為了與n型薄膜電晶體結合應用至廣色域的有機電激發光顯示器上，我們致力於研發倒置式上發光有機發光二極體。在我們倒置式上發光結構的研究中，鍍上高反射的Al金屬作為陰極，以Ag和2.5 nm 的Al加17.5 nm 的Ag的半穿透薄膜作為陽極能夠得到最佳的增益強度。我們開發出了新型以Alq3-LiF-Mg為電子注入層的元件。金屬Mg的最佳化厚度比使用傳統Alq3-LiF-Al電子注入層的元件金屬Al最佳化厚度要薄，較適合應用在ITOLED元件上。且電性上與BPhen: 5% Cs2CO3作為n型摻雜層的電子注入層的元件上差不多，並且擁有較好的元件穩定性。以單層WO3 （5 nm）的電洞注入層搭配半穿透陽極Al/Ag以降低電洞從陽極注入的能障，應用此結構的綠光螢光ITOLED有效的降低了載子注入的能障，提高元件的效率，而此結構的倒置式Alq3綠光上發光元件效率可達6.0 cd/A，且較高飽和度CIEx.y = (0.22,0.67)。

Inverted type OLEDs have become increasingly important and timely for the realization of n-channel a-Si or Oxide TFT driven large panel active-matrix OLED displays. We developed inverted top-emission OLED employing highly reflective Al as cathode and a semitransparent Al/Ag as anode on glass substrate by using hole injection layer (tungsten oxide, WO3) to alleviate the severe energy level mismatch between anode and organic layer. We discovered a novel trilayer [Alq3-LiF-Mg] as the electron injection layer (EIL) in which its optimized metallic Mg component is thinner than the metallic Al in the conventional [Alq3-LiF-Al] electron-injection triad structure. This new EIL was demonstrated in an inverted top-emitting OLED (ITOLED) of green fluorescent Alq device which achieved an efficiency of up to 6.0 cd/A with a saturated CIEx,y coordinate (0.22, 0.67). The current density–voltage characteristic of this ITOLED is similar to the device with BPhen: 5% Cs2CO3 as n-type doped EIL, and its operational lifetime is also more stable.

中文摘要 I
英文摘要 II
謝誌 IV
目錄 VI
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 有機電激發光二極體簡介 2
1.3 薄膜電晶體簡介 3
1.4 倒置式有機發光二極體文獻回顧 7
1.4.1 陽極與電洞注入 10
1.4.2 陰極與電子注入 14
1.4.3 微共振腔效應(Microcavity effect) 31
第二章、研究動機 35
第三章、實驗方法 37
3.1 實驗流程 37
3.2 元件製作程序 37
3.3 實驗材料 41
3.4 使用儀器 43
第四章、結果與討論 45
4.1 陰極金屬 45
4.2 雙層半透明陽極 47
4.3 電洞注入層 52
4.4不同電子注入層在傳統OLED元件比較 53
4.5不同電子注入層在ITOLED元件比較 57
第五章、結論 64
參考文獻 65
學術著作 69
簡歷 70

1 . M. Pope, H. P. Kallmann and P. Magnante, J. Chem. Phys., 38, 2042 (1963).
2. C. W. Tang, S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987).
3. N. C. Greenham, R. H. Friend, Solid State Physics, 49, Edited by H. Ehrenreich, New York, Academic Press, 1955, pp. 1-149
4. K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, T. Kamiya, M. Hirano, and H. Hosono, Science, 300, 1269 (2003).
5. K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, T. Kamiya, M. Hirano, and H. Hosono, Nature, 432, 488 (2004)
6. J. K. Jeong, J. H. Jeong, J. H. Choi, J. S. Im, S. H. Kim, H. W. Yang, K. N. Kang, K. S. Kim, T. K. Ahn, H.-J. Chung, M. Kim, B. S. Gu, J.-S. Park, Y.-G. Mo, H. D. Kim, and H. K. Chung,, SID Symposium Digest Tech Papers 39, 1 (2008).
