簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 李育豪
Lee, Yu-Hao
論文名稱： 疊層式有機多層膜白光二極體
Tandem type organic multi-layers white light emissive diodes
指導教授： 黃榮俊
Huang, J. C. A.
郭宗枋
Guo, Tzung-Fang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程研究所
Institute of Electro-Optical Science and Engineering
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 105
中文關鍵詞： 電荷產生層 、疊層式元件 、連接層 、白光元件 、有機發光二極體
外文關鍵詞： charge generation layer, connecting layer, OLED, tandem, stacking
相關次數： 點閱：91  下載：2 
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

    • 於本論文研究方向分成兩個主軸同時進行，第一是研究紅、綠、藍三色所合成的超亮度純白光元件，第二是專注在疊層式元件連接單原材料與接面討論；白光策略採用多層膜堆疊的方式達成紅、綠、藍全光譜的放光，利用厚度調整三色的發光強度控制光色。連接單元利用Polyethylene oxide(PEO)：Al(1:2)所形成的複合式材料製作n-type層與利用N,N’-bis-(1-naphthyl)-N,N’ -diphenyl-1 ,1’-biphenyl 4,4’- diamine(NPB)與Tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ)所造成的charge transfer complex現象製作p-type層取代金屬氧化物。
    串聯式白光元件效能可以在驅動電壓為7.2伏特、效率為10.5 Cd/A、CIE座標為(0.33, 0.35)的純白光區、亮度達10373 Cd/m2與演色性指數為76。
    在p-n接面上如果加入奈米銀薄膜，可以在元件穩定運作的情況下再把驅動電壓下降7伏特，比理論值(單層元件加倍(4.5X2))表現更佳，連接單元的運作機制以及奈米金屬所扮演的角色成為了我們研究的焦點，我們暫時解釋奈米金屬的功能為“主要載子交換區域(major carriers exchange center)”。

    This investigation divides into two directions which is fabricating pure white tandem type organic light emitting diodes and researching the mechanism of connecting unit (charge generation unit(CGU)). The performance of stacking devices have low turn-on voltage (7.2V), high current efficiency (~10.5Cd/A), maximum brightness is 10373Cd, CIE coordinates and color rendering index(CRI) are on pure white position (0.33, 0.35) and 76, respectively.
    N-type layer of connecting unit is the composite material of polyethylene oxide (PEO):Al(1:2). We employed all-organic materials instead of any metal oxide being a p-type layer because there will be a great loss of energy from metal oxide in CGU. To use charge transfer complex effect in p-type layer, we have selected the hole transport material N,N’-bis- (1-naphthyl) -N,N’-diphenyl-1,1’-biphenyl4,4’-diamine (NPB) and the high electron affinity material Tetrafluorotetracya noquino -dimethane(F4-TCNQ). If we insert 1 nm silver into p-n junction of CGU, the turn on voltage decreases over 7 volts (15.2V7.2V) and the device could still be work very stable.
    In tandem type device, we called the thin film silver insert region between p-n junction of CGU as “major carriers exchange center”. So far the mechanism is still unclear, but it improves the charge balance and increase the device performance obviously.

    第一章 序論 1 1-1 前言 1 1-2 有機電激發光元件發展與基本架構 3 1-3 OLED發光層概述 6 1-3-1摻雜(doping)中主體(host)與客體(guest)的概念 6 1-3-2螢光(Fluorescence)與磷光(Phosphorescence)材料 7 1-4 介紹各式發光元件以及特性介紹 9 1-4-1面射型(top emission)以及下射型(bottom emission) 9 1-4-2一般型與倒置型(inverted OLED) 11 1-5光線與色彩 13 1-5-1 人眼與光譜 13 1-5-2 光的單位與換算 15 1-5-3 色彩學 16 1-6 OLED單色光到全彩、全彩技術介紹 22 1-7疊層式有機電激發光元件 25 1-8 研究動機與研究大綱 28 1-8-1 研究動機 28 1-8-2 研究大綱 29 第二章　實驗方法與步驟 31 2-1 ITO基板到實驗用ITO圖形 31 2-2 ITO玻璃表面處理與實驗材料 35 2-2-1 ITO 玻璃表面處理 35 2-2-2 材料介紹 36 2-3 電激發光元件製作 39 2-3-1 RGB單色光基本元件製作 39 2-3-2 多層膜白光元件製作 41 2-4疊層式(tandem)電激發光元件製作 42 2-5元件光電特性量測 45 2-6光電子能譜儀 46 2-6-1 X-ray光電子能譜儀 46 2-6-2紫外光光電子能譜儀 47 2-7 結論 48 第三章 疊層式白光二極體製作與機制之討論 49 3-1 單色發光與全彩於色彩學之探討 49 3-2 混光對於全彩多層膜白光二極體影響 52 3-3 疊層式元件介紹 57 3-3-1 分析疊層式元件的特色、優缺點與研究重心 58 3-3-2 連接單元功能與各式材料分析 59 3-4 疊層式元件全彩策略 77 3-5 全彩疊層式白光元件成果展示 78 3-5-1 疊層式元件討論與問題分析 81 3-6 連接單元接面對載子傳輸影響(p-n接面) 82 3-6-1 有機材料中嵌入金屬膜於各式元件資料參考 83 3-6-2 連接單元異質接面嵌入金屬薄膜修飾 84 3-7 金屬薄膜對光學穿透率的影響 85 3-8 高效能疊層式多層膜白光二極體 86 3-9 連接單元運作機制討論 89 3-9-1 電子傳輸材料討論 89 3-9-2 電洞傳輸材料討論 91 3-9-3 主要載子交換區 92 3-9-4 連接層運作模型的建立 93 3-10 結論 95 第四章 總結與未來工作建議 96 4-1 總結 96 4-1-1 白光元件 96 4-1-2 疊層式元件 97 4-2 未來工作建議 97

