帳號:guest(54.224.124.217)          離開系統
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  

詳目顯示

以作者查詢圖書館館藏以作者查詢臺灣博碩士論文系統以作者查詢全國書目
作者(中文):周昆儀
論文名稱(中文):利用串聯式結構製備長壽命類燭光有機發光二極體
論文名稱(外文):Long Lifetime Candle Light-style Organic Light Emitting Diode Based on Tandem Structure
指導教授(中文):周卓煇
口試委員(中文):周卓煇
陳建添
岑尚仁
蔡豐羽
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學號:101031593
出版年(民國):103
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:串聯式有機發光二極體類燭光
相關次數:
  • 推薦推薦:0
  • 點閱點閱:107
  • 評分評分:*****
  • 下載下載:0
  • 收藏收藏:0
蠟燭光因為橘光、紅光的含量較多,而藍光的含量極低,因此為人體友善的安全夜用光源,且能營造出令人放鬆、羅曼蒂克的氛圍;然而,其能量效率低、燃燒時會產生黑煙且有燒燙傷之風險,尋找其他兼具節能與安全的替代光源,極其重要,因此,本研究利用有機發光二極體(organic light emitting diode, OLED)照明技術,製備出一節能且生理友善,光色像燭光的光源,此類燭光OLED的色溫為1,875 K,與蠟燭的色溫1,900 K相當接近,能量效率31.8 lm/W,至少為蠟燭的300倍;而為真正落實照明的應用,OLED元件必須能夠在高亮度下長時間使用,為此,本研究採用串聯式結構,使元件能以較低的操作電流,達到較高的亮度而讓元件壽命提升;以電流密度20 mA/cm2時為例,典型與串聯式OLED元件的電流效率分別為20.5與42.5 cd/A、亮度分別為4,085與8,755 cd/m2,因此證明元件的電流效率與亮度會隨著串聯個數的增加而倍數增加,而以起始亮度10,000 cd/m2做壽命測試,衰減至起始亮度的80%所需的時間分別為50.3及110.5小時,若以外插之方式,且換算至起始亮度為1,000 cd/m2時,半衰期分別為12,000及31,000小時;而為更進一步提升元件壽命,本研究亦調變發光層主體與共主體比例、中間連接層n-dopant摻雜濃度及發光層厚度,得出一色溫1,750 K、能量效率30.9 lm/W、壽命34,000小時之兼具高效率與長壽命的類燭光OLED。
摘要 I
英文摘要 II
致謝 IV
目錄 VIII
表目錄 XI
圖目錄 XII
壹、緒論 1
貳、文獻回顧 4
2-1、有機發光二極體的歷史發展 4
2-2、有機發光二極體之發光原理 18
2-3、能量轉移機制 25
2-4、光色定義 28
2-5、元件效率 29
2-6、有機發光二極體壽命的測定 31
2-7、有機發光二極體之材料發展 31
2-7-1、陽極材料 32
2-7-2、電洞注入材料 32
2-7-3、電洞傳輸材料 33
2-7-4、電子傳輸材料 34
2-7-5、電子注入材料 35
2-7-6、陰極材料 35
2-8、串聯式有機發光二極體之發展 36
2-9、串聯式有機發光二極體中間層電荷產生機制探討 49
參、實驗方法 52
3-1、本研究所使用之材料 52
3-2、元件設計及製備 52
3-2-1、元件電路設計 52
3-2-2、ITO基材清潔與表面前處理 53
3-2-3、真空熱蒸鍍機裝置 54
3-2-4、發光層之製備 56
3-2-5、成膜鍍率測定 56
3-2-6、串聯式OLED元件之製備 56
3-3、元件封裝 57
3-4、元件光電特性、壽命量測 57
肆、結果與討論 60
4-1、元件結構 60
4-1-1、典型元件結構 61
4-1-2、串聯式元件結構 62
4-1-3、典型與串聯式OLED之比較 63
4-2、主體與共主體比例對串聯式元件的影響 68
4-3、n-dopant摻雜濃度對串聯式元件的影響 71
4-4、發光層厚度對串聯式元件的影響 74
伍、結論 77
陸、參考文獻 78
附錄、個人著作目錄 88
[1] C. Potera, Environ. Health Perspect., 108, A165-A165 (2000)
[2] A. Panzer, Med. Hypotheses, 50, 385-387 (1998)
[3] M. Sato, T. Sakaguchi and T. Morita, Biol. Rhythm Res., 36, 287-292 (2005)
[4] T. Kozaki, S. Koga, N. Toda, H. Noguchi and A. Yasukouchi, Neurosci. Lett., 439, 256-259 (2008)
[5] G. C. Brainard, B. A. Richardson, T. S. King and R. J. Reiter, Brain Research, 294, 333-339 (1984)
[6] S. M. Pauley, Med. Hypotheses, 63, 588-596 (2004)
[7] S. W. Lockley, G. C. Brainard and C. A. Czeisler, J. Clin. Endocrinol. Metab., 88, 4502-4505 (2003)
[8] A. B. Hargadon and Y. Douglas, Admin. Sci. Quart. 46, 476-501 (2001)
[9] R. F. Service, Science, 310, 1762-1763 (2005)
[10] F. So, J. Kido and P. Burrows, Mrs Bulletin, 33, 663-669 (2008)
