輔仁大學
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| 記錄編號 | 6260 |
|---|---|
| 狀態 | NC094FJU00065012 |
| 助教查核 | |
| 索書號 | |
| 學校名稱 | 輔仁大學 |
| 系所名稱 | 化學系 |
| 舊系所名稱 | |
| 學號 | 493336068 |
| 研究生(中) | 林冠宇 |
| 研究生(英) | Lin Kuan Yu |
| 論文名稱(中) | 以V2O5或TiO2做為注入層材料用以提升有機電激發光二極體之發光特性之研究 |
| 論文名稱(英) | The enhancement of electroluminescence of OLED by adding V2O5 or TiO2 as injection layer |
| 其他題名 | |
| 指導教授(中) | 張鎮平 |
| 指導教授(英) | Chang Chen Pin |
| 校內全文開放日期 | |
| 校外全文開放日期 | |
| 全文不開放理由 | |
| 電子全文送交國圖. | |
| 國圖全文開放日期. | |
| 檔案說明 | |
| 電子全文 | |
| 學位類別 | 碩士 |
| 畢業學年度 | 94 |
| 出版年 | |
| 語文別 | 中文 |
| 關鍵字(中) | 有機發光二極體 五氧化二釩 二氧化鈦 蕭基特接觸 穿歲效應 |
| 關鍵字(英) | OLED, vanadium pentoxide, titanium oxide, Schottky contact, Fowler-Nordheim tunneling |
| 摘要(中) | 本實驗從基本的Organic Light-Emitting Diodes（OLEDs）元件著手，元件的結構為ITO/NPB（500?）/Alq3（500?）/LiF（10?）/Al（1000?），在這基本結構中加入vanadium pentoxide （V2O5）與titanium oxide （TiO2）層，研究V2O5層與TiO2層用於元件中的最佳位置與最佳厚度，由實驗中發現V2O5層蒸鍍在陽極ITO電極與電洞傳輸層之間，厚度為20?，元件的發光效率與亮度會有明顯地提升（在電流密度100 mA/cm2時，發光效率為6.1 cd/A，這比沒有加入V2O5之元件的發光效率3.9 cd/A提升了56％；亮度由3957 cd/m2增加到6087 cd/m2，提升了54％），元件的起始電壓會由原本的5.97V下降到4.72V。若在元件中加入TiO2，那它位於電子傳輸層與陰極Al電極之間，且厚度為20 ?元件的整體效果會最好（在電流密度20 mA/cm2時，發光效率為3.71 cd/A，這比單純沒有加入TiO2之元件的發光效率3.03 cd/A提升了22％；亮度由608.53 cd/m2增加為746.24 cd/m2，提升了23％），起始電壓也會由原本的5.97V下降到4.66V。因此知道元件中加入V2O5或TiO2會提升元件的發光特性。 當元件中同時加入V2O5與TiO2元件的電流密度與亮度會下降，但發光效率卻會變好，若能改變V2O5或TiO2會的厚度，找到最佳平衡電子電洞遷移率的厚度，將有機會提升元件的發光特性。 |
| 摘要(英) | In this experiment I have added layers of V2O5 and TiO2 to the fundamental components of Organic Light-Emitting Diodes（OLEDs）. The original form of OLEDs is ITO/NPB（500?）/Alq3（500?）/LiF（10?）/Al（1000?.）In the first experiment, I put a layer of vanadium pentoxide（V2O5）into the OLED in order to find the proper position and thickness of the additional layer. From the result of this experiment, I found that a V2O5 layer which is 20? between the ITO and hole transport layers results in an obvious increase of luminous efficiency and luminance. Following are the details of my experiment. Under the condition of current density 100mA/cm2, OLEDs with a V2O5 layer have 1.56 greater luminous efficiency and 1.54 greater luminance of the OLEDs without V2O5 layer. (Luminous efficiency and luminance of The OLEDs with V2O5 layer is 6.1cd/A and 6087cd/m2, and luminous efficiency and luminance of The OLEDs without V2O5 layer is 3.9cd/A and 3957cd/m2) The turn-on voltage of the device changes from 5.97V into 4.72V. In the second experiment, I put TiO2 with a thickness of 20? into the original OLEDs between the electron transport layer and the cathode. This configuration shows the best electroluminous properties of the device. Details are shown below: Under the condition of current density 20mA/cm2, The OLEDs with TiO2 layer have 1.22 times greater luminous efficiency and 1.23 times greater luminance of the OLEDs without TiO2 layer. (Luminous efficiency and luminance than the OLEDs with TiO2 layer is 3.71cd/A and 746.24 cd/m2, and luminous efficiency and luminance of the OLEDs without TiO2 layer is 3.03cd/A and 608.53cd/m2). In the meantime, the turn-on voltage of the device would changes from 5.97V into 4.66V. Therefore, OLEDs with V2O5 or TiO2 have increased electroluminance. |
