簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 胡輝慶
Huei-Ching Hu
論文名稱： 摻雜DPVP染料之高效率螢光藍綠光及白光有機發光二極體
High-efficiency Fluorescent Greenish-blue and White Organic Light-emitting Diodes using di(triphenylamine)-1,4-divinylnaphthalene Dopant
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： 2005
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 82
中文關鍵詞： 有機發光二極體 、高效率 、白光
外文關鍵詞： OLED, High-efficiency, white light
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

    • 白光有機發光二極體 (White organic light-emitting diodes, WOLEDs)可做為高品質顯示之外，由於為面發光光源，且有輕薄、環保、高效、省能等優點，因此也非常適合應用於照明光源；然而，無論應用在顯示或照明光源上，最受關切的，莫過於發光效率；必須有更高的發光效率，才能達到省電的目的；故效率更高的WOLEDs為當前發展的重要課題。
    本研究利用一螢光藍綠光染料di(triphenylamine)-1,4-divinyl- naphthalene (DPVP)，搭配螢光紅光染料4-(dicyanomethylene)-2- methyl-6-(julolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran (DCM2)及螢光主體1-butyl-9, 10-naphthalene-anthracene (BANE)，製備一系列高效率螢光藍綠光及白光有機發光二極體 (Organic Light-emitting Diodes, OLEDs)；元件結構為銦錫氧化物/N,N’-bis-(1-naphthy)-N,N’diphenyl-1,1’-biphenyl- 4-4’-diamine/發光層/2-2’-2”-(1,3,5-benzinetriyl)tris(1-phenyl-1-H-ben- zimidazole)/氟化鋰/鋁；其中，藍綠色發光，乃將DPVP摻雜在BANE主體中而得；白色發光，乃再將DCM2摻雜其中而得；所得藍綠光OLEDs，效率最高者為11.2 lm/W，其國際照明標準委員會 (CIE)色座標為 (0.187，0.330)；所得白光OLEDs，效率最高者為11.0 lm/W，色座標為 (0.356，0.425)；所有白光OLEDs之光色變化，在亮度從100 變化到10,000 cd/m2間，差異皆小於 (0.006, 0.009)，此高色安定性的原因為，元件為單一發光層，進入發光層之電子及電洞，為發光層前後之電子及電洞阻礙層所有效侷限，再結合區不易因施加電壓改變而偏移到非發光層；且此發光層乃先將主體及客體發光材料，以溶劑預先均勻混合，再經蒸鍍而成，摻雜染料分子在整個發光層之厚度方向，均勻分佈，所產生光色，因此未有太大變異。

    摘要………………………………………..……………………………Ⅰ 獻……………………………………………..…………………………Ⅲ 誌謝………………………………………..……………………………Ⅳ 目錄……………………………………..………………………………Ⅵ 表目錄………………………………………..…………………………Ⅸ 圖目錄……………………………………………..……………………Ⅹ 壹、緒論……………………………………………...…………………1 貳、文獻回顧 2-1、有機發光二極體的歷史發展………………………………….….3 2-2、發光原理…………………………………………………….…….8 2-3、有機發光二極體材料之發展…………………………………...12 2-4、白光有機發光二極體之研究……………………….…………..17 2-4-1、單層發光白光元件………………………………..………...18 2-4-2、積層發光白光元件………………………………..………...22 參、實驗方法 3-1、材料……………………………………………………………...28 3-2、蒸鍍裝置………………………………………………...………28 3-3、蒸鍍速率之測定與校正………………………………………...29 3-4、蒸鍍源之製備…………………………………………………...29 3-5、基材清洗………………………………………………………...30 3-6、元件之電路設計………………………………………………...31 3-7、元件電流與亮度特性量測………………………………..