论文部分内容阅读
有机发光二极管(OLED)拥有自发光、结构简单、超轻薄、全彩、高亮度、高对比、响应速度快、宽视角、低功率损耗及实现可弯曲显示等特性,有如未来的生活里有科幻般的生活情境,因此OLED被誉为“梦幻显示器”、“绚丽显示器”,再加上其生产设备投资远小于TFT-LCD,得到了各大显示器厂家的青睐,已成为显示技术领域中的新一代主力军。在具微共振腔型有机电致发光器件的研究中,微共振腔OLED器件须具备三个主要元素:第一个为两平行且具有反射性的阴极与阳极;第二个为两电极间的共振腔,即堆叠的有机层;第三个为微共振腔OLED器件内部光源。此论文中,我们采用底发光的微共振腔OLED器件,搭配光学模型模拟来对空穴注入层膜厚进行调整。本文主要从器件阳极结构方面结合微腔原理研究如何改善OLED器件的性能,研究主要内容包括以下四个部分:(1)一种新型OLED的阳极结构,在玻璃衬底上采用半透明Al膜作为阳极,通过在空穴注入层(HAT-CN)和空穴传输层(NPB)中间加入一层三氧化钼(MoO3),制备成底发射微腔OLEDs。制备的器件结构为Glass/Al(15nm)/HAT-CN(10nm)/MoO3(xnm)/NPB(30nm)/Alq3(70nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)。根据电流密度-电压-亮度特性曲线的分析可知,该阳极结构有助于降低器件驱动电压和提高亮度。利用空穴型器件证明了该阳极结构具有较好的空穴注入和传输能力。通过器件微腔结构特点研究了光谱窄化和峰值偏移现象。根据上述器件结构性能出现的问题,采用电子迁移率较高的Bphen代替Alq3作为电子传输层(ETL),优化Bphen的厚度,器件的最高亮度可以达到15128cd/m2,起亮电压降为3.1V。Bphen作为ETL与Alq3相比,器件的发光效率提高了近3倍,性能增强的原因通过阶梯势垒和F-N隧道效应理论来进行解释。(2)报导了一种高性能Al/MoO3复合阳极结构的OLEDs。发现该器件在阳极/有机界面上的界面偶极子出现明显的下降,所对应器件表现出极佳的效率。该器件中空穴注入到空穴传输层的能力得到显著增强。强微腔作用进一步增强了电致发光强度,由于Al/MoO3易于加工,我们成功的在塑料基板上研制出发光均匀的大面积柔性OLEDs。(3)采用天蓝色磷光材料FIrpic作为磷光OLED的发光层,以高反射Al膜作为顶电极(阴极)和以半透明Al膜作为底电极(阳极),空穴和电子注入层分别采用MoO3和LiF,制备的器件结构为Glass/Al(15nm)/MoO3(xnm)/NPD(40nm)/mCP:FIrpic(30nm,7%)/BCP(20nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(150nm),微腔结构OLED在正方向电致发光光谱中心波长为468nm,半波宽约为24nm,色坐标(0.14,0.15),与以ITO为基底的器件相比其发光波长得到调制,光谱得到窄化。我们通过理论模型模拟得到的微腔OLED发光增强因子情况,与实际光谱吻合。(4)提出一种载流子辐射分布机制,通过白光有机电致发光器件的电致发光光谱来解释该机制。证明了从阴极注入到有机发光层上的电子满足辐射分布的规律。该辐射分布机制与几个因素有关,如:电子注入能力,外加电场强度和载流子迁移率等。