以自組裝模板壓印之表面結構對發光元件出光效率之改善

伍家麟(Chia-Lin Wu)

指導教授 ： 李明昌

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2006年)

摘要

本論文致力於將可大面積化之自組裝陽極氧化鋁模板（Anodic Aluminum Oxide template, AAO template）應用於熱壓式奈米壓印技術以及聚二甲基矽氧烷（PDMS）鑄模技術作為有機或無機發光元件(InorganicOrganic Light Emitting Devices)的表面處理，以提高其出光效率。當前的奈米壓印技術多以微影蝕刻製程製作出的模板來作為壓印模仁（mold），但此模仁的成本高、且無法大面積化，使用數次之後容易產生結構損毀，因此傳統的奈米壓印技術至今尚欠缺應用於元件上的實例；AAO模板的製程簡單便宜、孔洞密度等各項參數可隨意調整，遂成為微奈米技術中極具應用性的工具。PDMS為一種常見的合成塑膠，在固化前具有良好的流動性，適合翻鑄超精細結構；且表面能非常低，固化後抗酸鹼、抗有機溶劑腐蝕，亦可作為奈米壓印之模仁使用；曾有文獻提及將具有微透鏡陣列（microlens array）之PDMS薄膜貼附在OLED之出光面，作為增加取光效率之設計，因此，利用AAO模板做為奈米壓印模仁，搭配PDMS鑄模技術，可望為OLED之表面處理打開一條新路。
本研究第一部份使用市售的氧化鋁濾膜作為熱壓式奈米壓印之模仁，探討其壓印製程之穩定性、結構均勻度、有效壓印面積及模具表面抗沾黏的能力等；若配合正確的製程條件，有機會達到大面積均勻壓印。本研究進一步使用PDMS灌鑄AAO模板，期望能控制PDMS之固化條件以達到合適的深寬比而順利脫模，並測試此奈米結構之光學性質，發現有機會增加元件出光效率90%。

關鍵字

自組裝模板 ； 奈米壓印 ； 表面結構 ； 出光效率

並列摘要

A new, low-cost approach for enhancing light extraction of organic or inorganic light emitting devices by texturing emitting surfaces was studied in this research. The surface is textured either by nanoimprinting or nanocasting technologies which use Anodic Aluminum Oxide templates (AAO templates) as molds. Unlike other nanoimprinting molds AAO templates have advantages in easy fabrication, controllable pore sizes and large printing area. Polydimethyl siloxane (PDMS) is one kind of common polymers as nanoimprinting materials. Fluidity and low surface energy make it easy to conform to the surface and demold. Therefore, it is suitable for casting fine structures.

並列關鍵字

AAO ； nanoimprint ； surface structure ； OLED

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