[11] J. H. Jou, C. P. Wang, M. H. Wu, H. W. Lin, H. C. Pan and B. H. Liu, J. Mater. Chem., 20, 6626-6629 (2010)
[12] J. Kido, M. Kimura and K. Nagai, Science, 267, 1332-1334 (1995)
[13] C. H. Huang and T. M. Chen, J. Phys. Chem. C, 115, 2349-2355 (2011)
[14] C. H. Huang and T. M. Chen, Inorg. Chem., 50, 5725-5730 (2011)
[15] T. W. Kuo, C. H. Huang and T. M. Chen, Opt. Express, 18, A231-A236 (2010)
[16] W. R. Liu, C. H. Huang, C. P. Wu, Y. C. Chiu, Y. T. Yeh and T. M. Chen, J. Mater. Chem., 21, 6869-6874 (2011)
[17] W. R. Liu, C. W. Yeh, C. H. Huang, C. C. Lin, Y. C. Chiu, Y. T. Yeh and R. S. Liu, J. Mater. Chem., 21, 3740-3744 (2011)
[18] R. M. Farrell, E. C. Young, F. Wu, S. P. DenBaars and J. S. Speck, Semicond. Sci. Technol., 27, 024001 (2012)
[19] D. A. Browne, E. C. Young, J. R. Lang, C. A. Hurni and J. S. Speck, J. Vac. Sci. Technol. A, 30, 041513 (2012)
[20] H. P. Zhao, G. Y. Liu, J. Zhang, J. D. Poplawsky, V. Dierolf and N. Tansu, Opt. Express, 19, A991-A1007 (2011)
[21] H. P. Zhao, G. Y. Liu, X. H. Li, G. S. Huang, J. D. Poplawsky, S. T. Penn, V. Dierolf and N. Tansu, Appl. Phys. Lett., 95, 061104 (2009)
[22] J. Zhang and N. Tansu, J. Appi. Phys., 110, 113110 (2011)
[23] H. P. Zhao, G. Y. Liu and N. Tansu, Appl. Phys. Lett., 97, 131114 (2010)
[24] T. Akasaka, H. Gotoh, Y. Kobayashi and H. Yamamoto, Adv. Mater., 24, 4296-4300 (2012)
[25] S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lussem and K. Leo, Nature, 459, 234-238 (2009)
[26] S. J. Su, E. Gonmori, H. Sasabe and J. Kido, Adv. Mater., 20, 4189-4194 (2008)
[27] Y. H. Chen, J. S. Chen, D. G. Ma, D. H. Yan and L. X. Wang, Appl. Phys. Lett., 99, 1033021 (2011)
[28] T. C. Rosenow, M. Furno, S. Reineke, S. Olthof, B. Lussem and K. Leo, J. Appl. Phys., 108, 113113 (2010)
[29] M. T. Lee, M. T. Chu, J. S. Lin and M. R. Tseng, J. Phys. D: Appl. Phys., 43, 442003 (2010)
[30] T. H. Han, Y. Lee, M. R. Choi, S. H. Woo, S. H. Bae, B. H. Hong, J. H. Ahn and T. W. Lee, Nat. Photonics, 6, 105-110 (2012)
[31] Y. S. Tyan, J. Photon. Energy, 1, 011009 (2011)
[32] J. Birnstock, G. He, S. Murano, A. Werner and O. Zeika, SID 08 DIGEST, 38, 822-825 (2008)
[33] J. H. Jou, M. H. Wu, S. M. Shen, H. C. Wang, S. Z. Chen, S. H. Chen, C. R. Lin and Y. L. Hsieh, Appl. Phys. Lett., 95, 013307 (2009)
[34] J. H. Jou, S. H. Chen, S. M. Shen, Y. C. Jou, C. H. Lin, S. H. Peng, S. P. Hsia, C. W. Wang, C. C. Chen and C. C. Wang, J. Mater. Chem., 21, 17850-17854 (2011)
[35] J. H. Jou, M. C. Tang, P. C. Chen, Y. S. Wang, S. M. Shen, B. R. Chen, C. H. Lin, W. B. Wang, S. H. Chen, C. T. Chen, F. Y. Tsai, C. W. Wang, C. C. Chen and C. C. Wang, Org. Electron., 13, 1349-1355 (2012)
