其中,上述結構的電洞注入層為 m-MTDATA;電洞傳輸層為 α-NPB;紅光 的發光層為 DCJTB-doped mCP;藍光的發光層為 FIrpic-doped mCP;電子傳輸 層 TPBi 為具有阻擋電洞性質的材料;電子注入層為 LiF;陰極則是為 Al。
53 Dexter 分別轉移到 FIrpic 和 DCJTB 材料的單重態與三重態激發態,然後,在 FIrpic 單重態的激子會經由內部系統間的跨越轉換成三重態[84-85]。而 DCJTB 因是螢 光材料的關西所以並不會有 Förster 能量轉移機制。
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mCP:Flrpic(15 nm, 10 wt%)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm),如圖 4-4,其中 x
= 1、2、5 wt%,而兩層發光層加起來要等於 30 nm,作為 Device B1、B2、B3,
其載子傳輸機制如圖 4-5,我們可以觀察到,當電子與電洞分別由電子傳輸層以
55 nm)/mCP(10 nm)/mCP:DCJTB(1 wt%)(10 nm)/mCP(1.5 nm)/mCP:DCJTB(1 wt%)(10 nm)/mCP(1.5 nm)/mCP:Firpic(10 wt%)(10 nm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm),如圖 4-8,因為所有元件的發光層厚度合都控制在 30 nm,所以 本研究是使用三層發光層各別都為 10nm,而兩層 CCL 則是以 mCP 為 3 厚度的
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mCP:DCJTB(1 wt%)(10 nm)/mCP(1.5 nm)/mCP:Firpic(10 wt%)(10 nm)/mCP(1.5 nm)/ mCP:DCJTB(1 wt%)(10 nm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm)。發光層的總 厚度如上述實驗之元件皆控制在 30nm,三層發光層各別都為 10nm,而兩層 CCL
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CCL 以及與紅的發光層的能障差,使得部分的電荷載子累積在這個介面導致淬 熄,而 Device C2 電子則較容易由陰極注入,但有可能因為電洞經由 mCP 進入 到 mCP:DCJTB 的發光層後,無法有效的跳躍至藍光發光層,所以使得 Device C2 幾乎整個都是發紅光。
mCP:Flrpic(y nm, 10 wt%)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm),如圖 4-11,其中 x 和 y 分別為比值約 2:1 的 20 nm : 10 nm 之 Device D1 ;約 3:1 的 22.5 nm : 7.5 nm
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增加,並且由於紅光的 peak 逐漸增強,但發光層厚度增加至 5:1 時將會下降許 多,而所得到之 CIE 色度座標為 Device D3 在 12 V 時有(0.27, 0.36),由圖 4-12(d) 我們可以觀察到 CIE 色度座標,隨著電壓的變化值只有(±0.01, ±0.01),如圖 4-12(d) 所示。
Device D1、D2、D3、D4 效率最好的為發光層厚度比值約為 4:1 的 device D3,
這可能是因為 mCP 與 DCJTB 能較有效的能量傳遞[88],所以當紅光的發光層厚
mCP:Flrpic(15 nm, 10 wt%)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm),如圖 4-14,其中 x = 1、2、3、5 nm,而兩層發光層的厚度相加等於 30 nm,作為 Device E1、
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層,使得 DCJTB 也能有效的發光,這稱為穿隧效應,但當 mCP 的厚度增加為 3 nm 時,它的效率卻增加了許多,這有可能是因為 mCP 與 TPBI 將電子電洞有效 的侷限在 Flrpic 層中,並將 Flrpic 的三重太能量侷限在內,使得 Flrpic 能夠有效 的發光,並沒有散失掉,但卻因 CCL 過後的緣故,無法使電子電洞穿過 mCP 層,
而我們也可以從 EL 光譜中看出,因 CCL 層較厚的關係,所以 DCJTB 並無發出 什麼紅光來。而我們也可以看到,當 mCP 的厚度增加為 5 nm 時,因厚度過後的 緣故,所以使得其發光效率及發光亮度都明顯的降低了許多。
而我們也可以從 CIE 座標圖 4-17 看出,當 mCP 的厚度還在 1 nm 和 2 nm 時,
CIE 座標都離白光(0.33,0.33)相當的近,但當 mCP 的厚度到達了 3 nm 和 5 nm 時,他的 CIE 座標明顯的往藍光偏移。
此結構所做出之效率最好的元件為 CCL 為 3 nm 的 Device E3,在電流密度 為 12 V 時發光效率為 14.06 cd/A,發光亮度為 3515 cd/m2,而最大的發光效率為 17.47 cd/A 以及最大亮度 8288 cd/m2。以上元件之特性表格整理在表 4-5。
由此實驗我們可以得知,當我們加入適當厚度的 CCL 於發光層之間,能更 增進載子間傳輸的平衡,累積更多電荷載子在 CCL 與發光層的界面,增加再結 合的機率,也可藉由 CCL 改善光色的強度並改善元件之光電特性。
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圖 4-2 Device A1-A3 EL spectra
圖 4-3 Device A1-A3 發光效率圖
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圖 4-6 Device B 三重態激子的傳輸機制示意圖
圖 4-7 Device B1-B3 EL spectra
S
065
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(b)
(c)
圖 4-9 Device C1 之(a)EL 光譜圖(b)發光效率圖(c)CIE
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(b)
(c)
圖 4-11 Device C2 之(a)EL 光譜圖(b)發光效率圖 (c)CIE
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(b)
(c)
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(d)
圖 4-13 Device D (a)EL 光譜(b)(c)發光效率圖及亮度圖(d)Device D3 CIE
圖 4-14 Device E 元件結構圖
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圖 4-15 Device E1-E4 EL spectra
圖 4-16 Device E1-E4 之發光效率圖
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圖 4-17 Device E1-E4 之 CIE 座標圖
74 ITO/m-MTDATA(40 nm)/α-NPB(30 nm)/mCP(10 nm)/mCP:DCJTB(15 nm, 1 wt%)/mCP(1 nm)/mCP:Flrpic(15 nm, 10 wt%)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al,其電壓 為 12 V 時得到發光效率為 8.76 cd/A 以及發光亮度為 5260 cd/m2,而最大的發光 效率達到 12.12 cd/A 以及最大的發光亮度為 7100 cd/m2且 CIE 色度座標為(0.33, 0.39)之白光,而 CIE 座標僅(±0.01, ±0.01)的變化。