本實驗主要是在不需開發新型有機分子材料下，藉由光學萃取結構的導入，並減少Waveguide效應的方式，達到增進有機發光二極體( Organic Light- Emitting Diodes, OLED )元件之出光效率，其中本實驗將以光萃取結構整合OLED為主要關鍵目標，而本實驗主要分為二個部分：

1.將具有光萃取結構之基板上成長透明導電薄膜，並改變不同熱退火方式與退火參數條件，探討薄膜之片電阻、穿透度及表面粗糙度的影響。
2.對於OLED基礎單元元件的製作上，進行藍光、綠光與紅光OLED元件效率的最佳化。並將OLED元件成長於外嵌式與內嵌式光萃取結構之基板上，並進行元件的光電特性量測，探討光萃取結構對於不同光色之OLED元件效率的影響。

最後本實驗成功地將OLED元件成長在外嵌式與內嵌式光萃取結構之基板上，並分別以藍光、綠光及紅光元件進行光萃取結構基板之取光效率分析及量測，其中以內嵌式PQC(photonic quasi-crystals)基板之藍光及綠光元件取光效率最為顯注，其外部量子效率的增進分別是22.2%及20.0%，同時我們也提出改善取光效率的辦法，以達到更高光耦合輸出。

This research aims to integrate and optimize organic light-emitting diodes (OLEDs) on the light extraction designs.

1. This experiment grows transparent conductive layer on the light extraction structure, and measure the conductivity and transmittance by different thermal annealing way and different process parameters.
2. After screening, the best design was chosen to fabricate blue, green and red OLEDs with light extraction structures, which are able to maximize the light extraction efficiency.

In this study, we successful fabricated OLED device containing light extraction substrate, and we also analysis and measurement properties of blue, green and red OLED devices. Noteworthy, the internal extraction structure in blue and green light have the outstanding efficiency, which enhance the external quantum efficiency were 22.2% and 20.0%, respectively, and we also proposed a variety of ways to improve the light extraction efficiency in extraction structure.

目錄
中文審定書 i
致謝 ii
中文摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 有機電激發光二極體的歷史進程與發展 2
1-3 OLED元件之基本結構 4
1-4 OLED元件基本發光原理 6
1-5 有機電激發光元件材料介紹 9
1-5-1 陽極 10
1-5-2 電洞注入層 10
1-5-3 電洞傳輸層 11
1-5-4 發光層 11
1-5-5 電子傳輸層 12
1-5-6 電子注入層 13
1-5-7 陰極 13
1-6 OLED 發光效率之定義和測量方法 14
1-7 有機發光二極體色彩鑑定 16
第二章 理論基礎與實驗動機 18
2-1 有機電激發光的能量轉移機制 18
2-1-1 輻射能量轉移 19
2-1 濃度淬熄效應 20
2-1-1 非輻射能量轉移 21
2-2 三重態自我毀滅現象 23
2-3 準光子晶體 23
2-4 研究動機 24
第三章 實驗步驟及實驗架構 27
3-1 本研究實驗架構主要分為 27
3-2 實驗材料 28
3-3 實驗器材 31
3-4 量測設備 35
3-4-1 表面輪廓儀(Surface profiler) 35
3-4-2 有機電激發光元件光電特性量測系統 36
3-4-3 紫外光-可見光光譜儀 (UV-Visible spectrometer) 37
3-4-4 四點探針儀(Four-point-probe) 38
3-4-5 薄膜光學特性分析儀 ( N&K Analyzer ) 39
3-5 實驗步驟 40
3-5-1 ITO 基板清潔 40
3-5-2 RF濺鍍機( sputter) ITO製程 41
3-5-3 Sputter ITO圖樣化製程 42
3-5-4 有機與金屬薄膜製程 44
3-5-5 元件封裝製程與量測 46
第四章 結果與討論 48
4-1 PQC結構基板之光學特性與表面分析 48
4-2 Sputter ITO 製作及光電特性 51
4-3 外嵌式PQC光萃取基板整合藍光、綠光及紅光三種不同光色之有機電激發光二極體元件製作與量測 57
4-4 內嵌式PQC光萃取基板整合藍光有機電激發光二極體元件製作與量測 64
4-5 平坦化之內嵌式PQC光萃取基板整合藍光、綠光與紅光有機電激發光二極體元件製作與量測 70
第五章 結論 78
參考資料 80

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