第三章 結果與討論
1.2 白光有機電激發光元件文獻回顧
有機電激發光元件在白光上的應用於近幾年已經是熱門的研究題目，
當然這其中也有著許多不同的形式，其中主要包含了四種：
1. 有機螢光材料的白光元件：藉由不同放射波長的有機分子以真空蒸鍍的 方式製作成多層放光或是單層發光的白光元件，此種方法為最早發展之 白光元件，主因在於螢光材料容易取得且價錢較為低廉。如圖 B-1 中所
示為kido 等人所發展之多層白光三波段螢光元件 2。
圖 B-1. 由Junji Kido團隊發表於Science, 1995之多層螢光發光層 WOLED
單層發光之白光元件其發光層可由單一發白光之化合物所構成，如圖 B-2 所示為 Lee 等人所發展之單一化合物單層白光螢光元件4。此外，亦可 由多種發不同光色之化合物摻雜於單一發光層而得5-8。
圖 B-2. 由Shuittong Lee團隊發表於Adv. Mater. 2004之單層螢光發光層 WOLED
2. 有機金屬磷光材料的白光元件：藉由不同放射波長的有機分子與有機金 屬分子以真空共蒸鍍的方式製作成多層放光或是單層發光的白光元件
9-13。如圖 B-3 中所示為 Tokito 等人所發展之多層白光雙波段磷光元件。
圖 B-3. 由 Tokito 團隊於 Appl. Phys. Lett. 2003 發表多層發光層所形成的磷 光WOLED
在磷光元件系統中亦可將多種磷光材料摻雜於單一主發光體中形成單 一發光層之磷光白光OLED，如圖 B-4 中所示為 Forrest 等人所發展之單層 白光三波段磷光元件10。
圖 B-4. 由 Stephen R. Forrest 團隊於 Adv. Mater. 2004 發表之單層發光層所 形成的磷光WOLED
此外，單層發光之磷光白光元件其發光層亦可由將單一發白光之磷光
之單層白光磷光元件13。
圖 B-5. 由 M. E. Thompson 團隊於 New J. Chem. 2002 發表之單一摻雜發光 層所形成的磷光WOLED
3. 高分子有機螢光材料的白光元件：藉由不同放射波長的有機高分子與有 機分子摻混塗佈的方式製作成單層發光的白光元件 14-18。如圖 B-6 中所 示為Alex Jen 等人所發展之單層白光三波段螢光高分子元件，該元件分 別以兩個綠光與紅光小分子摻雜進入一發藍光之高分子中來製備白光元 件14。
圖 B-6. 由Alex K. Y. Jen團隊發表於Appl. phys. 2004之單層螢光發光層 WPLED
除了以小分子摻雜高分子所製備之螢光白光 PLED 之外，亦有以不同 光色之高分子摻混所製備之單層白光PLED 元件，圖 B-7 中所示為 shu 等人 所發展之單層白光雙波段螢光高分子元件8。
ITO/PEDOT/Blend/Ca/Ag
圖 B-7. 由 Ching-Fong Shu 團隊發表於 Adv. Funct. Mater. 2006 之單層螢光 發光層WPLED
4. 高分子有機金屬磷光材料的白光元件：藉由不同放射波長的有機高分子 與有機金屬分子摻混塗佈的方式製作成單層發光的白光元件，如圖B-8 所示19-22。
圖 B-8. 由 Stephen R. Forrest 團隊於 J. Appl. Phys. 2002 發表的由 PVK 摻混 R、G、B 三種金屬錯合物所形成的 WPLED
在磷光高分子白光元件中亦有以不同光色之高分子互相摻混所製備之 單層白光 PLED 元件，圖 B-9 中所示為 Tokito 等人所發展之單層白光雙波 段磷光高分子元件23。
圖 B-9. 由 Shizuo Tokito 團隊於 Org. Electron. 2003 發表之磷光 WPLED
除了上述將不同材料以物理摻混的方式製作白光元件外，以單一分子 非物理摻混的方式製備白光亦是近年來白光元件發展的重點。單一小分子 發白光至目前為止仍然相當罕見且效率與穩定性不佳，主要原因在於其是 利用分子本身的缺陷，當在固態狀態下，分子與分子形成堆積而產生激發 副合體(excimer)，導致在紅位移的區域形成寬帶(broad band)的放射形成。
然而，在有機白光高分子方面，因其獨特的可塑性，可將不同比例的發色 團以類似積木的方式，以共價鍵結連接到高分子的主鏈或側鏈，使得此單 一高分子能因不同顏色發光團同時放光而得到白光光譜。以此種方式所得 到的單一白光高分子化合物相較於傳統物理摻混的方式，其在不同電壓驅 動下的EL 圖譜不容易受到影響而改變 CIE 的座標。此類之白光高分子亦可 分為螢光型與磷光型兩大類，茲如下所列24-26。
圖 B-10. 由 Lixiang Wang 團隊發表於 Adv. Mater. 2005 的單一成分三波段白 光的有機高分子
圖 B-11. 由 Lixiang Wang 團隊發表於 Adv. Funct. Mater. 2005 的單一成分主 鏈型雙波段白光的有機高分子
圖 B-12. 由 Ching-Fong Shu 團隊發表於 Adv. Funct. Mater. 2007 的單一成分 主鏈型三波段白光的有機高分子
1-3. 研究動機
目前文獻中白光電激發光高分子元件之效率與單一波長發光元件相較 仍然偏低，因此本論文希望開發出一系列具有高效率之白光電激發光二極 體。在本段論文第一部分中，我們嘗試以非共軛之高分子材料為主發光體，
在其中摻雜一發藍光之螢光材料來與一發橘紅光之磷光材料來製備高效率 白光電激發光二極體。在第二部分論文中為了近一步提高白光元件之效 率，我們在非共軛之高分子材料中分別摻雜一發藍光與一發紅光之磷光材 料來製備全磷光系統之白光電激發光二極體。雖然上述兩個白光系統元件 皆可達相當高之外部量子效率，然而因這些元件之驅動電壓與小分子白光 OLED 相比仍然偏高，因此為了降低本論文中高分子元件之驅動電壓，在 第三部分白光論文中，以一 N 型摻雜之水溶性高分子電子傳輸材料來替代 傳統使用之小分子電子傳輸材料，並微調元件之陰極材料，期望能得到一 具有低驅動電壓、高發光功率效率之白光高分子電激發光二極體。
第二章 實驗
2-1. 藥品
PEDOT 購自 H.C. Starck
PBD 購自TCI
OXD-7 得自本實驗室
PVK 購自Aldrich
TPBI 得自本實驗室
DPAVBi 得自本實驗室
FIrpic 得自本實驗室
Os(bpftz) 得自季昀老師實驗室
Os(fppz) 得自季昀老師實驗室
ITO glass 購自默克
2-2. 使用儀器
2-2-1. 螢光儀 (Fluroescence Spectroscopy) 使用Hitachi F-4500 的螢光儀。
2-2-2. 曝光機
型號：US101，燈管功率為 1000 瓦，七貿股份有限公司。
2-2-3. 高真空蒸鍍機
2-2-4. 元件測量
使用Keithley 2400 Souce meter 與 Newport 公司所生產的 818ST silicon photodiode 搭 配 2835C Optical meter，而其量測之基本原理為 silicon photodiode 會偵測元件所放出的所有光能並將光能轉換成電能，因此可由電 能的大小得知元件所放出的光能或是亮度。