| 論文目次 | 目錄 摘要----------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要-------------------------------------------------Ⅱ 目錄----------------------------------------------------Ⅲ 附表目錄-------------------------------------------------Ⅴ 附?目錄-------------------------------------------------Ⅵ 第壹章 序論---------------------------------------------1 1.1 前言-------------------------------------------------1 1.2 文獻回顧----------------------------------------------2 1.3 OLED元件的基本結構-------------------------------------3 第貳章 理論簡介------------------------------------------7 2.1 發光效?25% S*+75% T*??------------------------------7 2.2 主客體能量轉換-----------------------------------------8 2.3 OLED發光原理------------------------------------------10 2.4 OLED的色彩鑑定-----------------------------------------11 2.5 單位與公式---------------------------------------------14 2.6 Fowler-Noedheim tunneling-----------------------------16 2.7 載子遷移率---------------------------------------------21 2.8 注入電流-----------------------------------------------25 第參章 實驗儀器設備與實驗藥品-------------------------------29 第肆章 OLED元件製作與量測----------------------------------32 4.1 ITO玻璃基板製作-----------------------------------------32 4.2 蒸鍍前的準備工作----------------------------------------32 4.3 元件的量測----------------------------------------------33 4.4 Alq3綠光元件的校正--------------------------------------35 4.5 Alq3摻雜DCJTB紅光元件的校正------------------------------36 第伍章 實驗結果與討論--------------------------------------37 5.1 改變V2O5在元件中的位置-----------------------------------37 5.2 V2O5作為電洞注入層改變厚度探討----------------------------43 5.3改變TiO2在元件中的位置------------------------------------53 5.4 TiO2作為電子注入層改變厚度做探討--------------------------59 5.5 元件中同時加入V2O5與TiO2之探討---------------------------68 第陸章 結論-----------------------------------------------78 參考文獻----------------------------------------------------80 附表目錄 表一 綠光元件校正比較表-----------------------------------------------35 表二 紅光元件校正比較表-----------------------------------------------36 表三 改變V2O5在元件中位置，在電流密度20 mA/cm2比較表--------------------38 表四 改變V2O5的厚度 半波寬、最大波峰位置、最大亮度以及起始電壓比較表-------46 表五 改變V2O5厚度能障高度(barrier height)比較表------------------------46 表六 改變V2O5厚度，在電流密度20 mA/cm2比較表---------------------------46 表七 改變V2O5厚度，在電流密度100 mA/cm2比較表--------------------------46 表八 計算元件在電流密度20 mA/cm2時的注入電子電洞電流---------------------46 表九 改變TiO2在元件中位置，在電流密度20 mA/cm2比較表--------------------54 表十 改變TiO2的厚度 半波寬、最大波峰位置、最大亮度以及起始電壓比較表-------62 表十一 電流密度20 mA/cm2改變TiO2厚度之比較表---------------------------62 表十二 改變TiO5厚度能障高度(barrier height)比較表----------------------62 表十三 電流密度20 mA/cm2比較表----------------------------------------71 表十四 流密度100 mA/cm2比較表-----------------------------------------71 附圖目錄 圖一 OLED元件結構圖---------------------------------------------------3 圖二 OLED發光原理圖--------------------------------------------------10 圖三 三原色之光波函數-------------------------------------------------12 圖四 色度座標圖------------------------------------------------------13 圖五 Fowler-Nordheim Tunneling適用條件-------------------------------18 圖六 元件中之電場強度圖-----------------------------------------------19 圖七 Fowler-Nordheim穿隧模式-----------------------------------------19 圖八 Richardson-Schottky熱注入模式-----------------------------------20 圖九 ln(I/F2)對1/F作圖-----------------------------------------------20 圖十 符合space-charge limited之區間----------------------------------23 圖十一 ln(JL3/V2)對√(V/L)作圖---------------------------------------24 