…….31 3-8、發光效率之計算………………………………………………...31 3-9、電致發光光譜（electroluminescent spectra, EL spectra）量測….32 3-10、光激發光光譜（photoluminescent spectra, PL spectra）量測….32 3-11、紫外光吸收光譜（ultraviolet visible, UV-VIS）量測……...…...32 肆、結果與討論 4-1、螢光藍綠光有機發光二極體 4-1-1、元件結構及鍍膜參數………………..…………………….33 4-1-2、元件之面電流-電壓-亮度關係圖………………………….33 4-1-3、元件發光效率……………………………….……………..34 4-1-4、元件之CIE 1931色座標………………………..………….37 4-1-5、元件之電致發光光譜……………………………….……..37 4-2、螢光白光有機發光二極體 4-2-1、元件結構及鍍膜參數……………………………………...38 4-2-2、元件之面電流-電壓-亮度關係圖………………………….38 4-2-3、元件發光效率……………………………………………...39 4-2-4、元件之CIE 1931色座標…………………………………...40 4-2-5、元件之電致發光光譜……………………………………...41 4-2-6、元件光色安定性…………………………………………...42 伍、結論…………………………………………………………………43 陸、參考資料……………………………………………………………45 表目錄 表一、實驗所用材料膜厚校正…………………………………………51 表二、DPVP濃度對藍綠光OLEDs發光特性之影響………………....52 表三、DCM2濃度對WOLEDs發光特性之影響………………………53 圖目錄 圖一、美國柯達公司於1987年首創異質接面之雙層元件結構及 能階示意圖……………………………………………………..54 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………………………………..55 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……………...….…………………...56 圖四、1989年Adachi等人所發表的有機電致發光元件結構圖……...57 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………………………..58 圖六、有機電致發光元件之結構及能階示意圖………………………59 圖七、電子與電洞經再結合後之能量分配及能階示意圖……………60 圖八、Shirota教授提出m-MTDATA/TPD/Alq3元件能階示意圖…….61 圖九、國際照明標準委員會( Commission International de L’Eclairage)色座標…………………………………………………………..62 圖十、單層型白光元件結構：(a)三色混成，(b)雙色混成……………...63 圖十一、積層型白光元件結構：(a)三色混成，(b)雙色混成…………...64 圖十二、電致發光分子之化學結構示意圖……………………………65 圖十三、真空蒸鍍聚合系統之示意圖…………………………………66 圖十四、元件電路設計及其製作流程示意圖…………………………67 圖十五、藍綠光OLEDs之元件結構圖………………………………...68 圖十六、DPVP濃度對藍綠光OLEDs發光亮度之影響…………….69 圖十七、DPVP濃度對藍綠光OLEDs面電流之影響……....................70 圖十八、DPVP濃度對藍綠光OLEDs發光效率之影響………………71 圖十九、BANE之PL光譜與DPVP和DCM2之UV-VIS吸收光譜圖..72 圖二十、藍綠光OLEDs之能階圖……………………………………...73 圖二十一、DPVP濃度對藍綠光OLEDs之CIE 1931色座標之影響…74 圖二十二、DPVP濃度對藍綠光OLEDs電致發光光譜圖之影響……75 圖二十三、WOLEDs之元件結構圖……………………………………76 圖二十四、DCM2濃度對WOLEDs發光亮度之影響………………....77 圖二十五、DCM2濃度對WOLEDs面電流之影響……………………78 圖二十六、螢光WOLEDs之能階圖…………………………………...79 圖二十七、DCM2濃度對WOLEDs發光效率之影響…………………80 圖二十八、DCM2濃度對WOLEDs之CIE 1931色座標之影響….…..81 圖二十九、DCM2濃度對WOLEDs電致發光光譜圖之影響……...….82

    1. P. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnante, J. Chem. Phys. 38, 2042 (1963).
    2. C. W. Tang, and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lette. 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. B. W. D’Andrade and S. R. Forrest, Adv. Mater. 16, 18 (2004)
