3.1 前言
本章節使用氧化銦錫作為透明有機發光二極體元件之陽極，利用光學模擬預 測元件的出光效率與穿透度，並對其做相對應的探討與分析。
3.2 氧化銦錫陽極透明元件模擬與分析
我們模擬的透明有機發光元件結構3A 為 Glass / ITO (y nm) / HATCN (5 nm) / TAPC(60 nm) / CBP: 8wt% Ir(ppy)2(acac) (20 nm) / B3PYMPM (50nm) / LiF (0.6 nm) /Al (1 nm) /Ag (x nm) /NPB(70 nm)。ITO 陽極與電洞注入層的折射率與消光係數 如圖 3-1 所示，電洞傳輸層、電子傳輸層及覆蓋層的厚度則是依據光學而選擇較 佳的參數。在此結構下，變化 ITO 陽極模擬的厚度為 10 奈米至 150 奈米，間隔 為10 奈米，銀陰極厚度為 6 奈米至 20 奈米，間隔為 2 奈米。元件出光效率模擬 結果如圖3-2 至 3-4 所示。由圖 3-2 及 3-3 我們可以看出陰極的厚度會影響上下發 光的比例，銀的厚度越厚，會使得光無法從上方的透明陰極出來，而被金屬反射回 下方的透明陽極，造成上方出光效率降低，下方出光效率提升。由圖3-4 可以看到 元件的總和效率，並不會受到陰極厚度太大的影響，這是因為陰極厚度是改變上 下出光的比例，但能出到元件外的光，主要是受到透明陽極厚度影響，考慮元件 的微共振腔效應，在ITO 厚度為 70 至 80 奈米間，其總體出光效率最佳。
穿透度模擬方面，我們將結構3A 中的 ITO 厚度固定在出光效率最高的 80 奈 米，銀厚度設為 6 奈米至 20 奈米，每 2 奈米一個間隔，以及將銀厚度固定為 16 奈米，ITO 厚度設為 20 奈米至 140 奈米，間隔為 20 奈米，將其穿透度對波長作 圖，模擬結果如圖 3-5 所示。由圖 3-5 的上圖可以看出，銀厚度增加時會使得整 體穿透度下降，這是由於銀的吸收及反射會隨厚度上升而增強，而使得整體的穿透
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量因為吸收而下降。此外，由圖3-5 的下圖我們可以觀察到，穿透度最高點會隨著 ITO 的厚度而有偏移的現象，這是由於考慮透明元件整體的厚度及折射率差異後，
當 ITO 光學厚度約為光波長四分之一時，所造成之微共振腔效應會使得此波長的 光反射最低、穿出元件的量為最大值。因此，為了使可見光波段區域的整體透明 度提升，我們可以將元件的ITO 陽極厚度調整在 60 奈米至 80 奈米間。
3.3 總結
本章藉由光學模擬探討 ITO 陽極與銀陰極的厚度變化，觀察其對透明有機發 光元件的電特性以及穿透度之影響。藉由降低銀陰極的厚度，我們可以提升透明 元件整體的穿透度，而改變 ITO 陽極的厚度則可以使得透明元件在總和外部量子 效率不大幅變動的情況下，來調整穿透度頻譜的峰值位置。這些現象可以看出 透明電極是影響透明有機發光元件特性的重要因素。此章除了更了解現今常用的 ITO 透明元件的基本特性之外，也對我們在接下來的章節所要探討不同陽極之 透明有機發光元件結構設計有所幫助。
第三章圖表
圖3 - 1 陽極 ITO 與電洞注入層 HATCN 之折射率與消光係數
圖3 - 2 模擬透明元件結構 3A 之上出光效率
400 450 500 550 600 650 700
1.2
E xt inc tion Co ef ficie n t
ITO_k
Thickness of Ag (nm)
T h ic k n e s s o f I T O ( n m )
(6,80) 10.1%
19
圖3 - 3 模擬透明元件結構 3A 之下出光效率
圖3 - 4 模擬透明元件結構 3A 之總出光效率
20.5%
21.2%
21.8%
22.5%
22.5%
21.8%
21.2%
20.5%
19.8%
19.2% 18.5%
19.8%
6 8 10 12 14 16 18 20
20 40 60 80 100 120 140
T h ic k n e s s o f I T O ( n m )
Thickness of Ag (nm)
(6,80) 23.1%
圖3 - 5 模擬透明元件結構 3A 之穿透度
400 450 500 550 600 650 700
0
Thickness of ITO is 80nm.
T ra n smit ta n ce ( %)
400 450 500 550 600 650 700
0
Thickness of Ag is 16nm.
T ra n smit ta n ce ( n m)
21