圖十二 電子電洞濃度圖-------------------------------------------------27 圖十三 界面能障圖----------------------------------------------------28 圖十四 軟體介面圖----------------------------------------------------33 圖十五 綠光元件發光圖------------------------------------------------ 35 圖十六 紅光元件發光圖------------------------------------------------ 36 圖十七 改變V2O5在元件中位置之電流密度對電壓作---------------------------39 圖十八 改變V2O5在元件中位置之亮度對電壓作圖-----------------------------39 圖十九 改變V2O5在元件中位置之亮度對電流密度作圖--------------------------40 圖二十 改變V2O5在元件中位置之發光效率對電流密度作圖----------------------40 圖二十一 改變V2O5在元件中位置之外部量子效率對電流密度作圖-----------------41 圖二十二 V2O5位於ITO電極與NPB之間之能階圖------------------------------41 圖二十三 V2O5位於發光層與電子傳輸層之間之能階圖--------------------------42 圖二十四 V2O5位於電洞傳輸層與發光層之間之能階圖--------------------------42 圖二十五 改變V2O5的厚度之電流密度對電壓作圖-----------------------------47 圖二十六 改變V2O5的厚度之亮度對電壓作圖---------------------------------47 圖二十七 改變V2O5的厚度之亮度對電流密度作圖-----------------------------48 圖二十八 改變V2O5的厚度之發光效率對電流密度作圖--------------------------48 圖二十九 改變V2O5的厚度之外部量子效率對電流密度作圖----------------------49 圖三十 元件中無V2O5層之barrier height換算圖---------------------------49 圖三十一 元件中V2O5層厚度10?之barrier height換算圖---------------------50 圖三十二 元件中V2O5層厚度20?之barrier height換算圖---------------------50 圖三十三 元件中V2O5層厚度40?之barrier height換算圖---------------------51 圖三十四 改變V2O5厚度之穿隧電流圖--------------------------------------51 圖三十五 改變V2O5厚度之注入電洞電流密度圖-------------------------------52 圖三十六 改變V2O5厚度之電激發光光譜圖----------------------------------52 圖三十七 改變TiO2在元件中位置之電流密度對電壓作圖------------------------55 圖三十八 改變TiO2在元件中位置之亮度對電壓作圖---------------------------55 圖三十九 改變TiO2在元件中位置之亮度對電流密度作圖------------------------56 圖四十 改變TiO2在元件中位置之發光效率對電流密度作圖----------------------56 圖四十一 改變TiO2在元件中位置之外部量子效率對電流密度作圖-----------------57 圖四十二 TiO2位於電子傳輸層Alq3與LiF之間能階圖--------------------------57 圖四十三 TiO2位於發光層Alq3與電子傳輸層Alq3之間能階圖-------------------58 圖四十四 TiO2位於電洞傳輸層NPB與發光層Alq3之間能階圖--------------------58 圖四十五 改變TiO2的厚度之電流密度對電壓作圖-----------------------------63 圖四十六 改變TiO2的厚度之亮度對電壓作圖---------------------------------63 圖四十七 改變TiO2的厚度之亮度對電流密度作圖-----------------------------64 圖四十八 改變TiO2的厚度之發光效率對電流密度作圖--------------------------64 圖四十九 改變TiO2的厚度之外部量子效率對電流密度作圖----------------------65 圖五十 元件中TiO2層厚度20?之barrier height換算圖-----------------------65 圖五十一 元件中TiO2層厚度40?之barrier height換算圖---------------------66 圖五十二 元件中TiO2層厚度60?之barrier height換算圖---------------------66 圖五十三 改變TiO2厚度之穿隧電流圖--------------------------------------67 圖五十四 改變TiO2厚度之注入電子電流密度圖-------------------------------67 圖五十五 電流密度對電壓圖---------------------------------------------72 圖五十六 亮度對電壓圖-------------------------------------------------72 圖五十七 亮度對電流密度圖---------------------------------------------73 圖五十八 發光效率對電流密度圖------------------------------------------73 圖五十九 外部量子效率對電流密度圖--------------------------------------74 圖六十 元件中同時加入V2O5與TiO2層之能階圖------------------------------74 圖六十一 電激發光圖---------------------------------------------------75 圖六十二 色度座標圖---------------------------------------------------75 圖六十三 元件中加入V2O5層（20?）的發光元件------------------------------76 圖六十四 元件中加入TiO2層（20?）的發光元件------------------------------76 圖六十五 元件中同時加入V2O5層（20?）與TiO2層（20?）的發光元件------------77 |
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| 論文頁數 | 83 |
| 附註 | |
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