    [1] S.R. Forrest, Org. Electronics 4, 45 (2003).
    [2] J. Kido, M. Kimura, K. Nagai, Science 267, 1332 (1995).
    [3] M. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnate, J. Chem. Phys. 38, 2042 (1963).
    [4] C.W. Tang, S.A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 57, 913 (1987).
    [5] J. J. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burn, A. B. Holmes, Nature 347, 539 (1990).
    [6] L. S. Huang, C. W. Tang, M. G. Mason, Appl. Phys. Lett. 70, 152 (1997).
    [7] G. E. Jabbour, Y. Kawabe, S. E. Shaheen, J. F. Wang, M. M. Morrell, B. Kippelen, N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 71, 1762 (1997).
    [8] J. Yoon, J. J. Kim, T. W. Lee, O. O. Park, Appl. Phys. Lett. 76, 2152 (2000).
    [9] J. Huang, Z. Xu, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 17, 1966 (2007).
    [10] T. F. Guo, F. S. Yang, Z. J. Tsai, Appl. Phys. Lett. 88, 113501 (2006).
    [11] T. F. Guo, F. S. Yang, Z. J. Tsai, Appl. Phys. Lett. 89, 053507 (2006).
    [12] M. Era, C. Adachi, T. Tsutsui, S. Saito, Chem. Phys. Lett. 178, 488 (1991).
    [13] C.W. Tang, S.A. Vanslyke C.H. Chen, J. Appl. Phys. 65, 3610 (1989).
    [14] M.A. Baldo, D.F. O’Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Silbley, M.E. Thompson, S. R. Forrest, Nature(London) 395,151 (1998).
    [15] M. H. Lu, M. S. Weaver, T. X. Zhou, M. Rothman, R. C. Kwong, M. Hack, J. J. Brown, Appl. Phys. Lett. 82, 21 (2002).
    [16] C. W. Chen, P. Y. Hsieh, H. H. Chiang, C. L. Lin, H. M. Wu, C. C. Wu, Appl. Phys. Lett. 82, 25 (2003).
    [17] H. Riel, S. Karg, T. Beierlein, B. Ruhstaller, W. Rieß, Appl. Phys. Lett. 82, 3 (2003).
    [18] L. H. Smith, J. A. E. Wasey, W. L. Barnes, Appl. Phys. Lett. 84, 16 (2004).
    [19] C. W. Chen, C. L. Lin, C. C. Wu, Appl. Phys. Lett. 85, 13 (2004).
    [20] H. Riel, S. Karg, T. Beierlein, W. Ries, K. Neyts, J. Appl. 94, 5290 (2003).
    [21] L.S. Hung, C.W. Tang, M.G. Mason, P. Raychaudhuri, J. Madathil, Appl. Phys.Lett. 78, 544 (2001).
    [22] M.H. Lu, M.S. Weaver, T.X. Zhou, M. Rothman, R.C. Kwong, M. Hack, J.J. Brown, Appl. Phys. Lett. 81, 3921 (2002).
    [23] C.W. Chen, P.Y. Hsieh, H.H. Chiang, C.L. Lin, H.M. Wu, C.C. Wu, Appl. Phys. Lett. 83, 5127 (2003).
    [24] V. Bulovic´, P. Tian, P.E. Burrows, M.R. Gokhale, S.R. Forrest, M.E. Thompson, Appl. Phys. Lett. 70, 2954 (1997).
    [25] S. Han, X. Feng, Z.H. Lu, D. Johnson, R. Wood, Appl. Phys. Lett. 82, 2715 (2003).
    [26] X. Zhou, M. Pfeiffer, J. S. Huang, J. Blochwitz-Nimoth, D. S. Qin, A. Werner, J. Drechsel, B. Maennig, K. Leo, Appl. Phys. Lett. 81, 5 (2002).
    [27] T. Dobbertin, M. Kroeger, D. Heithecker, D. Schneider, D. Metzdorf, H. Neuner, E. Becker, H. H. Johannes, W. Kowalsky, Appl. Phys. Lett. 82, 2 (2003).
