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研究生:邱浩志
研究生(外文):hao-Chih Chiu
論文名稱:以芴為核心之主體材料應用在有機發光元件
論文名稱(外文):Fluorene-based host materials applied in PhOLEDs
指導教授:洪文誼
指導教授(外文):Wen-Yi Hung
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:有機發光二極體電致磷光元件
外文關鍵詞:OLEDPhOLED
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本論文研究以新穎的主體材料製備成磷光發光元件,透過測量有機材料的物理特性、熱穩定性和載子遷移率特性,並加以製備成元件,進而探討新穎的主體材料在元件中的特性及表現。
第一部分,以茚芴基為核心的純碳氫主體材料,它擁有優異的形態穩定性 (Tg = 171 C) 、非常快的載子遷移率 (μh = 5  10–3 cm2/Vs) 和適合的三重態能隙 (ET1 = 2.52 eV) 等材料特性,從而將它應用在電致磷光元件上作為主體材料。綠光電致磷光元件不僅同時擁有高亮度、高效率和非常低的驅動電壓,且僅需5 V即可達到10,000 cd/m2的亮度,而在這麼高的亮度下,還能維持相當高的外部量子效率和功率效率。
第二部分,螺旋結構的雙極性主體材料CSC具有優異的熱穩定性、合適的三重態能隙、適當的能階和平衡的電子及電洞遷移率。成功的實現高效率單層電致磷光元件,使用(PPy)2Ir(acac)作為綠光客體材料的單層綠光電致磷光元件,在1,000 cd/m2 (8 V) 的亮度下,具有高達8.3 % (31.4 cd/A) 的外部量子效率。
第三部分,我們將三聚腈為核心的材料 (3P-T2T) 作為主體並摻雜綠光客體材料製備成綠光元件達到高功率效率 (p ~ 71.6 lm/W) 。

In this thesis, we study new host materials to apply in PhOLEDs. The morphological, thermal, and photophysical properties and carrier mobility of these host materials are affected the device performance.
In the first part of the work, the pure-hydrocarbon indenofluorene possesses a suitable triplet energy level (ET1 = 2.52 eV), excellent morphological stability (Tg = 171 C), and high hole mobility (μh = 5  10–3 cm2/Vs) that make it an effective host material for green phosphorescent OLEDs, providing high brightness (10,000 cd/m2) at extremely low operating voltage (5 V), with an external quantum efficiency of 14% (53.5 cd/A) and a peak power efficiency of 63 lm/W.
In the second part of the work, a spiro-configured bipolar molecule (CSC) that possesses high triplet energy, suitable energy levels, and balanced ambipolar carrier mobilities was successfully applied as an efficient host material, compatible with various iridium-based green phosphors, to realize highly efficient single-layer PhOLEDs of a maximum external quantum efficiency up to 8.3% (31.4 cd/A) at a practical brightness of 1000 cd/m2 (8 V).
In the third part of the work, we found that a series of 1,3,5-triazine core materials could be used as ET-type host materials. 3P-T2T-based devices achieved high power efficiency (p) of 71.6 lm/W.

目錄
第一章 序論 9
1-1 有機發光二極體元件 9
1-2 論文架構 12
第二章 實驗方法 14
2-1 緒論 14
2-2 有機材料昇華純化 14
2-3 熱物理性質 15
2-4 光物理量測 16
2-5 能階量測 16
2-6 Time-Of-Flight (TOF) mobility量測 17
2-7 有機發光元件製備 18
2-8 發光元件之量測 19
第三章 茚芴基為主體製備高效能高亮度綠光、紅光電致磷光元件 21
3-1 緒論 21
3-2 文獻探討 22
3-3 結果與討論 24
3-3.1 SInF3特性分析及元件應用 24
3-3.2 延伸共軛長度 30
3-6 結論 38
第四章 旋環雙芴基為主之雙極性主體材料製備高效率綠光及紅光電致磷光元件 41
4-1 緒論 41
4-2 文獻探討 42
4-3 結果與討論 44
4-3.1 CSC特性分析及元件應用 44
4-3.2 改變不同推電子基團 (donor) 50
4-6 結論 62
第五章 利用具電子傳輸特性之1,3,5-三聚腈為主體材料製作高效率綠光發光元件 65
5-1 緒論 65
5-2 文獻探討 66
5-3 材料特性分析 68
5-4 元件應用 71
5-5 結論 76


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[5] R. J. Holmes, S. R. Forrest, Y.-J. Tung, R. C. Kwong, J. J. Brown, S. Garon and M. E. Thompson, Appl. Phys. Lett. 82, 2422 (2003)
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