[36] J. H. Jou, C. Y. Hsieh, J. R. Tseng, S. H. Peng, Y. C. Jou, J. H. Hong, S. M. Shen, M. C. Tang, P. C. Chen and C. H. Lin, Adv. Funct. Mater., 23, 2750-2757 (2013)
[37] L. S. Liao, K. P. Klubek and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 84, 167-169 (2004)
[38] A. Bernanose, M. Conet and P. Vouauzx, J. Chim. Phys. PCB., 50, 64-68 (1953)
[39] M. Pope, P. Magnante and H. P. Kallmann, J. Chem. Phys., 38, 2042-2043 (1963)
[40] W. Helfrich and W. G. Schneide, Phys. Rev. Lett., 14, 229-231 (1965)
[41] W. Helfrich and W. G. Schneide, J. Chem. Phys., 44, 2902-2909 (1966)
[42] P. S. Vincett, W. A. Barlow, R. A. Hann and G. G. Roberts, Thin Solid Films, 94, 171-183 (1982)
[43] R. H. Partridge, Polymer, 24, 733-738 (1983)
[44] C. W. Tang and S. A. Vanslyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913-915 (1987)
[45] S. A. Vanslyke, C. W. Tang and L. C. Robert, US Patent., No. 4720432 (1988)
[46] C. W. Tang, S. A. Vanslyke and C. H. Chen, J. Appl. Phys., 65, 3610-3616 (1989)
[47] J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burns, and A. B. Holmes, Nature, 347, 539-541 (1990)
[48] R. H. Friend, J. H. Burroughes, and D. D. Bradley, US. Patent, No. 5247190 (1993)
[49] C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui and S. Saito, Jpn. J. Appl. Phys., 27, L713-L715 (1988)
[50] M. Era, C. Adachi, T. Tsutsui, and S. Saito, Chem. Phys. Lett., 178, 488-490 (1991)
[51] J. Kido, K. Honggawa, K. Okuyama and K. Nagai, Appl. Phys. Lett., 64, 815-817 (1994)
[52] J. Kido, M. Kimura and K. Nagai, Science, 267, 1332-1334 (1995)
[53] L. S. Hung, C. W. Tang and M. G. Mason, Appl. Phys. Lett., 70, 152-154 (1997)
[54] G. E. Jabbour, B. Kippelen, N. R. Armstrong and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett., 73, 1185-1187 (1998)
[55] J. Kido and T. Mazukami, US. Patent, No. 6013384 (2000)
[56] M. A. Baldo, D. F. O'Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson and S. R. Forrest, Nature, 395, 151-154 (1998)
[57] C. Adachi, M. A. Baldo, M. E. Thompson and S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 90, 5048-5051 (2001)
[58] J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz and K. Leo, Appl. Phys. Lett., 73, 729-731 (1998)
[59] J. Kido and T. Matsumoto, Appl. Phys. Lett., 73, 2866-2868 (1998)
[60] J. S. Huang, M. Pfeiffer, A. Warner, J. Blochwitz, K. Leo and S. Y. Liu, Appl. Phys. Lett., 80, 139-141 (2002)
[61] Y. Shao and Y. Yang, Appl. Phys. Lett., 85, 073510 (2005)
[62] J. H. Jou, Y. S. Chiu, C. P. Wang, R. Y. Wang and C. Hu, Appl. Phys. Lett., 88, 193501 (2006)
[63] Y. Sun and S. R. Forrest, Nat. Photonics, 2, 483-487 (2008)
[64] Z. B. Wang, M. G. Helander, J. Qiu, D. P. Puzzo, M. T. Greiner, Z. M. Hudson, S. Wang, Z. W. Liu and Z. H. Lu, Nat. Photonics, 5, 753-757 (2011)
