光電半導體組

李志堅 助理教授

研究領域：有機電激發光二極體、半導體元件物理、OLED

元件模擬

關 鍵 字：有機電激發光二極體元件、元件模擬

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一、研究主題與目標

主要研究方向為有機電激發光二極體元件的機制和模擬。相較於其他平面顯示技術，有機電激發光二極體以其自發光 、無視角、省電、製程簡易、低成本、操作溫度範圍及高應答速度、全彩化等優點，使其具有極大的應用潛力，可望成為下一代的平面顯示器。因此有必要發展有機電激發光二極體元件理論，並將之建成元件模擬軟體，利用此模擬軟體對元件之電的特性及光的特性做探討，進而設計新元件的結構與元件之最佳化。

二、最近研究題目

1. OLED之電性及光學模擬：

我們提出可以將未摻雜的多層OLED作定性模擬，包含光和電的模型。電特性計算使用漂移擴散方程式得知，其方程式可描述帶電載子和相依電場遷移率之間關係，捕捉帶電載子現象，異質接面介面及複合過程。模擬光的特性時是根據材料的吸收度和光的阻礙效應，而光的阻礙效應是因為元件的反射係數不連續關係所致。整體系統的輸入參數包括材料參數、發光材料的photoluminescence(PL)和元件的結構。模擬模型的輸出結果包含光的輝度、電激發光頻譜、CIE座標、I-V特性。

圖1、OLED 元件結構能階圖 圖2、EL 頻譜的模擬結果

圖3、OLED元件電性模擬結果. 圖4、OLED元件光學模擬結果

2. 發光層摻入螢光物的電性模擬：

在發光層中摻入螢光物以提高元件的發光效率，是OLED很重要的一個技術。我們針對多層OLED結構的元件以及摻雜濃度的影響並且進行模擬，我們納入電荷載子缺陷的考量，也在模擬中觀察發光層載子直接複合的現象，並且去模擬多層OLED操作在不同的參雜濃度的運作，然後可著眼於電流密度、電荷分布、及在發光層載子直接複合的現象。

圖5、Doping OLED 元件結構能階圖 圖6、Doping OLED元件電性模擬結果

三、主要的研究成果與所執行的計劃

論文：

1. C. C. Lee, Y. D. Jong, P. T. Huang, Y. C. Chen, P. J. Hu and Y. Chang, “Numerical simulation of electrical model for organic light-emitting devices with fluorescent dopant in the emitting layer,” Japanese Journal of Applied Physics, vol. 43, no. 11, pp. 8147-8152, 2005.

2. C. C. Lee, M. Y. Chang, Y. D. Jong, T. W. Huang, C. S. Chu and Y. Chang, “Numerical simulation of electrical and optical characteristics of multilayer organic light-emitting devices,” Japanese Journal of Applied Physics, vol. 43, no. 11A, pp. 7560-7565, 2004.