臺灣博碩士論文加值系統

在本研究中，我們以具寬能隙和有良好電子傳導性的2-phenyl-5- (2’,4’,6’-trimethyl-[1,1’-biphenyl]-4-yl)-1,3,4-oxadiazole (OXD) 的衍生物做為有機發光二極體(OLED)中的主體材料(host material)，一共有三個不同的主體材料，其中分別有2-phenyl-5-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(SiOXD-1)、diphenylbis(4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl)silane(SiOXD-2)和2,5-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(DiSiOXD)，搭配摻雜藍光的客體材料(dopant) iridium(III) bis [(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C2’] picolinate (FIrpic) 製作高效率藍光元件。
在藍光元件中，我們改變FIrpic的摻雜濃度，改變電子傳輸層(electron transport layer, ETL)的厚 度 和 使 用 三 種 具 有 電 子傳輸特性的材料其中分別是為 3-(4-Biphenylyl) -4- phenyl- 5-tert-butylphenyl-1,2.4-triazole,TAZ)； 2,5-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(DiSiOXD) 和4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)並固定厚度為40nm，在摻雜濃度15%時，其最佳結構為NPB(50 nm)/mCP(10 nm)/15%FIirpic:DiSiOXD(30 nm)/DiSiOXD(20 nm)/TAZ(20nm)可得最高發光效率42.3 cd/A、32.9 lm/W和14.1%的EQE。
再 以 WO3 作 為 元 件 的 電 洞 注 入 層(hole injection layer，HIL)，而 在 此 組 實 驗 中 得 到 驅 動 電 壓 低 且 效 率 高 的 元 件 其 結構 為26.3 cd/A、20.7 lm/W和7.66% 的EQE，其 驅動電壓為6.31 V而其結構為WO3 (1 nm)/mCP(60 nm)/15%FIirpic:DiSiOXD(30 nm)/DiSiOXD(35 nm)/BPhen(5 nm)。
最後為了再提升其效率，使用了雙發光層(DEML)的結構，以mCP和DiSiOXD作為DEML摻雜FIrpic，在此得到了其最高效率為35.3 cd/A、27.7 lm/W和9.95%的EQE，且其驅動電壓為6.64 V，而其元件最佳結構為WO3 (1 nm)/mCP(40 nm)/9%FIrpic:mCP(20 nm)/15%FIrpic:DiSiOXD(30 nm)/DiSiOXD(35 nm)/BPhen(5 nm)。
在製作低反射率奈米結構的實驗中，以玻璃和TAC（Triacetate Cellulose）分別做了軟性基板和硬基板的奈米結構製作，使用了熱固型材料TP-1和紫外線硬化型材料9598，分別以旋轉塗佈、圖型轉印和奈米壓印三個製程在兩種基板上做了奈米結構，並量測其反射率變化。
而在硬基板上以旋轉塗佈方式製程得到了其反射率降到4%，在軟性基板上以圖型轉印製程得到反射率降至2.2%。

In this thesis, we use various oxadiazole small molecular ,there is 2-phenyl-5-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(SiOXD-1)、diphenylbis(4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl)silane(SiOXD-2) and 2,5-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(DiSiOXD) . Because its wide energy gap can be use as emitting layer(EML) in our organic light-emitting diodes(OLED) .
For optimizing the low driving voltage and high efficiency OLED that we compared the three kind OXD materials with dopant FIrpic as EML in various concentration . And change three kind of electron transport materials to reduce the driving voltage . The ETL are 3-(4-Biphenylyl) -4- phenyl- 5-tert-butylphenyl-1,2.4-triazole,TAZ)、 2,5-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazole(DiSiOXD) 、4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen) . In this project , we obtained a high efficiency 42.3 cd/A、32.9 lm/W and EQE 14.1% . The device structure is NPB(50 nm)/mCP(10 nm)/15%FIirpic:DiSiOXD(30 nm)/DiSiOXD(20 nm)/TAZ(20 nm) .
In order to reduce the driving voltage, we use the Tungsten Oxide(WO3) as the hole injection layer (HIL). Observed the electrical change in the different WO3 thinkness . In this way , we obtained an excellent efficiency and low driving voltage 26.3 cd/A、20.7 lm/W and EQE 7.66%. The device structure is WO3 (1 nm)/mCP(60 nm)/15%FIirpic:DiSiOXD(30 nm)/DiSiOXD(35 nm)/BPhen(5 nm) .
In order to increase the efficiency , we use the double emitting-layer as EML.The host is mCP another host is DiSiOXD , both dopant by FIrpic .In this case, we obtained a high efficiency and low driving voltage 35.3 cd/A、27.7 lm/W and EQE 9.95%. The device structure is WO3(1 nm)/mCP(40nm)/9%FIrpic:mCP(20nm)/15%FIrpic:DiSiOXD(30nm)/ DiSiOXD(35 nm)/BPhen(5 nm).

致謝 I
摘要 II
Abstract IV
目錄 VI
圖目錄 X
表目錄 XV
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 OLED文獻回顧 1
1.3 OLED發光原理 2
1.4 OLED發光能量轉移機制 5
1.4.1 能量轉移 5
1.4.2 載子捕捉(carrier traping) 6
1.5 單層發光結構 7
1.6 噁唑基團材料 (Oxadiazole molecules) 的發展 10
1.7 使用WO3為電洞注入層 13
1.8 雙發光層結構(DEML)與混合發光層(ML)結構 14
1.9 研究動機 17
第二章 OLED實驗製程步驟 19
2.1 製程設備與儀器 19
2.2黃光製程 19
2.2.1玻璃清潔 20
2.2.2 光阻塗佈 21
2.2.3 曝光 22
2.2.4 顯影 22
2.2.5 蝕刻 23
2.3 蒸鍍製程與設備 24
2.3.1 氧電漿(O2 plasma)表面處理 25
2.3.2 有機材料與陰極金屬蒸鍍 26
2.3.3 元件封裝 28
2.4 量測系統 29
第三章 Blue Phosphorescence OLED 結果與討論 33
3.1 不同主體材料與摻雜濃度探討 35
3.1.1 主體材料SiOXD-1摻雜不同濃度FIrpic之探討 36
3.1.2 主體材料SiOXD-2摻雜不同濃度FIrpic之探討 43
3.1.3 主體材料DiSiOXD摻雜不同濃度FIrpic之探討 49
3.1.4 不同主體材料之探討 54
3.2 不同電子傳輸層材料及厚度之探討 60
3.2.1 以DiSiOXD為電子傳輸層 60
3.2.2 以TAZ與DiSiOXD為電子傳輸層 66
3.2.3 以BPhen和DiSiOXD為電子傳輸層 71
3.3 以三氧化鎢(WO3)作為電洞注入層(HIL) 79
3.4 HIL為WO3改變電洞傳輸層mCP厚度 87
3.5 雙發光層元件之探討 92
3.6 混合式結構發光層 98
第四章 以奈米結構製作低反射率薄膜 105
4.1 旋轉塗佈二氧化矽奈米球降低反射率 106
4.1.1 玻璃基板與軟基板清潔 106
4.1.2 以臭氧清洗機處理試片 107
4.1.3 奈米球塗佈 109
4.1.4 光學特性測量 111
4.2 奈米圖型轉印奈米結構方式降低反射率 114
4.2.1 旋轉塗佈9598並量測其膜厚 114
4.2.2 奈米球結構轉印於軟基板上 117
4.3 模具壓印奈米結構於表面降低反射率 119
第五章 結論 123
參考文獻 125

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