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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 |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
87 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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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 |
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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 |
參考文獻 References |
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