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圖 1-11：：： 有： 有有有////沒有沒有沒有trilayer元件的沒有 元件的元件的I–V，元件的 ，，，使用使用使用使用(a) Ag 和和和和 (b) Al
貳 貳 貳
貳、 、 、 、動機和目標 動機和目標 動機和目標 動機和目標
有機發光二極體元件有著自發光、廣視角(超過170 度)、反應時間快、
高效率、低操控電壓及高對比等優點存在，使得有機發光二極體被稱為繼 液晶顯示器（LCD）後下一世代平面顯示器的主角，有機發光二極體元在 下世代平面顯示器的重要性也正逐漸的提升，為了將 OLED 與 TFT 做整 合，AMOLED 在現代平面顯示器當中變成最重要的顯示技術之一。在主動 式的驅動下，有兩種不同的製造過程：polycrystalline silicon (poly-Si)和
amorphous silicon (a-Si)。目前市面上多以低溫多晶矽（LTPS）的薄膜電晶
體（TFT）作為驅動電路，主要是因為 poly-Si 與 a-Si 相比，具有較高的載 子移動率，並且poly-Si TFT 含有 n-type 或是 p-type TFTs 作為其驅動方式。
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然而為了不使電晶體的驅動電路受到有機發光二極體光元件隨著驅動時間 電壓的改變而影嚮，傳統式的有機電激發光元件陽極銦錫氧化物 (Indium Tin Oxide, ITO) 通常可以直接與的低溫多晶矽的集極 (drain) 相連接，因 此電晶體的驅動電路不會受到有機電激發光元件隨著驅動時間電壓的改變 而影嚮。然而在低溫多晶矽電晶體的技術上，仍有許多缺點，如均勻性不 佳、技術不成熟、成本太高並且poly-Si 被限制只能應用在小尺寸的面板上…
等缺點存在。比照起低溫多晶矽電晶體，非晶矽電晶體就具有較佳的成膜 均勻性，在大尺寸的製造技術上也較低溫多晶矽成熟，最重要的是在大尺 寸顯示器中具有較佳的成本優勢，為了將有機發光二極體元件與薄膜電晶 體結合為主動驅動的有機發光顯示器及各方面的考量上來看，非晶矽薄膜 電晶體與有機電激發光元件將是未來再大尺寸面板的一項趨勢所在。a-Si 與 poly-Si 之間之詳細的比較於表 2-1。
表 表 表
表 2-1：：：： a-Si 和和和和 poly-Si 的優缺點比較的優缺點比較的優缺點比較的優缺點比較
a-Si TFT Poly-Si TFT
Mobility Low High
Uniformity Better Worse Masks 4 or 5 9 or 10
Cost Low High
Gen. Size (mm2) 7.5 (1950×2250) 4 (730×920)
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可是，非晶矽薄膜電晶體(a-Si)只能製作n型的薄膜電晶體，因此如果要 搭配非晶矽薄膜電晶體與傳統有機發光二極體元件，傳統式有機發光二極 體元件的陽極ITO則必需連接在源極(source)，如此一來，閘極與源極間的 電壓(Vgs)則會受到有機二極體元件內有機材料的影嚮，而造成顯示器壽命 不佳的結果。在過去的數十年中，有機發光二極體元件都是以傳統的結構 為主要發展的目然而這也是目前市面上的主動驅動式有機發光顯示器的產 品主要都是搭配低溫多晶矽薄膜電晶體（LTPS）驅動的原因。使用製作倒 置式的有機發光二極體元件即可解決上述問題，所謂的倒置式有機發光二 極體元件也就是將原本的製程順序顛倒，將下基板電極當作陰極，依序蒸 鍍有機電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層及上電極（陽極）。由於倒置式電 激發光元件的下電極為陰極，因此可連接在n型非晶矽薄膜電晶體的集極，
電晶體電路就不會受到有機材料的影嚮了。雖然過去文獻中，曾提出上發 光元件（光由發光層產生，經高反射陰極將光由上半透明或是透明陽極而 導出）的許多優點，如出口率，但由於上發光元件在壽命、視角等各方面，
皆比不上下發光元件，所以在本文中，我們皆專注於下方光元件的研究。
使用IOLED 可以有效的解決電晶體電路受到有機材料影嚮的問題，但 是所謂的IOLED 有與傳統 OLED 相反的製作過程，透明電極 ITO，接著分 別依序蒸鍍有機層EIL、ETL、EML、HTL 和 HIL，最後再覆蓋一層反射電 極作為陽極使用。因為ITO 具有很好的透明度，所以在本文中仍然使用 ITO
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當作陰極，可是因為 ITO 具有高功函數的特徵(約 4.7 eV)，所以電子要由 ITO 注入到一般有機材料中電子傳輸層 Alq3的 LUMO(約 3.0 eV)時，存在 著極大的能障(約 1.7 eV)而妨礙了電子的注入，因此倒置式有機發光二極體 的元件成果並不好。為了達到較好的倒置式有機發光二極體元件成果，使 用n、p 摻雜分別當作 EIL 和 HIL 的方法是目前已發表過文獻中最常見的方 法。雖然使用n、p 摻雜分別當作 EIL 和 HIL 能幫助載子的注入並得到高效 率，但是使用n、p 摻雜的方法時卻會影響元件的壽命是最常見的問題。在 過去的文獻可以將元件衰退的速率簡單歸類為（1）有機薄膜的穩定性（2）
陽極與有機層的接觸面（3）激發態的穩定性（4）可移動的離子雜質（5）
正電荷累積機制…等，因此在本文中，我們除了試著做出高效率低電壓的 倒置式並解決n、p 摻雜會影響元件衰退的問題。
因此，在本文中，我們可以除了可以得到高效率低驅動電壓的元件，
更重要的事，我們成功藉由對衰退機制的了解，而成功的解決有機發光二 極體光元件一般最常遇見的壽命問題並在第四章做一個詳細的討論。
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b. 再將ITO 基板放入裝有清潔劑（Detergent）溶液的容器中，接著將 容器放置在超音波震盪槽震盪5 分鐘
c. 再將ITO 基板放入裝有去離子水（D.I. Water）的容器中，接著將容
Fabricating Device
Clean ITO Substrate
Deposited Thin Film
Encapsulate
Analysis
Si-Wafer
Deposited Thin Film
AFM
Measurement