronics Engineering
論文出版年：	2004
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	46
中文關鍵詞：	有機發光二極體、多層結構、調變光色
外文關鍵詞：	PLED, OLED, Multilayer, Color-tunable
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共軛有機高分子發光二極體擁有廣視角、省電、製程簡易、高應答速度、高亮度及可撓性等多項優點，被認為是下一世代的平面顯示器新興應用技術，製造上能以簡易的旋轉塗佈製程製造，大大降低建廠成本並且結構簡單，因此本論文目的希望以此製程製作多層有機發光二極體達成單一畫素能變化不同光色。
本論文利用共軛有機高分子電子遷移率隨電壓變化大於電洞的特性，增加順向偏壓有機發光層中電子濃度也隨之變化，在電洞注入端的電子濃度增加速度比電子注入端快，於是發光二極體中多數激子的分佈會逐漸遠離電子注入端，因此多層發光層結構中可變化光色，在低電壓下紅光層亮度最強，在高電壓下藍光層亮度將比紅綠發光層強，最終目的希望連續發出紅綠藍光色。
我們已成功克服有機發光層溶解問題，以ITO/PEDOT/多層發光層/電極的結構，成功製造多層有機發光二極體。經由選擇材料光色能夠成功調變光色，在紅綠雙層結構下C.I.E.可由(0.47,0.45) 9V=1559cd/m^2變化到(0.29,0.42)13V=5603cd/m^2，藍綠雙層結構下C.I.E.可由(0.29,0.41) 6V=117cd/m^2變化到(0.26,0.34)9V=1925cd/m^2，藍紅雙層結構下C.I.E.可由(0.37,0.29) 5V=16cd/m^2變化到(0.31,0.24)7V=147cd/m^2，在三層發光結構下也達到光色變化的成果。
在兩層發光層結構中使用高效率材料變色效果明顯，兩種顏色皆可達到數千cd/m^2，已可達到實用化的目的，在未來如能選擇適當的光色及效率，並改進成膜效果，相信能更加接近實用化。

In this thesis, we hope multilayer PLED which used easy spin coating continuous color tuning. Due to the stronger field dependence of the electron mobility relative to the hole mobility, the distribution of the most excitons is pushed away from the cathode as the voltage increases. The concentration of excitons near the anode increases higher than the cathode. By this way, we can have red color in low voltage, and have strong blue color relative to other color.

目錄 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………I
圖目錄 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………III
表目錄 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………IV
第１章   序論                                      1
1.1   研究背景 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………1
□□1.1.1   顯示器的發展與未來 …………………………………………………………………………………………1
      1.1.2   有機發光元件歷史及進展 ……………………………………………………………………………2
□□1.1.3   共軛高分子材料基本性質 ……………………………………………………………………………4
1.1.4   有機發光元件應用 ………………………………………………………………………………………………5
1.2   研究動機 …………………………………………………………………………………………………………………………………………6
      1.2.1   有待解決問題與研究目的 ……………………………………………………………………………6
1.3   論文架構 …………………………………………………………………………………………………………………………………………7
第２章   論文相關理論介紹             □          8
2.1   有機發光二極體 …………………………………………………………………………………………………………………………8
□□2.1.1   有機發光二極體結構 …………………………………………………………………………………………8
2.2   螢光理論 …………………………………………………………………………………………………………………………………………9
      2.2.1   發光原理 ………………………………………………………………………………………………………………………9
     2.2.2   影響螢光因素 ………………………………………………………………………………………………………11
2.3   電荷傳播特性 ……………………………………………………………………………………………………………………………12
      2.3.1   金屬-半導體界面接觸 …………………………………………………………………………………12
      2.3.2   電流傳輸過程 ………………………………K……………………………………………………………………14
2.4   高分子發光二極體電的特性 …………………………………………………………………………………………16
      2.4.1   Hole-only device ……………………………………………………………………………………………16
      2.2.2   Electron-only device …………………………………………………………………………………18
2.5   實驗原理 …………………………K…………………………………………………………………………………………………………18
第３章   實驗方法                                 20
3.1   材料測試與選擇 ……………………………………………………………………………………………………………………20
□□3.1.1   有機發光薄膜溶解度 ……………………………………………………………………………………21
      3.1.2   有機鰹ぁ□熂嚝?……………………………………………………………………………………………22
3.2   多層發光二極體製作 …………………………………………………………………………………………………………24
      3.2.1   ITO玻璃圖樣化及清洗 …………………………………………………………………………………24
      3.2.2   高分子薄膜配置 …………………………………………………………………………………………………26
3.2.3   電極蒸鍍P元件封裝 ………………………………………………………………………………………27
3.3   發光二極體量測儀器 ……………………………………………………………………K…………………………………28
第４章   結果分析                                 30
4.1   藍色發光層最佳化 …………………………………………………………………………………………………………………30
4.2   兩層發光二極體 ………………………………………………………………………………………………………………………31
4.2.1   綠紅變色發光二極體 ………………………………………………………………………………………31
4.2.2   藍綠變色發光二極體 ………………………………………………………………………………………39
4.2.3   藍紅變色發光二極體 ………………………………………………………………………………………40
4.3   兩層發光二極體 ………………………………………………………………………………………………………41
第５章   總結 □□                              42
參考文獻                                          45
附錄                                              46

                                

參考文獻
第一章
【1】 M. Pope, H. Kallmann, and P. Magnante, “Electroluminescence in Organic Crystals”, J. Chem. Phys. 38, 2042 (1963).
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【5】 http://www.research.philips.com
【6】 J. C. W. Chien, “Polyacetylene: Chemistry, Physics, and Material Science”, Academic Press, Orlando (1984).
第二章
【1】 D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, “Fundamentals of analytical chemistry”, 5th edition , Saunders College Publishing(1998).
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【7】 D. M. Pai,“Transient photoconductivity in poly(N-vinylcarbazole)’’, J. Chem. Phys. , vol. 52 pp. 2285-2291, 1970.
【8】 J. Frenkel,“On pre-breakdown phenomena in insulators and electric semiconductors’’, Phys. Rev. , vol. 54 pp. 647648, 1938.

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)

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