Abstract
摘要 本研究採用一種新材料Li2O作為電子緩衝層，藉由Li2O電子緩衝層的加入，來提高電子射入有機層的能力，進而提昇元件的亮度及發光效率。本論文共分三部份：1. Li2O對有機電致發光元件之影響，2. Li2O在Al負電極與Alq3界面間之影響，3. Li2O對可撓式有機電致發光元件之影響。 在第一部份，其元件結構為ITO(750A)/TPD(400A)/Alq3(400 A)/Li2O(0-20A)/Al(1500A)，結果顯示Li2O為5A的元件，輸出亮度在100cd/m2時，其驅動電壓為6.8V，Li2O為10 A及20 A的元件，驅動電壓分別為6.7V及6.9V，而不含Li2O的元件，驅動電壓為8.6V；當施以13V的電壓時，Li2O為5 A的元件亮度為10440 cd/m2，當驅動電壓為7V時，元件發光效率為1.28 lm/W，在固定2mA的電流操作下，元件發光亮度於2小時後衰減至原來的0.9，於4小時後衰減至原來的0.88，實驗結果顯示，Li2O為5 A的元件，其元件特性表現是最好的。 而在原子力顯微鏡分析方面，由實驗結果得知，Li2O與有機層Alq3接著性良好。而元件在加入Li2O緩衝層後，鋁膜在元件Al/Alq3界面的突刺明顯減少，且粗糙度也趨於平坦。由此可知，Li2O緩衝層有效阻擋Al膜突刺深入有機層，不至於因鋁膜尖端放電使元件損壞，而且使元件有效地將電子射入有機層，進而提高電子電洞覆合效率及發光亮度。推測這是元件亮度及發光效率大幅改善的主要原因。 在第二部分，本研究分別鍍覆一層(Li2O+Alq3)與(Al+ Li2O)於Al負電極與Alq3界面間，即形成結構分別為ITO(750 A )/TPD(400 A )/ Alq3(350A)/(Alq3+Li2O)(50A )/Al(1500 A)與ITO(750 A )/TPD(400 A )/ Alq3(400 A)/(Li2O+Al)(50 A )/Al(1500 A)，實驗結果顯示，在通以9V的驅動電壓時，Alq3/ (Alq3+Li2O)/Al及Alq3/ (Li2O+Al)/Al元件發光效率分別為0.72及0.53 lm/W，而未加入Li2O之元件發光效率為0.41 lm/W，顯然，加入Li2O之元件，發光效率皆呈現較好表現。而在元件穩定性方面，Alq3/(Alq3+Li2O)/Al與Alq3/(Li2O+Al)/Al元件，亮度分別於2小時後衰減至原來的0.73及0.49，4小時後分別衰減至原來的0.71及0.41；而未加入Li2O之元件，亮度於2小時後衰減至原來的0.21，4小時後衰減至原來的0.13，在Alq3與Al這兩層之間，無論是加入(Alq3+Li2O)或(Li2O+Al)於元件中，其穩定性皆比原來的好。 在第三部份，以Li2O作為電子緩衝層，製備可撓式有機電致發光元件，其結構為在可撓式塑膠基材上鍍上Ag(400 A )/TPD(400 A )/ Alq3(400 A )/ Li2O(5 A )/Al(1500 A)，結果顯示，以100cd/m2為比較亮度時，ITO玻璃基材之元件，驅動電壓為6.8V；可撓式塑膠基材元件，驅動電壓為7.5V。在驅動電壓為10V時，ITO玻璃基材之元件亮度為2240cd/m2，可撓式塑膠基材元件亮度為1340cd/m2；在驅動電壓為5V時，ITO玻璃基材之元件發光效率為0.76 lm/W，可撓式塑膠基材元件發光效率為0.15 lm/W；在驅動電壓為9V時，ITO玻璃基材之元件發光效率升至1.18 lm/W，而可撓式塑膠基材元件發光效率升至1.1 lm/W，對於Li2O加入可撓式有機電致發光元件，不但元件亮度提昇，而且發光效率也達到和ITO玻璃基材元件之水準。