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1、有機奈米薄膜/真空熱蒸鍍金屬界面反應於高效率有機共軛高分子發光二極體元件之研究楊富順1,蔡仁傑1,郭宗枋1*,謝松年2,溫添進2,鍾嘉珽3,吳慶應31國立成功大學光電科學與工程研究所，台南，台灣2國立成功大學化工所，台南，台灣3奇美電子股份有限公司，台南，台灣guotf@mail.ncku.edu.tw摘要在我們研究結果中發現，若能在共軛有機發光層與陰極金屬的接觸界面，佈置一特定官能性分子的有機奈米薄膜層，在使用Al電極的情形下(非低功函數的金屬材料)，元件電激放光的效率值從0.017cd/A提升至1.50cd/A顯示
2、出兩個級數(100倍)以上的提升。我們推論是由於高真空下熱蒸鍍的陰極金屬原子，與佈置在表層的有機官能性薄膜進行界面摻雜的化學反應，此特定的奈米結構層可在較低的操作電壓之下，誘發陰極的電子載子穿襚注入至有機發光層內，大幅的改善有機發光二極體元件的操作電壓與效率表現值。關鍵詞：有機奈米薄膜層，有機發光二極體元件AbstractWereportanincreaseofelectroluminescence(EL)efficiencybytwoordersofmagnitudeforpoly(2-methoxy-5-(2¢-e
3、thylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene)(MEH-PPV)basedpolymerlight-emittingdiodes(PLED)whileemployingAlasthecathodewithanultrathinlayerofpoly(ethyleneoxide)(PEO).ELefficienciesofMEH-PPVPLEDsforthedevicewithPEO/Alcathodewas1.50cd/A,whichistwoordersofmagnitudehigherth
4、anthatoftheAlcathodedevice,0.017cd/A.WeregardtheformationofspecificinteractionandreactionatthePEOlayerduringthecathodedeposition,whichresultsintheenhancedinjectionofelectrons.Keywords:polymerlight-emittingdiodes(PLED), ultrathinlayer1.前言考慮電子載子能有效率注入有機發光二極體元件內，並平
5、衡注入的電洞載子，在有機暨高分子發光二極體元件的製作上必須使用Ca、Ba或者是Mg等低功函數的電極材料[1-3]，然而低功函數的元件陰極材料對大氣中的水、氧氣反應性相當的高，陰極本身或者是接觸界面之間的劣化反應，限制了共軛有機分子發光元件的壽命與其操作穩定性[4,5]。因此在本研究中，我們藉由旋轉塗佈的方式，佈置單一層的介面修飾層於元件的電極和發光層的接觸界面間，再蒸鍍上環境穩定性高的金屬電極Al於元件陰極上，其亮度跟效率都有將近一百倍的提升；而在Ca/Al和LiF/Al為元件陰極的元件，其效率也有著兩倍以上的提升。2
6、.實驗步驟我們以poly[2-methoxy,5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-phenylenevinylene]（MEH-PPV）為發光層，ITO玻璃（indium-tinoxide）作為陽極基板，並在ITO玻璃上以旋轉塗佈的方式製作電洞傳輸層（PEDOT：PSSBayerCorp.4083）來製作有機發光二極體元件；初步的實驗過程中，為了能佈置一層的介面修飾層，poly（ethyleneoxide）（PEO）（Aldrich，Mvca.400，000），於元件的電極和發光層的接觸界面間，因此調製了濃
7、度為0.01wt%PEO/Acetonitrile，並以6000轉的高轉速以旋轉塗佈的方式佈滿於MEH-PPV發光層上，在於高真空環境下蒸鍍不同功函數金屬電極於元件陰極上。1.結果與討論從研究結果Fig.1元件的I-L-Vcurves分析圖可看出，當我們對元件施以一適當的偏壓時，此介面修飾層可在低操作電壓的作用下誘發電子載子（minoritycarriers）注入至有機發光層內，提供電荷載子注入的新路徑，因此使得發光啟動電位明顯提前了將近2~3伏特；而主要載子注入曲線的延後，也說明佈置此介面修飾層後，改變了金屬Al的功
8、函數，降低了Al與LUMO間的能障高，進而加強了電子的注入與元件效率的提升[6-9]。FIG.1.I-L-VcurvesofthedevicesusingAl(●)andnano-layer/Al(○)asthedevicecathode.FIG.2.Fowler-Nordheimplots,ln(I/F2)versus1/F,f