[65] T. H. Han, Y. Lee, M. R. Choi, S. H. Woo, S. H. Bae, B. H. Hong, J. H. Ahn and T. W. Lee, Nat. Photonics, 6, 105-110 (2012)
[66] H. Uoyama, K. Goushi, K. Shizu, H. Nomura and C. Adachi, Nature, 492, 234-238 (2012)
[67] A. Dodabalapur, Solid State Commun., 102, 259-267 (1997)
[68] W. D. Gill, J. Appl. Phys., 43, 5033-5040 (1972)
[69] U. Wolf, V. I. Arkhipov and H. Bassler, Phys. Rev. B, 59, 7507-7513 (1999)
[70] S. Barth, U. Wolf, H. Bassler, P. Muller, H. Riel, H. Vestweber, P. E. Seidler and W. Riess, Phys. Rev. B, 60, 8791-8797 (1999)
[71] M. A. Lampert and P. Mark, New York, Academic Press (1970)
[72] P. N. Murgatro, J. Phys. D: Appl. Phys., 3, 151-156 (1970)
[73] M. A. Baldo, D. F. O'Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson and S. R. Forrest, Nature, 395, 151-154 (1998)
[74] L. G. Thompson and S. E. Webber, J. Phys. Chem., 76, 221 (1972)
[75] T. Förster, Ann. Physik, 437, 55-75 (1948)
[76] L. Dexter, J. Chem. Phys., 21, 836-850 (1953)
[77] M. Klessonger and J. Michl, “Excited Stated and Photochemistry of Organic Molecules”, VCH Publishers, New York (1995)
[78] C. I. d. L. e. (CIE), Publication Report No. 15.2, Colorimetry (1986)
[79] S. A. VanSlyke, C. H. Chen and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 69, 2106-2162 (1996)
[80] C. Féry, B. Racine, D. Vaufrey, H. Doyeux and S. Cinà, Appl. Phys. Lett., 87, 213502 (2005)
[81] P. Wellmann, M. Hofmann, O. Zeika, A. Werner, J. Birnstock, R. Meerheim, G. He, K. Walzer, M. Pfeiffer and K. Leo, J. Soc. Inf. Display, 13, 393-397 (2005)
[82] J. Yang and J. Shen, J. Appl. Phys., 84, 2105-2111 (1998)
[83] Z. Liu, J. Pinto, J. Soares and E. Pereira, Synthetic Met., 122, 177-179 (2001)
[84] M. G. Mason, L. S. Hung, C. W. Tang, S. T. Lee, K. W. Wong and M. Wang, J. Appl. Phys., 86, 1688-1692 (1999)
[85] K. Sugiyama, H. Ishii, Y. Ouchi and K. Seki, J. Appl. Phys., 87, 295-298 (2000)
[86] S. A. VanSlyke, C. H. Chen and C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 69, 2160-2162 (1996)
[87] A. Elschner, F. Bruder, H. W. Heuer, F. Jonas, A. Karbach, S. Kirchmeyer and S. Thurm, Synthetic Met., 111, 139-143 (2000)
[88] G. Sakamoto, C. Adachi, T. Koyama, Y. Taniguchi, C. D. Merritt, H. Murata and Z. H. Kafafi, Appl. Phys. Lett., 75, 766-768 (1999)
[89] C. Giebeler, H. Antoniadis, D. D. C. Bradley and Y. Shirota, J. Appl. Phys., 85, 608-615 (1999)
[90] J. Lee, N. Chopra, S. H. Eom, Y. Zheng, J. G. Xue, F. So and J. M. Shi, Appl. Phys. Lett., 93, 123306 (2008)
[91] J. Shi, C. W. Tang and C. H. Chen, US. Patent, No. 5646948 (1997)
