如何調整分子的光色

有機發光二極體可以應用在全彩的平面顯示器上，而全彩是由紅、

藍、綠三原色所組成，當三原色開發成熟後，白光照明系統或是色彩 飽和度更高的顯示器就能有效的應用，所以發展三原色一直是有機發 光二極體的目標。可以藉由改變材料分子的性質，來達到三原色飽和 的目的。

2.2.1 改變分子的共振長度

1999 年日本的 Shirota 博士^[13]針對有機發光二極體非結晶形的分子 2,5-bis{4-[bis(4-methylphenyl)amino]phenyl}-thiophene(BMA-1T) 以 中 心噻吩的數量做光色的調配(圖 2.10)，發現增加中心噻吩共振的長度 可以有效的增加吸收及放射波長的紅位移，吸收波長產生紅位移 66 nm，放射波長產生紅位移 76 nm，使得發光光色從淡藍色到橘色。

圖 2.10 BMA-1A 與其衍生物分子結構示意圖及光學性質

接著，2003 年時，Shirota 博士^[14]針對雙極子系統的有機非結晶形 分子進行光色的調整，在雙極子系統分子中心接上不同數量的噻吩分 子(圖 2.11)，發現隨著噻吩共振長度的增加，光色有顯著的紅位移々 在元件的測試下，發光的光色可以從藍綠色位移至黃色。

圖 2.11 雙極子分子和其衍生物結構示意圖及光學性質與測試時的元 件結構

2.2.2 藍光分子的微調

對有機發光二極體來說，相較於綠光及紅光的開發，藍光的發展是 最晚，這是因為 OLED 中藍色材料的分子通常具有較大的能階(energy band gap)，且需要較大的驅動電壓，以致於壽命不長，而且分子結構 設計需要較短的共振長度，不易設計。針對全彩顯示器的目標，將藍

前，許多穩定的藍色發光材料已經被研究並發展，可以被粗分成 diarylanthracene^[15][16] 、 di(styryl)arylene(DSA)^[17] 、 fluorene^[18][19] 、 pyrene^[20]。

2002 年柯達公司鄧青雲博士^[21]將 tetra(t-butyl)perylene(簡稱 TBP) 摻 雜 於 藍 色 主 發 光 體 材 料 9,10-bis-(2-naphthyl)-anthracene( 簡 稱

ADN) ， 在 元 件 結 構

ITO(35nm)/CuPc(25nm)/NPB(50nm)/ADN:TBP(30nm)/Alq3(40nm)/

Mg:Ag(200nm)下(圖 2.12)測試，未摻雜 TBP 的元件 CIE 值為(0.20, 0.26)，而摻雜 TBP 後元件的 EL 圖就呈現 TBP 的波形，顯見兩者有 很好的能量轉移，由於半波寬變窄，元件色光變為 CIE 值(0.15, 0.23)，

更靠近正藍光的範圍。

圖 2.12 ADN 及 TBP 的結構示意圖及元件能階圖

但是，在摻雜的系統中必頇找到適合的主、客發光體來配合，並且 需 要 精 密 的 控 制 摻 雜 的 比 例 ， 而 有 機 材 料 通 常 是 以 共 蒸 鍍 (co-evaporation)的方式製成，對共蒸鍍來說，要準確的控制摻雜的比 列並不容易^[22]。

2004 年香氱李述湯教授^[23]，發表在未摻雜系統中，修正藍綠光分 子 9,10-bis-(2-naphthyl)-anthracene(簡稱 ADN)的光色。李教授將 ADN

分 子 的 二 號 位 接 上 異 丁 基 得 到

2-tert-butyl-9,10-bis-(b-naphthyl)-anthracene (簡稱 TBADN)，由圖 2.13 可得到 ADN 與 TBADN 製成元件的性質比較。李教授認為在導入一 個異丁基後，可以減少分子的團聚現象，進而微調放射光波長，使之 發光色更靠近正藍光。

圖 2.13 ADM 和 TBADN 的結構示意圖與光學性質及測試時的元件結 構

由以上文獻可得知，在分子設計方面，改變分子共振的長度可以得

到改變大範圍的放光光色々對於光色微調部分，由於螢光分子在固態 堆疊形成了另一種激發態(excimer 或 exciplex)，而解決此一現象產生 的方法，則是導入巨大團基結構，將分子間距離撐開，這樣一來可以