    [28] V. Bulovic´, P. Tian, P. E. Burrows, M. R. Gokhale, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 70, 2 (1997).
    [29] 陳金鑫、黃孝文，「有機電激發光材料與元件」，2007年12月，五南圖書出版公司出版。
    [30] E. F. Schubert, 「Light-emitting diodes」, Chapter 11 Human vision.
    [31] G. Parthasarathy, G. Gu, S.R. Forrest, Adv. Mater. 11, 907 (1999).
    [32] M.F. Lamorte, D. Abbort, Solid-State Electron. 22, 467 (1979).
    [33] J.K. Kim, E. Hall, O. Sjolund, L.A. Coldern, Appl. Phys. Lett. 74, 3251 (1999).
    [34] X. Guo, G.D. Shen, G.H. Wang, W.J. Zhu, J.Y. Du, G. Gao, D.S. Zou, Appl. Phys. Lett. 79, 2985 (2001).
    [35] T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J. Kido, Peoceedings of IDMC’03, p.413, Fed. 18-21, 2003, Taipei, Taiwan.
    [36] P. Chen, Q. Xue, W. Xie, Y. Duan, G. Xie, Y. Zhao, J. Hou, S. Liu, L. Zhang, B. Li, Appl. Phys. Lett. 93, 153508 (2008).
    [37] C. W. Law, K. M. Lau, M. K. Fung, M. Y. Chan, F. L. Wong, C. S. Lee, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 133511 (2006).
    [38] M. K. Fung, K. M. Lau, S. L. Lai, C. W. Law, M. Y. Chan, C. S. Lee, S. T. Lee, J. Appl. Phys. 104, 034509 (2008).
    [39] M. Terai, T. Tsutsui, Appl. Phys. Lett. 90, 083502 (2007).
    [40] C. C. Chang, J. F. Chen, S. W. Hwang, Chin H. Chen, Appl. Phys. Lett. 87, 253501 (2005).
    [41] L. S. Liao, K. P. Klubek, Appl. Phys. Lett. 92, 223311 (2008).
    [42] L. S. Liao, K. P. Klubek, C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 84, 2 (2004).
    [43] H. Kanno, N. C. Giebink, Y. Sun, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 89, 023503 (2006).
    [44] X. Qi, M. Slootsky, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 93, 193306 (2008).
    [45] C. W. Chen, Y. J. Lu, C. C. Wu, E. H. E. Wu, C. W. Chu, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 87, 241121 (2005).
    [46] T. W. Lee, T. Noh, B. K. Choi, J. Kido, Appl. Phys. Lett. 92, 043301 (2008).
    [47] F. Guo, D, Ma, Appl. Phys. Lett. 87, 173510 (2005).
    [48] W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys. 94, 1 (2003).
    [49] X. D. Gao, J. Zhou, Z. T. Xie, B. F. Ding, Y. C. Qian, X. M. Ding, X. Y. Hou, Appl. Phys. Lett. 93, 083304 (2008).
    [50] 林銘偉，連結界面於疊層式白光有機二極體元件之研究，國立成功大學光電科學與工程研究所碩士論文 (2008)。
    [51] T. H. Lee, J.C. A. Huang, T.F. Guo, Adv. Funct. Mater. 18, 3036–3042 (2008).
    [52] Barry P. Rand, Peter Peumans, Stephen R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 96, 12 (2004).
    [53] Liping Ma, Seungmoon Pyo, Jianyong Ouyang, Qianfei Xu, Yang Yang, Appl. Phys. Lett. 82, 9 (2003).
    [54] Sebastian Scholz, Qiang Huang, Michael Thomschke, Selina Olthof, Philipp Sebastian, Karsten Walzer, Karl Leo, J. Appl. Phys. 104, 104502 (2008).

    下載圖示 校內：2012-07-27公開
    校外：2012-07-27公開
    QR CODE