7. M. Kim, J. H. Jeong, H. J. Lee, T. K. Ahn, H. S. Shin, J. S. Park, J. K. Jeong, Y. G. Mo, and H. Do. Kim, Appl. Phys. Lett. 90, 212114 (2007).
8. J. K. Jeong, H. J. Chung, Y. G. Mo, and H. D. Kim, J. Electrochem. Soc., 155 (11) H873 (2008).
9. T. Arai, N. Morosawa, K. Tokunaga, Y. Terai, E. Fukumoto, T. Fujimori, Tetsuo Nakayama, T. Nakayama, T. Yamaguchi, and T. Sasaoka, Proceedings of SID'10, p.1033, June 4-9, 2010, Seattle USA
10. Y. G. Mo, M. Kim, C. K. Kang, J. H. Jeong, Y. S. Park, C. G Choi, H. D. Kim, and S. S. Kim, Proceedings of SID'10, p.1033, June 4-9, 2010, Seattle USA
11. 陳金鑫、黃孝文，夢幻顯示器：OLED材料與元件，初版，台北：五南圖書，民國96年
2. C. W. Chen, C. L. Lin, and C. C. Wu, Appl. Phys. Lett., 85, 2469 (2004)
3. J. Blochwitz-Nimoth, J. Brandt, M. Hofmann, J Birnstock, M. Preiffer, G. He, P. Wellhann and K. Leo, Proceedings of the SID’04 , p.1000 (2004)
4. S. W. Park, J. M. Choi, E. Kim, S. Im, Appli. Surf. Sci., 244, 439 (2005)
5. Z. B. Deng, X. M. Ding, S. T. Lee, W. A. Gambling, Appl. Phys. Lett., 74, 2227 (1999).
6. L. S. Hung, L. R. Zheng, and M. G. Mason, Appl. Phys. Lett., 78, 679 (2001).
7. Y. Qiu, Y. Gao, L. Wang, and D. Zhang, Synth. Met., 130, 235 (2002).
8. C. O. Poon, F. L. Wong, S. W. Tong, R. Q. Zhang, C. S. Lee, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett., 83, 1038 (2003).
9. J. M. Zhao, S. T. Zhang, X. J. Wang, Y. Q. Zhan, X. Z. Wang, G. Y. Zhong, Z. J. Wang, X. M. Ding, W. Huang, and X. Y. Hou, Appl. Phys. Lett., 84, 2913 (2003).
20. X. M. Ding, L. M. Hung, L. F. Cheng, Z. B. Deng, X. Y. Hou, C. S. Kee, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett., 76, 2704 (2000).
2 . C. F. Qiu, H. Y. Chen, Z. L. Xie, M. Wong, H. S. Kwok, Appl. Phys. Lett., 80, 3485 (2002).
22. (a)W. P. Hu, K. Manabe, T. Furukawa, M. Matsumura, Appl. Phys. Lett., 80, 2640 (2002)
(b)W. P. Hu, M. Matsumura, Appl. Phys. Lett., 81, 806 (2002)
(c)I. M. Chan, T. Y. Hsu, E. C. Hong, Appl. Phys. Lett., 81, 1899 (2002)
(d)I. M. Chan, E.C. Hong, Thin Solid Films, 450, 304, (2004)
23. W. P. Hu, M. Matsumura, K. Furukawa, K. Torimitsu, J. Phys. Chem. B 108, 13116 (2004)
24. J. Li., M. Yahiro, K. Ishida, H. Yamada and K. Matsushige, Synthetic Metals, 151, 141-146 (2005)
25. F. Wang, X. Qiao, T. Xiong, and D. Ma, J. Appl. Phys., 105, 084518 (2009)
26. M. T. Hsieh, C. C. Chang, J. F. Chen, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 89, 103510 (2006)
27. T. Y. Chu, J. F. Chen, S. Y. Chen, C. J. Chen, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 89, 053503 (2006)
28. S. Y. Chen, T. Y. Chua, J. F. Chen, C. Y. Su, C. H. Chen, Appl. Phys. Lett., 89, 053518 (2006)
29. T. Y. Chu, J. F. Chen, S. Y. Chen, C. J. Chen, C. H. Chen, Proceedings of SID'06, p.1288, June 4-9, 2006, San Francisco USA.