    5. B. W. D’Andrade, R. J. Holmes, S. R. Forrest, Adv. Mater. 16, 624 (2004)
    6. A. Bernanose, M. Conet, P. Vouauzx, J. Chem. Phys. 50, 64 (1953).
    7. W. Helfrich, W. G. Schneider, Phys. Rev. Lett. 14, 229 (1965).
    8. W. Helfrich, W. G. Schneider, J. Chem. Phys. 44, 2902 (1966).
    9. D. F. Williams, M. Schadt, Proc. IEEE. 58, 476 (1970).
    10. P. S. Vincett, W. A. Barlow, R. A. Hann, G. G. Robert, Solid Thin Films. 94, 171 (1982).
    11. R. H. Patridge, Polymer. 24, 733 (1983).
    12. S. A. VanSlyke, C. W. Tang, and L. C. Robert, US. Pat. No.4, 720, 432 (1988).
    13. C. W. Tang, S. A. VanSlyke, and C. H. Chen, J. Appl. Phys. 65, 3610 (1989).
    14. R. H. Friend, J. H. Burroughes, and D. D. Bradley, US. Pat. No. 5, 247, 190 (1993).
    15. C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui, S. Saito, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L713 (1988).
    16. M. Era, C. Adachi, T. Tsutsui, S. Saito, Chem. Phys. Lett. 178, 488 (1991).
    17. J. Kido, M. Kohda, K. Okuyama, K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 61, 761 (1992).
    18. J. Kido, M. Kimura, K. Nagai, Science. 267, 1332 (1995).
    19. J. Kido, H. Shionoya, K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
    20. J. Shi and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 70, 1665 (1997).
    21. G. E. Jabbour, B. Kippelen, N. R. Armstrong, and N. Peyghambarian, Appl. Phy. Lett. 73, 1185 (1998).
    22. J. Kido, and T. Mizukami, US. Pat. No. 6,013,384 (2000).
    23. M. A. Baldo, D. F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 395,151 (1998).
    24. C. Adachi, M. A. Baldo, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 90, 5048 (2001).
    25. Y. Shao and Y. Yang, Appl. Phy. Lett. 86, 073510 (2005).
    26. A. Dodabalapur, Bell Lab., Solid State Com. 102, 259 (1997).
    27. S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, Chap 1 (1997).
    28. K. Sugiyama, D. Yoshimura, T. Miyamae, T. Miyazaki, H. Ishii, Y. Ouchi, K. Seki, J. Appl. Phys. 83, 4928 (1998).
    29. M. A. Lampert, P. Mark, Current Injection in Solids 1970, New York, Academic Press.
    30. S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, Chap 8 (1997).
    31. S. Miyata, H. S. Nalwa, Organic Electroluminescent Materials and Devices, Gordon and Breach Science Publishers, Chap 9 (1997).
    32. J. Yang, J. Shen, J. Appl. Phys. 84, 2105 (1998).
    33. Z. Liu, J. Pinto, J. Soaves, E. Pereira, Synth. Metals 122, 177 (2001).
    34. K. A. Higginson, X. Zhang, F. Padaimitrakoppulos, Chem. Mater. 10, 1017 (1998).
    35. S. A. VanSlyke, C. H. Chen, C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996).
    36. G. Sakamoto, C. Adachi, T. Koyama, Y. Taniguchi, C. D. Merritt, H. Murata, Z. H. Kafafi, Appl. Phys. Lett. 75, 766 (1999).
    37. C. Giebeler, H. Antoniadis, D. D. C. Bradley, Y. Shirota, J. Appl. Phys. 85, 608 (1999).
    38. J. Kido, K. Hongawa, K. Okuyama, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 64, 815 (1994).
    39. L. Do, E. Ham, N. Yamamoto, and M. Fujihira, Mol. Cryst. Liq.Cryst. 280, 373 (1993).
    40. C. Hosokawa, H. Higashi, and T. Kusumoto, Appl. Phys. Lett. 62, 3238 (1993).
    41. J. Kido, K. Hongawa, K. Okuyama, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 63, 2627 (1993).
    42. J. Kido, K. Hongawa, K. Okuyama, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 64, 815 (1994).
    43. K. Chondroudis and D. B. Mitzi, Appl. Phys. Lett. 69, 58 (2000).
    44. Chen, C. H. Chemistry（The Chinese Chem. Soc., Taipei）54, 125 (1996).
    45. Shirota, Y.; Kuwabara, Y.; Inada, H. Appl. Phys. Lett. 65, 807 (1994).
    46. Adachi, C.; Nagai, K.; Tamoto, N. Appl. Phys. Lette. 66, 2679 (1995).
    47. Y. Sato, S. Ichinosawa, H. Kanai, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 4, 40 (1998).
    48. Y. Hamada, T. Sano, H. Fujii, Y. Nishio, H. Takahashi, and K.Shibata, Appl. Phys. Lett. 71, 23 (1997).
    49. D. G. Ma, G. Wang, Y. F. Hu, Y. G. Zhang, L. X. Wang, X. B. Jing, and F. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 8 (2003).
