第三章 實驗內容與結果分析
3.6 元件電激發光分析
標(0.328, 0.423)和(0.318, 0.427)，再者對固態照明極為重要的演色性係數 (CRI)而言，兩種元件在 3.1 伏特到 3.3 伏特間的演色性係數都可以維持在
當電流密度漸增且載子注入越多的情況下，載子就越容易能填入較高的 3 伏特的(1.7 %、1.7 cd/A、1.9 lm/W)、3.0 伏特的(3.2 %、5.4 cd/A、5.4 lm/W) 和 3.1 伏特的(3.2 %、6.2 cd/A、5.9 lm/W)，而元件二的情況分別為 2.9 伏 特的(5.6 %、9.2 cd/A、10.0 lm/W)、3.0 伏特的(7.4 %、14.8 cd/A、15.0 lm/W) 和 3.1 伏特的(6.3 %、13.4 cd/A、12.8 lm/W)，其單一摻雜元件 I 的效率就 和先前離子過渡金屬錯合物為基準的單一摻雜白光 LEC 約略相同，而雙 重摻雜元件 II 的效率卻高於單一摻雜元件 I 的兩倍多，且比現有文獻發表 的白光 LEC 還要高[14][15][41][47][51]，由於雙重摻雜薄膜和單一摻雜薄 膜的光激發光效率相差不是很大，但在元件發光效率卻有極大的差距，此 種效率增益證實了 3 號錯合物的摻雜使載子濃度獲得更好的平衡，況且摻 雜區間靠近 LEC 元件兩側的電極也確保了載子注入的平衡[6]~[56]。
單一摻雜薄膜內 1 號主體材料和 2 號客體材料的最低已填滿軌域 (LUMO)相差 0.46 電子伏特，而兩個材料間的最高未填滿軌域(HOMO)則 相差了 0.39 電子伏特，其中最低已填滿軌域能階落差大於最高未填滿軌 域的能階差，此結果造成電子比電洞容易被捕捉，而電洞較電子容易在能
階上傳輸；相較於單一摻雜薄膜而言，雙重摻雜薄膜內的 2 號客體材料與
種白光 LEC 在 2.9 伏特驅動下皆顯示低弱的外部量子效率，為了使離子過 渡金屬錯合物為材料的白光 LEC 元件能達到更好的生命期，其元件毀損 的機制細節仍然有待釐清和更詳細的研究。
表 3、白光 LEC 的電激發光特性整理
a 元件結構為 ITO/PEDOT:PSS (30 nm)/emissive layer (200 nm)/Al (100 nm)，其中元件 I 的發 光層內含 1 (79.8 wt.%)、 2 (0.2 wt.%)和 BMIM+(PF6─) (20 wt.%)，而元件 II 的發光層內含 1
圖 23、(a)元件 I 在不同驅動電壓下的電激發光頻譜分別與其發光層之光激 發光頻譜的比較圖
400 500 600 700 800
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 (a)
PL
EL 3.3 V EL 3.1 V EL 2.9 V
Int ensity (a.u.)
Wavelength (nm)
圖 24、(b)元件 II 在不同驅動電壓下的電激發光頻譜分別與其發光層之光 激發光頻譜的比較圖
400 500 600 700 800
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 (b)
PL
EL 3.3 V EL 3.1 V EL 2.9 V
Int ensit y (a.u .)
Wavelength (nm)
圖 25、主體材料 1 號以及客體材料 2 號與 3 號的分子能階對照圖
圖 26、雙重摻雜元件在 3.3V 驅動下的 CIE 變化圖
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8
Saturation
CIE1931 NTSC
Host and two guests
y
x
圖 27、雙重摻雜元件在 3.1V 驅動下的 CIE 變化圖
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8
Saturation
CIE1931 NTSC
Host and two guests
y
x
圖 28、單一摻雜元件在 3.3V 驅動下的 CIE 變化圖
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8
Saturation
CIE1931 NTSC
Host and two guests
y
x
圖 29、單一摻雜元件在 3.1V 驅動下的 CIE 變化圖
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8
Saturation
CIE1931 NTSC
Host and two guests
y
x
圖 30、(a)元件 I 在固動驅動電壓 2.9、3.1 和 3.3 伏特下的亮度(實心符號) 及電流密度(空心符號)對時間的變化圖
0 100 200 300 400 500 600 0
2 4 6
10
-410
-310
-210
-1(a)
2.9 V 3.1 V 3.3 V
Bright ness ( cd/m
2)
Time (min)
Current Densit y (m A /cm
2)
圖 31、(b)元件 II 在固動驅動電壓 2.9、3.1 和 3.3 伏特下的亮度(實心符號) 及電流密度(空心符號)對時間的變化圖
0 100 200 300 400 500 600 0
5 10 15 20
10
-410
-310
-210
-1(b)
2.9 V 3.1 V 3.3 V
Bright ness (cd /m
2)
Time (min)
Current Den sity (m A /cm
2)
圖 32、(a)元件 I 在固動驅動電壓 2.9、3.1 和 3.3 伏特下的外部量子效率(實 心符號)及能量效率(空心符號)對時間的變化圖
0 100 200 300 400 500 600 0
1 2 3 4
0 2 4 6 (a)
2.9 V 3.1 V 3.3 V
External Q uan tu m Eff iciency (% )
Time (min)
Pow er E ff iciency (lm /W )
圖 33、(b)元件 II 在固動驅動電壓 2.9、3.1 和 3.3 伏特下的外部量子效率(實 心符號)及能量效率(空心符號)對時間的變化圖
0 100 200 300 400 500 600 0
2 4 6 8 10
0 5 10 15 (b)
2.9 V 3.1 V 3.3 V
External Q uan tu m Eff iciency (% )
Time (min)
Pow er E ff iciency (lm /W )
圖 34、(a)元件 I(空心符號)和元件 II(實心符號)與固動驅動電壓 2.9、3.1
Bias Voltage (V)
Brightness
圖 35、(b)元件 I(空心符號)和元件 II(實心符號)與固動驅動電壓 2.9、3.1 和 3.3 伏特相依下的最大外部量子效率(圓形符號)與生命期(三角形符號) 的變化圖