30. T. Y. Chu, S. Y. Chen, J. F. Chen, and C. H. Chen, Jpn. J. Appl. Phys., 45, No. 6A, pp. 4948–4950 (2006)
31. T Xiong, F. Wang, X. Qiao, and D. Ma, Appl. Phys. Lett., 92, 263305 (2008)
32. T. Xiong and D. Ma, J. Appl. Phys., 104, 064506 (2008)
33. Y. Lee, J. Kim, S. Kwon, C. K. Min, Y. Yi, J. W. Kim, B. Koo, M. P. Hong, Org. Electron., 9, 407-412 (2008)
34. T. Xiong, F. Wang, X. Qiao, and D. Ma, Appl. Phys. Lett., 93, 123310 (2008)
35. F. Wang, T. Xiong, X. Qiao, D. Ma, Org. Electron., 10, 266-274 (2009)
36. V. Bulovic, P. Tian, P. E. Burrows, M. R. Gokhale, S. R. Forrest, and M. E. Thompson, Appl. Phys. Lett., 70, 2954 (1997)
37. F. Nu¨esch, L. J. Rothberg, E. W. Forsythe, Q. T. Le, and Y. Gao, Appl. Phys. Lett., 74, 880 (1999)
38. X. Zhou, M. Pfeiffer, J. S. Huang, J. Blochwitz-Nimoth, D. S. Qin, A. Werner, J. Drechsel, Appl. Phys. Lett., 81, 922 (2002)
39. X. Zhou, J. Blochwitz-Nimoth, M. Pfeiffer, B. Maennig, J. Drechsel, A. Werner, K. Leo, Synt. Met., 138, 193 (2003)
40. T. Dobbertin, O. Werner, J. Meyer, A. Kammoun, D. Schneider, T. Riedl, E. Becker, H.-H. Johannes, and W. Kowalsky, Appl. Phys. Lett., 83, 5071 (2003)
41. S. Kho, S. Sohn and D. Jung, Jpn. J. Appl. Phys., 42, 552 (2003)
42. T. Miyashita, S. Naka, H. Okada and H. Onnagawa, Proc. IDW'04, 2004, p. 1421.
43. T. Miyashita, S. Naka, H. Okada and H. Onnagawa, Jpn. J. Appl. Phys., 44, 3682 (2005)
44. J. Liu, A. Duggal, J. J. Shiang and C. M. Heller, Appl. Phys. Lett., 85, 837 (2004)
45. T. Wakimoto, Y. Fukuda, K. Nagayama, A. Yokoi, H. Nakada, M. Tsuchida, IEEE Trans. Electron. Devices, 44, 1245 (1997).
46. C. Ganzorig, K. Suga, M. Fujihira, Mater. Sci. Eng. B, 85, 140 (2001).
47. C. Ganzorig, M. Fujihira, Appl. Phys. Lett., 85, 4774 (2004).
48. G. Parthasarathy, C. Shen, A. Kahn, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 89, 4986 (2001).
49. I. C. Chen, S. H. Hwang, C. H. Chen, Proceedings of Taiwan Display Conference (TDC’04), p.336, June 10-11, 2004, Taipei, Taiwan.
50. T.Hasegawa, S. Miura, T. Moriyama, T. Kimura, I. Takaya, Y. Osato, and H. Mizutani, Proceedings of SID'04, p.154, May 23-28, 2004, Seattle, Washington, USA.
51. Nollau, M. Pfeiffer, T. Fritz, and K. Leo, J. Appl. Phys. 87, 4340 (2000).
52. A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, and K. Leo, Appl. Phys. Lett. 82, 4495 (2003).
53. M. H. Ho, M. T. Hsieh, T. M. Chen, J. F. Chen, S. W. Hwang and C. H. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 083505 (2008).
