張瑞芬
簡汎清

本論文主要探討微米尺寸有機發光二極體(Organic light-emitting diode, OLED)之光電特性，並與毫米尺寸元件進行相互比較。我們使用兩種微影製程去製作微米尺寸的OLED：(1)以光阻定義元件主動面積，以及(2)直接蝕刻ITO電極至微米尺寸。在典型的NPB/Alq3 OLED中，實驗發現毫米尺寸元件(10 mm2)的崩潰電流密度(Breakdown current density)約為1 A/cm2，但將元件面積縮小至微米尺寸時，崩潰電流密度可大幅提升數十倍，其中最小面積元件(25×25 μm2)的崩潰電流密度最大可達58.3 A/cm2。在兩種微影製程中，又以直接蝕刻ITO電極之元件的崩潰電流密度更高。更重要的是，微米尺寸元件的外部量子效率(External quantum efficiency, EQE)與毫米尺寸元件幾乎相同，代表在微型元件中高電流密度仍具備有效的複合發光，而微影製程並不會影響發光效率。 接著本論文將微影製程應用在高電流密度的BSB-Cz/PVK平板波導OLED的研究上。實驗結果中亦發現崩潰電流密度隨著元件面積縮小而提升，類似於NPB/Alq3元件之趨勢。此實驗製作之最小微米元件(20×2000 μm2)能乘載高達3 A/cm2的崩潰電流密度，而外部量子效率仍在1%以上。相較於面積10 mm2之元件，崩潰電流密度能提升將近15倍。雖然在最高的電流密度下仍未發現自發輻射放大的現象，但本論文成功展示出利用微型化製程提升OLED電流密度並維持高發光效率，此研究成果有助於未來進一步發展電激發有機雷射。