三、 陽極的前處理與修飾改善
3.1 簡介
在可撓曲式有機電激發元件中，我們首先要研究的就是基板端陽極的 改善。基板與陽極就如同房子的地基，必須先穩固好。否則之後一連串元 件的製作，只是在浪費時間與材料。可撓曲式基板如果要拿來製作下發光 或透明元件，透光度必須要高，除此之外，最好是具有高Tg及價格便宜。
有鑑於此，就地取材用 LCD常用的PET塑膠基板作為借鏡是一個不錯的選 擇。因為PET的透光度高、價格便宜取得容易。其他市面上基材的選擇還 有 Polyethylenesulfone ( PES), Polyimide, Polyether-Polyimides,
Polycarbonates (PC)等。ITO 成膜在PC上曾為近年來學術界研究熱門的題 目之一。PC 材質硬，用射頻磁控做濺鍍，較不易受損，但它的玻璃轉移 溫度(Tg=135℃)偏低。PES也是一種具潛力的高Tg基材，日本的住友化學 (Sumitomo Chemicals)及三井化學(Mitsui Chemicals)有供應，可以做為PET 基板比較的對象。
除了以上的基材之外，也有其他研究人員試著用其他不同的可撓曲式 基材來製作可撓曲式有機電激發光元件。如 C. C. Wu 等人在西元 1996 年 所發表的將元件製作在金屬基板上的可撓曲式元件90，但是由於金屬基板 不透光的特性，所以只能用來製作上發光元件。另外， M. D. J. Auck等人 在西元2002 年發表以超薄硼矽玻璃 (50 μm) 加上一層透明塑膠膜當做基 板來製作元件91，雖然具有撓曲性，可是在操作上仍然有易於破碎的問題。
此外，還有如 C. J. Huang等人所使用的ARTON塑膠基板92。而在美國西雅 圖所舉辦的2004 平面顯示器研討會中，C. J. Lee等人則是發表了將上發光 的元件製作在鍍有金屬的紙基板上93，但是元件在100 mA/cm2 的電流密 度下，操作電壓為19.5 V，而亮度才 342 cd/m2，效率並不是很好。
經過綜合考量基材的可見光透光性、玻璃轉移溫度、價錢等，我們選 定PET 及 PES 做為實驗的基材。
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而在陽極的選擇方面，在考量可見光穿透度、導電度、化學及型態的 穩定性及功函數（work function）能與有機電洞注入材料的HOMO(highest occupied molecular obrital)能階搭配等需求之後，選擇ITO導電體當做導電 陽極。因為它不但有很高的可見光透明度（~90%），而且它的電阻率也很 低（1 × 10-3 ~ 7 × 10-5 Ω-cm）。
ITO 薄膜成長在玻璃上，一般用的是濺鍍（sputtering），化學氣相沈 積（chemical vapor deposition）及溶膠（sol-gel）。在塑膠 LCD 的基板製 程中，目前常用的成膜技術為 DC-sputtering、或RF sputtering 及低溫真空 沈積法（low temperature vacuum deposition）。基於 FOLED 的基板與塑膠 LCD 的基板要求相似，本論文選擇以實驗室現有的RF sputtering設備濺鍍 長膜。
.1 陽極蝕刻與圖案化(patterning)
通常在有機電激發光二極體中，為了使元件可以發出不同圖案的亮 點，必須對陽極做圖案化的處理，一般有 (1)在濺鍍氧化銦錫時直接使用 光罩的方式或是(2)對整片的 ITO 基板進行蝕刻等方式。至於蝕刻又分為乾 式蝕刻及溼式蝕刻兩種。使用光罩時會有對位不準及在濺鍍時由於光罩及 基板的間隙所造成的圖案暈開等問題，此種情況在濺鍍塑膠基板時，由於 張力的問題，更是容易發生。至於乾式蝕刻則由於成本昂貴的考量而未採 用，而溼式蝕刻則由於條件極為嚴苛，所以必須小心操作，但因為溼式蝕 刻一次可以製作大量的基板，相較於濺鍍時的生產效率高，所以值得深入 研究。
3.1.2 電洞注入層
OLED 的元件製作，陽極必須要經過活性化處理，一方面為的是要改 良 ITO 表面與有機材料的附著性（adhesion），一方面也是為了要增加 ITO 的功函數（work function）以利電洞的注入。
ITO 的功函數與它成膜後的結晶型態有很大的關係。功函數可用紫 外線發射光譜 (UV photoemission spectroscopy measurement) 去定位，一般 是在4.7eV左右，這個位能範圍剛好是在有機電洞傳導層的HOMO附近（譬 如NPB的HOMO是5.5eV），但是 ITO 要將電洞注入有機層內需克服一個 0.5~0.8eV的能障 (energy barrier)，這個能障的減少將有助於元件驅動電壓 的降低，進而改進整個FOLED元件的發光功率。
ITO 在玻璃上的功位能已被證明可以用紫外線-臭氧 (UV-Ozone) 及 氧離子電漿 (Oxygen plasma) 調節到 5~5.1eV 左右，這個活化後的功位能 與 NPB 的位能障礙 (energy barrier) 可降至0.3eV 左右。這裡我們還可以 用一層電洞射入材料，如 CuPc(HOMO=5.3eV)，m-MTDATA (5.1eV) 或炭 粉薄膜（5.2 eV）來搭配以減低洞子射入的能量消耗。此外如美國 Uniax 公 司用的 PANI，英國 CDT Ltd，及荷蘭 Philips 公司用的 PEDOT-PSS 都 為極佳的多分子電洞射入材料。由於用在 FOLED 的塑膠基材有一個玻璃 轉移溫度的上限 (150~200ºC)，我們不可能期望 ITO 成膜後的結晶態會比 在高溫下玻璃基材上好，所以相對的 ITO 塑膠基板的電阻值也不易很低 我們沿用玻璃的活性處理方式，加入電洞注入層(hole injecting layer) 這裡我們使用LiF當做電洞注入層，由於LiF同時也是OLED元件陰極 所使用的材料之一，使用LiF來修飾陽極在製程上來說，將會最為方便簡 單。此外，利用其他材質，如WO3等，也可當做電洞注入層來逹到降低元 件操作電壓的目的。