如前一章所述，有機發光二極體具有可撓、輕薄及製程簡便等特性，這些都是無可 替代的優勢，雖是如此，但目前在轉換效率和元件生命期方面，仍然無法與其他顯示器 (液晶、電漿、LED)競爭，以致於處在研發改進的階段。尤其是高分子發光二極體，可 以藉由高分子的易溶性進行溶液製程，使我們的研究團隊對於這方面領域相當有興趣，
而在過去的研究中，高分子紅光與綠光元件已有不錯的規格表現，如今想要將高分子元 件往全彩顯示器或液晶螢幕的白色背光源發展，其最大的挑戰與瓶頸就是高分子藍光元 件。
過去有關高分子藍光元件的文獻中， Fluorene此分子結構是最常被使用在高分子藍 色螢光元件的材料，如poly(9,9-dioctylfluorene)[PFO]作為單層的發光層，可以發出深藍 色的光，也可以透過混合MEH-PPV一種可作為橘色螢光發光層的材料)的方式，製成單 發光層的白色螢光元件[17]。由於PFO的化學結構較不利於電子傳輸，在電子電洞不匹 配的情況下，其效率呈現方面不佳，只能達到 2~3 cd/A，於是有研究團隊利用具有較低 功函數的金屬鹽類如Cs2CO3做為電子注入層，降低電子注入位障，使電子較易注入，達 到 提 高 效 率 的 效 果[ 圖 2-1(a)] 。 [ 圖 2-1(b)] 為 不 同 MEH-PPV 的 混 合 比 例 ， 分 別 為 A:0.25% 、B:0.5%、C:1%、D:2%下，其電激發光譜，可明顯觀察到MEH-PPV比例微量 增加時，藍光的峰值隨之下降，影響其色座標的變化。然而電激發光不僅受MEH-PPV 的比例影響，也會受到操作的電壓影響，因為在相異操作電壓下，藍光與橘光效率呈現 上各別有所不同，於是規一化的電激發光譜也會隨之改變[圖 2-2]。此外可以發現藍色材 料在白光元件中佔了大部分的比例，以此白光系統來說大藍橘比例為99.75 : 0.25，於是 若要增進白光元件的規格呈現，藍光元件佔絕大部分的主導權。
圖2- 1 (a)單重態藍光(PFO)、橘光(MEH-PPV) 、白光(2%MEHPPV:PFO)在Ca/Al or
Cs2 3 . (b) 比例下的
然而如第一章所述，有機螢光電激發元件由於電子自旋方向與量子力學的理論限制 25%的內部量子效率，相較於藉由摻雜含重金屬化學結構的客發光體的磷 光發光層，利用重金屬效應而產生強烈的電子自旋耦合效應，使三重態激發子得以釋放 能量到基態，放出磷光，克服量子力學的限制，而使磷光元件可達到更高效率的內部量 子轉換[圖2-2]。也因為如此，許多研究團隊不斷的利用化學合成，或製程方式，進而提 升磷光元件的效率。
CO /Al之元件效率 在摻雜不同MEH-PPV EL spectrum [17].
圖2- 2 不同操作電壓下白光元件的EL spectrum[17]
下，只能利用
400 500 600 700 800
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
1.0 552nm 623nm
510nm
Normalized counts (a.u)
Wavelength (nm) 476nm
圖2- 3 不同顏色的磷光摻雜物光譜
此外一般磷光元件中，會混合一定比例的電子傳輸材料，來彌補主發光體電子傳輸能力 的不足，過去在綠色和紅色磷光元件中，2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4- oxadiazole (PBD) 是 最 常 被 使 用 的 電 子 傳 輸 材 料 ， 但 對 於 bis(2-(4,6-difluorephenyl) pyridinato-N,C2) FIrpic 藍 色 摻 雜 物 ， 使 用 1,3-bis[(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazolyl]
phenylene (OXD-7)當電子傳輸材料製成的藍色磷光元件，其效率規格較PBD的高[19]，
可以發出(0.17,0.37)天藍色的光，在相關的文獻中，對於陰極為鈣鋁的元件來說，效率 可以達到6~7cd/A，同樣地若是改用有較強電子注入力的陰極材料，一樣有大幅提升效 率的功用[表2-1] [20]。此外也有研究團隊透過摻雜微量Btp2Ir(acac)紅色摻雜物，電激發 出色座標非常接近(0.33,0.33)白光[圖2-4][表2-2] [21]。
表2- 1 RGB 的磷光元件的效率及色座標[20]
表2- 2 RBW 的磷光元件的效率及色座標[21]
本篇論文將討論電子傳輸材料 OXD-7 影響藍色磷光元件效率的機制，並且達到陰 極為
鈣跟鋁條件下高效率的表現，並將其探討的機制，套用在紅色磷光摻雜物上，觀察
是否有相同的效果，或者是有其不一樣的機制存在，最後在利用藍光及紅光其色座標的 匹配度，完成單層高效率的白色磷光元件。