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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃彥士
研究生(外文):Huang Yen-Shih
論文名稱:全波段白光有機電致發光元件
論文名稱(外文):Full Spectrum White Organic Electroluminescent Device
指導教授:周卓煇
指導教授(外文):Jwo - Huei Jou
學位類別:博士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:有機電致發光元件白光全波段
外文關鍵詞:Organic electroluminescent DeviceWhite emissionFull spectrum
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中文摘要
本研究提出一高效率且全波段白光有機電致發光元件結構。於本論文中,依所使用的材料及元件發光原理的不同,將白光元件區分為兩個系統,一為螢光白光系統,其元件結構為ITO / CuPc / NPB / DCM2 : DPVBi / Alq3 : coumarin 6 / Alq3 / LiF / Al;另一為磷光白光系統,其元件結構為ITO / NPB / DPVBi : DSA / CBP : DCM2 : Ir(ppy)3 / BCP /Alq3 : Li / Al。
螢光白光元件的起始驅動電壓為2.5 V,當元件在發光亮度為15 cd/m2時,有最高發光效率5 lm/W,且於9 V偏壓下,發光亮度可達8900 cd/m2。螢光白光元件之電致發光光譜,涵蓋紅光分子DCM2發光波長560 nm ,藍光分子DPVBi發光波長 450 nm,及綠光分子coumarin 6發光波長 515 nm;其白光光譜色座標位置為(X=0.30 ,
Y=0.36)。
磷光白光元件的起始驅動電壓為2.5 V,當發光亮度為60 cd/m2 時,有最高發光效率 12 lm/W,且於9 V偏壓下,發光亮度可達10000 cd/m2。磷光白光元件的電致發光光譜涵蓋可見光範圍,包含紅光分子DCM2發光波長580 nm ,藍光分子DSA發光波長 470 nm,及磷光綠光分子Ir(ppy)3發光波長 508 nm;其白光光譜色座標位置為 (X=0.35 , Y=0.41)。
In this thesis, we propose a high-efficiency and full spectrum white organic electroluminescent device structure. According to employing material, the devices can be divided two system. One is a fluorescent white organic electroluminescent device, the other is phosphorescent white organic electroluminescent device.
The fluorescent white device structure includes {Indium-Tin oxide glass substrate / CuPc / NPB / DPVBi doped with DCM2 / Alq3 doped with coumarin 6 / Alq3 / LiF / Al }. A white emission [Commission Internationale de l’Eclairage 1931 chromaticity coordinate (X=0.30, Y=0.36)] exhibit full spectrum emission wavelength covering the three RGB peaks. The device turns on at 2.5 voltage. Its luminance is 8800 cd/m2 at 9 V, and the maximum efficiency is 5 lm/w.
The phosphorescent white device structure includes {Indium-Tin oxide glass substrate / NPB / DSA doped DPVBi / Ir(ppy)3 and DCM2 co-doped CBP / BCP / Li doped Alq3 / Al }. The device (X = 0.35, Y = 0.43) exhibits full spectrum emission wavelength covering the three RGB peaks, and has a maximum efficiency of 12 lm/w at 60 cd/m2 at current density of 3.8 ´ 10-1 mA/cm2. The device turns on at 2.5 V, and its luminance reaches 10500 cd/m2 at 9 V.
目錄…..…………………………………………………………………Ⅰ
獻…..……………………………………………………………………Ⅴ
致謝.……..…………..………………………………….……...….……VI
中文摘要.………….…………………………………………………VIII
英文摘要.………….……………………………………………………IX
表目錄.……………….…………………………………………………XI
圖目錄.……….………………………………………………..……….XII
壹、 緒論..……………………………………………………………..…1
貳、 文獻回顧..………………………………………………………..…5
2-1、有機電致發光元件發展起源………………………...………5
2-2、發光原理……………………….…………………………..…7
2-3、白光元件……..………………………………………………11
參、 研究構想..…………………………………………………………15
肆、 實驗方法..…………………………………………………………17
4-1、材料……..…..…………………………………….…………17
4-2、材料純化……………...……………………………..………18
4-3、分子蒸發速率之鑑定….……………………………………18
4-4、基材的清洗...…..……………………………………………18
4-5、ITO玻璃前處理……….…….………………………………19
4-6、元件之電路設計…….………….………..……..……………20
4-7、負電極的製備………………….……………………….……20
4-8、電致發光光譜量測.………………………….………………20
4-9、電流與電壓關係量測………………………………………..20
4-10、發光亮度量測..……………….…………...………………..21
4-11、發光效率計算.……………………...………………………21
4-12、ITO功函數量測…………………...………………………..22
伍、 結果與討論………………………………………………………..23
5-1、ITO玻璃前處理………………………………………………23
5-1-1、臭氧法………………………………………………23
5-1-2、電漿法………………………………………………23
5-1-3、ITO玻璃前處理對有機電致發光元件之影響…….23
5-2、螢光白光系統………………………………………………26
5-2-1、DCM2摻雜量對元件發光特性之影響…….……….26
5-2-1-1、元件結構與製程參數…………………………26
5-2-1-2、元件之電致發光光譜…………………………27
5-2-1-3、元件之電致發光光譜色座標…………………28
5-2-1-4、元件之面電流-電壓-亮度關係圖..……..……28
5-2-1-5、元件發光效率……………………………..…..29
5-2-2、DPVBi膜厚對白光元件發光特性之影響…….….…30
5-2-2-1、元件結構與製程參數…………………………30
5-2-2-2、元件之電致發光光譜…………………………30
5-2-2-3、元件之電致發光光譜色座標…………………30
5-2-2-4、元件之面電流-電壓-亮度關係………………31
5-2-2-5、元件發光效率…………………………………31
5-2-3、發光機制………………………………………….…32
5-2-4、白光元件能階之探討……….………...….…………33
5-2-5、白光元件覆合區域….…………………..…..………34
5-3、磷光白光元件………………………………………………..35
5-3-1、磷光綠光元件………….……….……....….……….35
5-3-1-1、元件結構與製程參數……….………………..36
5-3-1-2、元件之電致發光光譜……….….….…………36
5-3-1-3、元件之面電流-電壓-亮度關係圖……………36
5-3-2、藍綠光元件………….…………….………………..37
5-3-2-1、元件結構與製程參數…………. .…………….37
5-3-2-2、元件之電致發光光譜…………………………37
5-3-2-3、元件之面電流-電壓-亮度關係圖……………38
5-3-3、摻雜鋰於電子傳輸層對藍綠光元件之影響……….38
5-3-2-1、元件結構與製程參數…………………………38
5-3-2-2、元件之電致發光光譜…………………………39
5-3-2-3、元件之面電流-電壓-亮度關係圖……………39
5-3-4、磷光白光元件………….……….…………………...40
5-3-4-1、元件結構與製程參數…………………………40
5-3-4-2、元件之電致發光光譜…………………………40
5-3-4-3、元件之面電流-電壓-亮度關係圖……………40
5-3-4-4、發光機制………………………………………41
5-3-4-5、元件能階之探討………………………………42
陸、結論…………………………………………………………………44
柒、參考資料…………………………………………………………...46
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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