    50. M. A. Baldo, D. F. Brlen, and S. R. Forrect, US. Pat. No. 6,097,147
    (2000).
    51. L. S. Hung, and C. W. Tang, US. Pat. No. 5,677,572 (1997).
    52. F. Li and H. Tang, Appl. Phy. Lett. 70,1233 (1997).
    53. Y. S. Chiu, R. Y. Wang, C. P .Wang, J. H. Jou, IDMC (2005).
    54. S. Naka, K. Shinno, and H. Anada, Electron. Trans. IEICE. 80, 1114 (1997).
    55. 林瑋哲, 碩士論文, 國立清華大學材料科學與工程研究所, (2004)
    56. J. T. Lim, M. J. Lee, N. H. Lee, Y. J. Ahn, C. H. Lee, D. H. Hwang, Curre. Appl. Phys. 4, 327-330 (2004).
    57. C. H. Chuen, Y. T. Tao, F. I. Wu, and C. F. Shu, Appl. Phys. Lett. 85, 4609 (2004).
    58. G. Lei, L. Wang, and Y. Qiu, Appl. Phys. Lett. 85, 5403 (2004).
    59. R. H. Jordan, A. Dodabalapur, M. Strukelj, and T. M. Miller, Appl. Phys. Lett. 68, 1192 (1996).
    60. S. R. Forrest, R. S. Desphande, and V. Bulovic, Appl. Phys. Lett. 75, 888 (1999).
    61. Y. S. Huang, J. H. Jou, W. K. Weng, and J. M. Liu, Appl. Phys. Lett. 80, 2782 (2002).
    62. G. Cheng, F. Li, Y. Duan, J. Feng, S. Liu, S. Qiu, D. Lin, Y. Ma, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 82, 4224 (2003).
    63. Y. F. Zhang, G Cheng, Y. Zhao, J. Y. Hou, and S. Y. Liu, Appl. Phys. Lett. 86, 011112 (2005).
    64. J. Kido, Organic Electroluminescence Material and Display, Japan, chap17 (2001).
    65. J. Kido, Organic Electroluminescence Material and Display, Japan, chap23 (2001).
    66. F. Li, G. Cheng, Y. Zhao, J. Feng, S. Liu, M. Zhang, Y. Ma, and J. Shen, Appl. Phys. Lett. 83, 4716 (2003).
    67. G. Li, and J. Shinar, Appl. Phys. Lett. 83, 5359 (2003).
    68. S. Tokito, T. Iijima, T. Tsuzuki, and F. Sato, Appl. Phys. Lett. 83, 2459 (2003).
    69. G. Cheng, Y. Zhao, Y. Zhang, S. Liu, F. He, H. Zhang, and Y. Ma, Appl. Phys. Lett. 84, 4457 (2004).
    70. T. S. Liu, Y. S. Wu, M. T. Lee, H. H. Chen, C. H. Liao, and C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 85, 4304 (2004)
    71. D. Qin and Y. Tao, Appl. Phys. Lett. 86, 113507 (2005)
    72. Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Method of measuring and specifying colour rendering properties of light sources, Publication Report No. 13.2 (1974)
    73. Commission Internationale de L’eclairage (CIE), Colorimetry, Publication Report No. 15.2 (1986)
    74. V. Bulovic, A. Shoustikov, M. A. Baldo, E. Bose, V. G.Kozlov, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 287, 455 (1998)
    75. V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999)
    76. T. Förster, Ann. Phys. 6, 55 (1948)
    77. V. Bulovic, A. Shoustikov, M. A. Baldo, E. Bose, V. G.Kozlov, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 287, 455 (1998)
    78. 劉醇炘, 碩士論文, 國立交通大學應用化學研究所 (2002)

    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