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博碩士論文 etd-0624113-145555 詳細資訊
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論文名稱
Title
p-i-n與串聯式結構之磷光有機電激發光二極體之發光特性研究
The study of Optoelectronic Characteristics in phosphorescent Organic Light-Emitting Diode based on p-i-n and tandem structures
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
87
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-07-08
繳交日期
Date of Submission
2013-07-31
關鍵字
Keywords
串聯式元件、磷光OLED、p-i-n結構
phosphorescent OLED, tandem structure, p-i-n structure
統計
Statistics
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中文摘要
本研究是結合p-i-n與串聯式結構,將上、下兩個相同的p-i-n發光元件以連接層連接起來。根據參考文獻,在串聯式結構元件裡常見的連接層都是以p型摻雜材料與n型摻雜材料所組成,而剛好p-i-n元件也會摻雜p型與n型物質,因此將2個p-i-n元件串連後其中的p、n介面剛好可以當作連接層來使用。與傳統的有機電激發光二極體(Organic light emitting diode;OLED)元件比較,在相同的電流密度下,串聯式(tandem)元件擁有較高的發光效率,因此在元件壽命方面也是串聯式元件佔優勢,而p-i-n元件則是有降低驅動電壓的優點。而本研究的研究主軸為(1)摻雜不同濃度的p型材料(F4-TCNQ)與n型材料(HAT-CN)製作單層發光元件量測其光電特性,發現隨著F4-TCNQ的摻雜濃度越高電性有變好的趨勢,但其元件效率也會隨著濃度的上升而下降。然而摻雜越高濃度的HAT-CN 則會使元件的光電特性變差,證實HAT-CN對電子的傳輸是較沒助益的。(2)之後將單層p-i-n元件進行串聯並以不同濃度的HAT-CN摻雜來做比較,發現在濃度為50%可以找到傳輸載子及產生載子的平衡點。最後所製成的串聯式p-i-n元件在電流密度為8.7 mA/cm2時有最大發光效率為16.2cd/A;在電流密度為5.8 mA/cm2時有最大功率效率1.8 lm/W。相較於基本元件7.4 cd/A其發光效率是有達到串聯式的效果的,而功率效率方面雖然最大值有所降低,但在高電流密度下還是串聯式p-i-n元件要來的好。
Abstract
This study combine with p-i-n and tandem structure to obtain the p-i-n tandem structure OLED.Because of the tandem structures which are composed of p-type (F4-TCNQ) and n-type (HAT-CN) doped layers in common,we can connect two p-i-n units structure and take the p-n junction as interlayer.Some research topics are included in this research :
(1) Study of carrier generation and other optoelectronic characteristics for tandem cells.
(2) Study of different p-typed and n-typed concentration doped to basic structure.

The results shows that concentration of F4-TCNQ and HAT-CN will affect optoelectronic characteristics.And we final find the best concentration of HAT-CN(50%) to obtain the high efficiency p-i-n tandem structure with max current efficiency 16.2 cd/A and power efficiency 1.8 lm/W .
目次 Table of Contents
中文論文審定書…………………………………………………………………….……i
英文論文審定書…………………………………………………………………….......ii
誌謝……………………………………………………………………….………….….iii
中文摘要…………….……………………………………………………………….….iv
Abstract………………………………………..………………………………………..v
目錄……………………………………………………………………………….….….vi
圖目錄………………………………………………………………………………...…ix
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 有機電激發光二極體的發展與歷史進程 2
1-3 OLED元件的基本結構 4
1-4 OLED元件基本發光原理 6
1-5 有機電激發光元件材料介紹 9
1-5-1 陽極 9
1-5-2 電洞注入層 9
1-5-3 電洞傳輸層 10
1-5-4 發光層 11
1-5-5 電子傳輸層 11
1-5-6 電子注入層 12
1-5-7 陰極 12
1-6 P-I-N與串聯式有機發光二極體介紹 13
1-7 OLED發光效率之定義和測量方法 17
1-8 有機發光二極體色彩鑑定 20
第二章 理論基礎與實驗動機 22
2-1有機電激發光之能量轉移機制 22
2-1-1 輻射能量轉移 23
2-1-2非輻射能量轉移 24
2-2濃度淬熄效應 26
2-3三重態自我毀滅現象 26
2-4藍色磷光材料 27
2-5 電容概論 29
2-6 研究動機 31
第三章 實驗步驟及製程 33
3-1實驗架構 33
3-2實驗材料 34
3-3實驗設備 35
3-3-1製程設備 35
3-3-2 量測設備 37
3-4實驗步驟 41
3-4-1 ITO 基板清潔 41
3-4-2 有機與金屬薄膜製程 42
3-4-3元件封裝製程與量測 44
第四章 結果與討論 46
4-1 元件材料選取 46
4-2 連階層載子產生特性分析 51
4-3 基本藍光元件光電特性分析 53
4-4 單層P-I-N藍光元件光電特性分析 56
4-5 串聯式P-I-N藍光元件光電特性分析 62
第五章 總結 68
第六章 參考文獻 70
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