Blue Host - MADN
2.3 淺藍光 OLED 系統開發
2.3.4 不同主發光體之淺藍光 OLED
為了探討主發光體材料性質，對於藍光 OLED 元件性質的影響。以 DSA-Ph 為客發光體材料，搭配上不同之藍色主發光體材料 MADN 和 DPVPA 進行元件製備與性質比較。以元件結構為[ITO/CFx/NPB(70 nm)/3 % DSA-Ph@Blue Host(40 nm)/Alq3(10 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)] ， 在 20 mA/cm2電流密度操作下，其發光效率分別為9.7 和 10.2 cd/A，而操作電壓 分別為5.7 和 6.7 V。在以 DPVPA 為主發光體元件中，其操作電壓當 DSA-Ph 摻雜後也有降低的趨勢，與前一節 2.2.3 中以 MADN 為主發光體時現象是 一樣的。雖然如此以DPVPA 為主發光體時，由於其操作電壓較高，因此以 MADN 為主發光體時其元件之發光功率為 5.5 lm/W 比以 DPVPA 為主發光 體時 4.8 lm/W 來得高。在元件之色度表現方面，由於未摻雜之 MADN 比 DPVPA 元件有較飽和之色度座標，分別為[0.15, 0.10]和[0.14, 0.17]，因此摻 雜 DSA-Ph 後，以 MADN 為主發光體之元件仍較 DPVPA 時具有飽和之色 度座標，分別為[0.16, 0.32]和[0.16, 0.35]，其元件之性質整合於表 2-5 中。
此外，也針對MADN 和 DPVPA 此兩種主-客發光系統進行元件穩定性之量 測，在 20 mA/cm2 電流密度操作下，起始亮度(L0)分別為 1,980 和 2,040 cd/m2，經由外差法估算並改以相同亮度下(100 cd/m2)比較，其元件操作穩 定性(t1/2)分別可達 46,000 和 40,000 小時，如圖 2-22 所示。然而，在未摻雜 DSA-Ph 下，MADN 之元件操作穩定性也相較比 DPVPA 來得長，其分別為 7,000 和 5,600 小時於起始亮度 100 cd/m2操作下。
圖 2-22、3% DSA-Ph@ MADN 和 DPVPA 之元件穩定性測量
表2-5、3% DSA-Ph@MADN 和 DPVPA 之元件性質
Voltage Yield Efficiency Lifetime CIE Host Device
0 200 400 600 800 1000 1200
0.5
3% DSA-Ph@ Blue Host MADN
DPVPA
MADN 為主發光體，發光效率隨電流密度呈現水平趨勢；但當以 DPVPA 為主發光體時，其發光效率卻隨著電流密度呈現下降趨勢，從低電流到高 電流其效率下降了25%，如圖 2-23 所示。然而其原因並不清楚，但從 DPVPA 為主發光體材料時，其操作電壓較以MADN 時高 1 V 的現象，可說明 MADN 較DPVPA 有較好之載子傳輸性。因此，當一個具有好的電子傳輸特性之主 發光體材料，搭配上一個具有好的電洞傳輸性之客發光體材料時，有助於 元件內有較好之電子、電洞平衡性與再結合率，如此可避免隨電流密度變 化而有發光效率改變的問題。
圖2-23、3% DSA-Ph@ MADN 和 DPVPA 之 cd/A-J 作圖
0 100 200 300 400 500
2 4 6 8 10
Yield (cd/A)
Current density (mA/cm2)
3% DSA-Ph@ Blue Host MADN
DPVPA
2.3.5 結論
從淺藍光 OLED 主-客發光系統之實驗與討論，可得到以下結論：(i) DSA-Ph 客發光體材料由於其雙胺基取代之架構，使其具有好的電洞傳輸能 力且具有獨特之電洞捕捉能力；(ii) 將具有好電洞傳輸能力之 DSA-Ph，搭 配上具有良好電子傳輸能力之 MADN，能有效提升載子在元件中之平衡性 與再結合率；(iii) DSA-Ph@MADN 之藍光 OLED 主-客發光系統，其發光 效率可高達9.7 cd/A 和色度座標為[0.16, 0.32]，且元件之操作穩定性於起始 亮度100 cd/m2下可達46,000 小時，其實際元件電激發光圖如圖 2-24 所示；
(iv) 藍光 OLED 主-客發光系統中，主發光體材料之特性會直接影響摻雜後 之元件性質，因此一穩定且高效率之主發光體是必要的。
圖 2-24、DSA-Ph@MADN 實際元件電激發光圖