有機發光元件上電極結構之研究

Abstract

有機材料易受到周圍環境中水及氧的影響，造成元件發光效率降低並進而使之毀壞，所以必須對元件進行封裝，以阻絕水氣及氧氣侵入元件內部。本論文以低溫電漿輔助化學氣相沈積系統(Plasma Enhanced Vapor Deposition PECVD)沈積a-SiNx在上發射型OLED上作為保護層，並量測保護層的穿透率、紅外線吸收頻譜以及元件的光電特性及外觀隨時間的變化，探討了不同PECVD反應溫度及不同反應氣體比例的情況之下，保護層抗水氧的能力。最後我們知道，在反應氣體中通入少量的NH3，就可以使SiNx的穿透率大大的提升，另外，選擇適當的氣體比例，不但讓保護層的穿透率上升，抗水氧能力也維持得相當好，另外還可以減少SiNx膜層的應力，使膜層不會因為應力過大而龜裂，而達到最好的保護效果。此外，反應溫度雖與穿透率沒有太大的關係，但溫度越高的膜層，抗水氧的能力就越好。 為了達到高解析度及低耗電的目的，驅動電路必須採用主動矩陣。但主動矩陣採用的薄膜電晶體會遮蔽元件發光區域，故我們改用上發射型OLED增加元件的開口率。上發射型OLED需要高穿透率及高導電度的上陰極，純粹金屬有高導電度但穿透率低，氧化銦錫穿透率高但導電度較低，且製程不易，故我們將兩種材料合併使用。本論文嘗試了幾種不同的方式來與ITO搭配作為陰極，首先是鋁及其氧化物，但成效不彰。之後改成在金屬和ITO之間加入一緩衝層的方法，我們初選了數種無機半導體材料，最後採用ZnSe，然後分別使用5W及50W的功率來濺鍍ITO，ZnSe表現出良好的緩衝層效果，200Å ZnSe就可以有效減少ITO的濺鍍傷害，而400Å的ZnSe效果更是顯著，元件在濺鍍前後幾乎沒有差別。不僅如此，在元件的發光效率上面也與傳統的下發射型OLED相差不多，因此，這樣子的緩衝層在元件實際應用上是很有幫助的。