元件 3 的表現和討論

我們設計不同HOMO能階的電洞傳導層材料的目的之一，是為了用於不同的 發光層材料。所以除了聚芴藍光高分子外，我們也利用黃光的PPV材料作為發光 層。元件3的結構為(ITO/HTL (25 nm)/SY2 (50 nm)/TPBI (25 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm))。我們選用黃光材料SY2為發光層(圖2-66)材料，並且加入我們合成的 電洞傳導層材料， ITO當陽極，TPBI為電子傳導層材料，LiF當電子注入層材料，

Al當陰極。圖2-67為電流密度對電壓關係圖，圖2-68為亮度對電壓關係圖，圖2-69 為發光效率對電流密度關係圖，圖2-70為在11伏特時元件3的電激發光圖，表八 為元件3表現參數。

O

OC₉H₁₉

OCH₃

H₃CO x

y

z

x = 85 mol%, y = 5 mol%, z = 10 mol%

圖2-66 SY2 的高分子結構。

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Current Density

(

)

Voltage (V)

圖2-67 電流密度對電壓關係圖，元件3 (ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)。

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

18000 DV-TPD-OMe DV-TPD-Me

圖2-68 亮度對電壓關係圖，元件3 (ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)。

0 100

10.0 DV-TPD-OMe

DV-TPD-Me

Luminance Efficiency (cd/A)

Current Density (mA/cm²)

圖2-69 發光效率對電流密度關係圖，元件3 (ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)。

300 400 500 600 700 800

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

1.0 DV-TPD-OMe

DV-TPD-Me

EL Intensity (a.u.)

Wavelength (nm)

圖2-70 在11伏特時元件3 (ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)的電激發光圖。

表八 元件 3 表現參數 (ITO/HTL (25 nm)/SY2 (50 nm)/TPBI (25 nm)/LiF (1 nm) -2.10 -2.18 -2.23 -2.22 -2.29

-5.56 -2.77 -2.59

TPBI -2.70

-6.20

圖2-71 元件 3 (ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)能階圖。

由能階圖(圖2-71)可知，對元件3而言我們所有的電洞傳導層材料的HOMO 能階，都在ITO和發光層材料SY2之間，理論上電洞傳導層材料可以幫助減少ITO 和發光層之間的能隙差，幫助電洞的注入和傳導，另外較高LUMO能階可把電子 侷限在發光層中，這些優點可以幫助提高元件的效率。

元件3結構為(ITO/HTL/SY2/TPBI/LiF/Al)時。使用我們的電洞傳導層材料的 起始電壓比PETOT:PSS當電洞傳導層較大(表八)，主要的原因是PETOT:PSS是高 導電度材料，可以高速傳導載子，而相對之下，我們的電洞傳導層材料比較像有 機半導體物質，導電度介於絕緣體和導體之間，所以導電性不像PETOT:PSS那 麼好，次要的原因是電洞傳導層材料的HOMO能階和ITO的功函數相差比較大，

電洞比較不易注入，所以起始電壓要比較大。

除了電洞傳導層材料DV-TPD-Me的亮度大大提升和效率是和PETOT:PSS差 不多之外，其它的材料在效率上是下降的。因為SY2是比較屬於電子傳輸材料，

所以電洞傳導層材料傳導愈快的，電子和電洞會愈平衡，使再結合率上升，發光 效率愈好所以在效率方面是傳導電洞能力最強的PETOT:PSS最好。我們了解到 在使用不同發光層時，我們的電洞傳導層材料在PFO系統時表現好，不一定在 SY2系統表現也好。因為在PFO為發光層時，主導元件效率的是層和層之間的能 隙差，其次才是傳導速度。而在SY2為發光層時，其HOMO能階沒有像PFO那麼 低，所以層和層之間的能隙差較小，所以能隙大小在這個SY2系統裡不是主要影 響效率的原因，而是電洞傳導速度才是決定效率的重點。在電激發光圖上，我們 觀察到放光的波光沒有因加了電洞傳導層材料而產生紅光的現像，原因是形成的 exciplex放光範圍被黃光所覆蓋住了。