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高效率雙波段螢光白光有機發光二極體之研製
Dissertation

高效率雙波段螢光白光有機發光二極體之研製

王仲培
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 材料科學工程學系
2006

Abstract

雙波段螢光白光 有機發光二極體 主體材料 電洞傳輸材料 電子傳輸材料 透明導電陽極
本研究利用真空蒸鍍,製備一系列具單一發光層之雙波段螢光白光有機發光二極體(White organic light-emitting diodes,WOLEDs),所製備之WOLEDs,可分為兩部份探討。. 第一部份:高效率雙波段螢光白光有機發光二極體,分別利用三種不同主體材料:di(4-fluoro-phenyl)amino-di(styryl)biphenyl (DSB)、9,10-di-(2-na-phthyl)-anthracene (ADN)與1-tert-butyl-9,10- bis(2-nap-htyl)-anthracene (BANE),並選用紅光染料4-(dicyano- me-thylene)-2-meth-yl-6-(julolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran (DCM2),所搭配的電洞傳輸材料為N,N’-bis-(1- naphthy)-N,N’di- phenyl-1,1’- biphenyl4-4’-diamine (NPB),電子傳輸材料為1,3,5- tris(N-phenyl- benzimidazol-2-yl)benzene (TPBi);利用溶劑預溶混合主、客體發光材料,再將乾燥所得之混合物作為蒸鍍源,所得WOLEDs元件結構依序為透明導電陽極ITO(1250 Å)/電洞傳輸層NPB(450 Å)/發光層(250 Å)/電子傳輸層TPBi(400 Å)/電子注入層LiF(8 Å)/陰極Al(1500 Å);當以DSB為主體材料,DCM2摻雜濃度為0.15 wt%時,所得的雙波段泛白光元件中,在亮度為100 cd/m2時,發光效率最大可達14.8 lm/W或15.6 cd/A,其CIE色座標為(0.424, 0.441),元件最大發光亮度可達24,600 cd/m2;獲此高效率的原因可歸因為:一、高效率藍綠光DSB主體材料之選擇,二、具有高Förster能量轉移效率之主、客體發光系統,可使電子-電洞產生之激態能量,有效轉移給客發光分子;三、能階適當之元件設計,使電洞、電子容易注入發光層,進而被侷限於單一發光層中,增加發光效率。 第二部份:可撓式高效率白光有機發光二極體,選用PES做為可撓式OLEDs基材,這是因為PET之表面粗糙度大於PES,而表面粗糙度是影響元件表現的重要因素,再利用磁控濺鍍法於PES上製備透明導電陽極ITO,並於ITO與PES之間鍍製不同厚度之SiO2薄膜,以降低表面粗糙度,其SiO2薄膜最佳厚度為150 Å,ITO電阻率為3.9 × 10-4 Ω-cm,Rms為14 ± 1 Å。元件結構為PES/SiO2(150Å)/ITO (500Å)/NPB(500 Å)/發光層 (350 Å)/TPBi (400 Å)/LiF (8 Å)/Al (1500 Å),ITO鍍製溫度為200℃,可在廣義白光範圍得到最大亮度為9,000□cd/m2,最大發光效率為13.2 lm/W,在元件亮度為100 cd/m2時,其CIE色座標為(0.391, 0.438)。獲此高效率的原因可歸因為:一、最適化之SiO2薄膜厚度(150 Å)以降低PES表面粗糙度,二、高溫鍍製(200℃)ITO薄膜,具有最佳之導電性質。

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