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研究生:曾美鳳
研究生(外文):Mei-Feng Tseng
論文名稱:共軛高分子在發光二極體與場效電晶體之整合
論文名稱(外文):Integration of Light-Emitting Diode and Field-Effect Transistor Based on Conjugated Polymers
指導教授:孟心飛
指導教授(外文):Prof. Hsin-Fei Meng
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:共軛高分子
外文關鍵詞:conjugated polymer
相關次數:
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本文的目的是為了在實驗上進一步將高分子半導體之發光二極體與電晶體結合,並探討其個別的基本特性。不同於其他實驗室的是我們結構中的LED與FET共享同一半導體層,並由單一旋轉塗佈製成。如此一來,免除了製程上高分子聚合物需要限制區域性(polymer pattering)的困難,也能順利發展於平面顯示器的應用上。我們也開始從適合當電晶體載子傳輸層的高分子聚合物中搜尋條件符合當發光二極體中電洞傳輸層(能夠降低電洞由陽極金屬進入發光層半導體的能障)的可能材料,在測試過程中,發現具有高遷移率的P3HT也同時符合當電洞傳輸層的條件,於是在製程上,將PLED中的電洞傳輸層與電晶體中的載子傳輸層使用同一種材料:P3HT,文中詳細的探討了P3HT在PLED中的基本特性,由實驗結果得知,只要甩上一層P3HT後再甩上一發光層,即能順利由電晶體所提供的較高電流來驅動以P3HT為電洞傳輸層的發光二極體。

The thesis is aimed at integration of polymer optoelectronic and electronic devices. We tried to combine both thin-film transistor (TFT) and polymer light emitting diodes (PLED) and study their basic characteristics respectively. But the LED and FET structure share the same semiconductor layer, avoiding the difficulties of polymer pattering .We search for the possible materials suitable simultaneously for carrier transport layer in TFT and the hole-transport layer (HTL) ,which decreases the hole injection barrier from the anode to emission layer in PLED. We find Poly(3-hexylthiophe) is a good choice. And we will discuss the characteristics of PLED using as HTL .Due to the high horizontal mobility of P3HT in thin-film transistor ,the TFT can provide enough current to drive the PLED .

摘要……………………………………………………………………… ….i
Abstract…………………………………………………………………….. .ii
致謝………………………………………………………………………….iii
目錄………………………………………………………………………… iv
章節
第一章 簡介………………………………………………………………….1
1-1 發展背景………………………………………………………………1
1-2 實驗動機………………………………………………………………3
第二章 材料特性和元件原理……………………………………………….5
2-1 材料特性………………………………………………………………5
2-1-1 MEH-PPV………………………………………………………5
2-1-2 P3HT……………………………………………………………6
2-1-3PEDOT-PSS……………………………………………………..8
2-2 元件原理………………………………………………………………8
2-2-1 薄膜電晶體-金氧半(MOS)理論………………………………8
1. 基本特色……………………………………………….………8
2. I-V特性………………………………………………………..10
2-2-2 發光二極體-金半(Metal-Semiconductor)界面………………13
1. 熱離子激發理論……………………………………………….13
2. 穿遂效應………………………………………………………14
3空間電荷限制電流(SCLC)……………………………………….16
4.電荷穿遂電流(SCTC)…………………………………………...17
5. LED元件特性……………………………………………..…..19
2-2-3 平面顯示器上的應用………………………………………...21
1. 被動模式……………………………………………………...22
2. 主動模式…………………………………………..………….22
第三章 實驗步驟與原件製作……………………………………………...23
3-1 實驗內容…………………………………………………………..23
3-1-1 實驗流程…………………………………………………..24
3-1-2 元件設計…………………………………………………..26
3-2 實驗原理 …………………………………………………………27
3-2-1 SEM(Scanning Electron Microscop)……………………….27
1. SEM基本原理和特性…………………...…………………...27
2. SEM在TFT製程上的應用…...………………………….......28
3. 電荷效應...………………………………………………....29
4. 鄰近效應...………………………………………………....29
5. 相關參數...………………………………………………....29
3-2-2 光學微影…………………………………………………..31
1.曝光儀器………………………………………………….…31
2.光阻特性…………………………………………………….32
3-3 實驗條件………………………………………………………….33
3-3-1清洗玻璃…………………………………………………...33
3-3-2 ITO pattern ………………………………………………...33
3-3-3源極-汲極的製作…………………………………………..34
3-3-5 發光二極體的製作………………………………………..35
第四章 實驗結果與分析…………………………………………………...36
4-1實驗數據…………………………………………………………...36
4-1-1不同來源的MEH-PPV的LED特性……………………36
4-1-2 FET結合LED:(PEDOT/MEH-PPV)…………………….37
4-1-3. P3HT 經過加熱後特性的改變………………………….41
1.水平結構………………………………………………....41
2.垂直結構-發光二極體…………………………………..…42
4-1-4.不同電洞傳輸層(P3HT/PEDOT)的比較……………...….49
4-2 改進方向…………………………………………………………55
第五章 總結………………………………………………………………56
其他相關主題………………………………………………...……….56
參考文獻……………………………………………………...……….58

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