[92] T. Wakimoto, Y. Fukuda, K. Nagayama, A. Yokoi, H. Nakada and M. Tsuchida, IEEE T. Electron Dev., 44, 1245-1248 (1997)
[93] C. Ganzorig, K. Suga and M. Fujihira, Mat. Sci. Eng. B-Solid, 85, 140-143 (2001)
[94] T. Brown, R. Friend, I. Millard, D. Lacey, T. Butler, J. Burroughes and F. Cacialli, J. Appl. Phys., 93, 6159-6172 (2003)
[95] L. S. Hung, Thin Solid Films, 363, 47-50 (2000)
[96] T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N .Kawamura A. Yokoi and J. Kido, SID 03 DIGEST, 34, 979-981 (2003)
[97] L. S. Liao, K. P. Klubek, D. L. Comfort, C. W. Tang, US Patent 6717358 (2004)
[98] C. C. Chang, S. W. Hwang, C. H. Chen and J. F. Chen, Jpn. J. Appl. Phys., 43, 6418 (2004)
[99] C. C. Chang, J. F. Chen, S. W. Hwang and C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 87, 253501 (2005)
[100] C. W. Chen, Y. J. Lu, E. H. E. Wu and Yang Yang, Appl. Phys. Lett., 87, 241121 (2005)
[101] J. X. Sun, X. L. Zhu, H. J. Peng, M. Wong and H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett., 87, 093504 (2005)
[102] V. Bulovic, V. B. Khalfin, G. Gu, P. E. Burrows, D. Z. Garbuzov and S. R. Forrest, Phys. Rev. B, 58, 3730-3740 (1998)
[103] H. Kanno, R. J. Holmes, Y. Sun, S. K. Cohen and S. R. Forrest, Adv. Mater., 18, 339-342 (2006)
[104] H. Kanno, N. C. Giebink, Y. Sun and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 89, 023503 (2006)
[105] H. Zhang, Y. Dai and D. Ma, Appl. Phys. Lett., 91, 123504 (2007)
[106] M. H. Ho, T. M. Chen, P. C. Yeh, S. W. Hwang and C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 91, 233507 (2007)
[107] L. S. Liao, W. K. Slusarek, T. K. Hatwar, M. L. Ricks and D. L. Comfort, Adv. Mater., 20, 324-329 (2008)
[108] D. S. Leem, J. H. Lee, J. J. Kim and J. W. Kang, Appl. Phys. Lett., 93, 103304 (2008)
[109] L. Li, M. Guan, G. Cao, Y. Li and Y. Zeng, Solid State Commun., 150, 1683-1685 (2010)
[110] T. Chiba, Y. J. Pu, R. Miyazaki, K. Nakayama, H. Sasabe and J. Kido, Org. Electron., 12, 710-715 (2011)
[111] H. Sasabe, K. Minamoto, Y. J. Pu, M. Hirasawa and J. Kido, Org. Electron., 13, 2615-2619 (2012)
[112] X. Wu, W. Bi, Y. Hua, J. Sun, Z. Xiao, L. Wang and S. Yin, Appl. Phys. Lett., 102, 243302 (2013)
[113] S. Lee, H. Shin, and J. J. Kim, Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201400330 (2014)
[114] T. Tsutsui and M. Terai, Appl. Phys. Lett., 84, 440-442 (2004)
[115] J. Birnstock, G. He, S. Murano, A. Werner and O. Zeika, SID 08 DIGEST, 38, 822-825 (2008)
[116] V. Adamovich, P. A. Levermore, X. Xu, A. B.Dyatkin, Z. Elshenawy, M. S. Weaver, and J. J. Brown, SPIE Newsroom., DOI: 10.1117/2.1201110.003846 (2011)
[117] 陳正樺, 碩士論文, 國立清華大學材料學工程學系, 64 (2013)
 
 
 
 
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
* *