54. M. G. Mason, C. W. Tang, L. S. Hung, P. Raychaudhuri, J. Madathil, D. J. Giesen, L. Yan, Q. T. Le, Y. Gao, S. T. Lee, L. S. Liao, L. F. Cheng, W. R. Salaneck, D. A. dos Santos, J. L. Bredas, J. Appl. Phys., 89, 2756 (2001)
55. L. S. Hung, R. Q. Zhang, P. He, G. Mason, J. Phys. D: Appl. Phys., 35, 103 (2002)
56. C. I. Wu, G. R. Lee, and T. W. Pi, Appl. Phys. Lett. 87, 212108 (2005).
57. C. W. Chen, C. L. Lin, and C. C. Wu, Appl. Phys. Lett., 85, 2469 (2004)
58. J. K. Noh, M. S. Kang, J. S. Kim, J. H. Lee, Y. H. Ham, J. B. Kim, and S. Son, Proceedings of SID’08, p.212, May 18-23, 2008, Los Angeles, CA., USA
59. H. W. Choi, S. Y. Kim, W. K. Kim, and J. L. Lee, Appl. Phys. Lett., 87, 082102 (2005)
60. H. W. Choi, S. Y. Kim, W. K. Kim, Kihyon Hong, and J. L. Lee, J. Appl. Phys. , 87, 064106 (2006)
61. F. Huang, A. G. MacDiamid, B. R. Hsieh, Appl. Phys. Lett., 71, 2415 (1997)
62. J. Blochwitz, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., 73, 729(1998)
63. C. Y. Wu, M. H. Ho, S. M. Gao, S. Y. Su, K. H. Lin, and C. H. Chen, Proceedings of SID’09, p.1673, May. 31-Jun. 4, 2009, San Antonio, USA
64. J. Chung, J. Lee, J. Choi, C. Park, J. Ha, H. Chung, S. S. Kim, Proceedings of SID'10, p.1033, May 23-28, 2010, Seattle USA
65. C. L. Lin, H. W. Lin, C. C. Wu, Appl. Phys. Lett., 87, 021101 (2005)
66. C. L. Lin, H. C. Chang, K. C. Tien, C. C. Wu, Appl. Phys. Lett., 90, 071111 (2007)
67. R. Meerheim, R. Nitsche, K. Leo, Appl. Phys. Lett., 93, 043310 (2008)
68. A. Dodabalapur, L. J. Rothberg, R. H. Jordan, T. M. Miller, R. E. Slusher, and J. M. Phillips, J. Appl. Phys., 80, 6954-6964, (1996)
69. T. Nakayama, Y. Itoh, and A. Kakuta, Appl. Phys. Lett., 63, 594-595, (1993)
70. A. Dodabalapur, L J. Rothberg, R. H. Jordan, T. M. Miller, R. E. Slusher, and J. M. Phillips, J. Appl. Phys., 80, 6954-6964 (1996).
7 . R. H. Jordan, L J. Rothberg, A. Dodabalapur, and R. E. Slusher, Appl. Phys. Lett., 69, 1997-1999 (1996).
72. E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, M. Micovic, R. J. Malik, D. L. Sivco, A. Y. Cho, G. J. Zydzik, Science, 265, 943-945 (1994).
73. G. R. Hayes, F. Cacialli, and T. R. Phillips, Phys. Rev. B 56, 4798-4801 (1997).
74. U. Lemmer, R. Hennig, W. Guss, A. Ochse, J. Pommerehne, R. Sander, A. Greiner, R. F. Mahrt, H. Bässler, J. Feldmann, and E. O. Göbel, Appl. Phys. Lett., 66, 1301-1303 (1995).
75. P. K. Raychaudhuri, J. K. Madathil , J. D. Shore and S. A. Van Slyke, Journal of the SID, 12/3, 315 (2004).
76. S. H. Kim, J. Jang, and J. Y. Lee, Electrochemical and Solid-State Letters, 10, J117-J119 (2007)
77. E. Rudzitis, H. M. Feder, and W. N. Hubbard, The Journal of Physical' Chemistry, 68 2978 (1964)