開發?能性無機材料應用於有機發光二極體

Translated title of the thesis: Development of functional inorganic semiconductor materials for organic light emitting diode devices
  • 倪 智銳

Student thesis: Doctoral Thesis

Abstract

為了拓展有機發光二極體(OLED)的效能及用途,選擇適當的電極和提升內部結構的載子傳輸特性是非常重要的議題。在眾多材料中,銀奈米線的導電性及透光性俱佳,有取代氧化銦錫(ITO)的潛力。此外,藉由無機材料的高遷移率(mobility)與穩定性,將其添入OLED中可增加載子的傳輸,且讓元件更耐用。本論文中,我們針對銀奈米線和無機氮化鎵(GaN)薄膜進行各式開發,並應用於OLED結構中製作複合元件。 研究內容主要分為兩大部分。首先我們簡化銀奈米線的合成步驟將反應物一次混摻,再加入可重複使用的多孔過濾膜,能輕易排除溶液中90 %的粒子而成?達到純化的目的,奈米線與奈米粒子的數量比從1/1 26降至1/0 15,塗佈後薄膜在相同片電阻下光穿透率提升5 %以上。接著開發銀奈米線轉印技術,僅需施加極小的壓力便可將其均勻覆?在GaN奈米柱上且不會造成傾倒。再利用無電鍍法在常溫下讓銀奈米線薄膜的片電阻從數萬降至數十ohm/sq,以此為電極製作元件後最大亮度達2829 cd/m2,遠高於銀金屬膜的172 cd/m2。最後使用無機氧化銻錫(ATO)奈米粒子添加至銀奈米線中,成?在極短時間內讓複合膜的片電阻降到34 ohm/sq,而穿透率提升為91 %,另外也可使表面平坦化,粗糙度從25 30減至7 53 nm。在製成元件後最大亮度達7020 cd/m2,且最高效率為2 7 cd/A,優於ITO的2 0 cd/A。 第二部分中,我們先使用熱蒸鍍沉積元件中的GaN,並探討不同種類的陰極材料對其表面型態的影響,結果發現此方式製成的薄膜容易有不平整的問題,且須選擇氮化鈦當作陰極。之後便以自行開發的電感耦合電漿輔助射頻濺鍍系統沉積GaN,可在500°C的低溫下成?獲得單晶高品質薄膜,其結晶方向為(0002),XRD及搖?曲線的半高寬值分別是10 3及66 9 arcmin(文獻最佳結果約5~15及20~90 arcmin),且Ga與N比例接近1:1。最後製作複合OLED,最大亮度可達1091 cd/m2,元件發出白光,其CIE色度座標為(0 38 0 43),但起始電壓偏高(13 0 V),在加入BCP後最大亮度增至3451 cd/m2,高於傳統OLED的2575 cd/m2。
Date of Award2014 Dec 15
Original languageChinese
SupervisorTse-Ming Hong (Supervisor)

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