电极影响顶发射有机电致发光器件光电特性研究

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有机电致发光器件(OLED)由于其自身具有能耗低、自发光、视角宽、成本低、温度范围宽、响应速度快、发光颜色连续可调、可实现柔性显示、工艺比较简单等优点而吸引了全世界信息显示技术研究领域的专家学者们的目光,它成为了最有可能取代液晶显示器件的希望之星。有机电致发光器件的研究始于1963年,近年内,越来越多的研究人员从事到有机电致发光器件的研究中来,关于利用新材料、新结构制作有机电致发光器件的报道层出不穷,有机电致发光技术也得到了飞速的发展。有机电致发光器件按照光从器件出射方向的不同,可以分为两种结构,一种是底发射型器件(BEOLED)另一种是顶发射型器件(OLED)。由于顶发射型器件所发出的光是从器件的顶部出射,这就不受器件底部驱动面板的影响从而能有效的提高开口率,有利于器件与底部驱动电路的集成。同时顶发射型器件还具有提高器件效率、窄化光谱和提高色纯度等诸多方面的优点,因此顶发射型器件具有非常良好的发展前景。而对于顶发射型器件来说,它的有机层结构与底发射型器件的结构基本一致,所以对于顶发射型器件电极的研究具有非常重要的意义。本文研究了电极影响顶发射型器件光电特性。我们首先对采用不同金属作为阳极的顶发射型器件进行理论模拟,我们的器件结构为阳极(100nm)/MoO3(3nm)/NPB(50nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(18nm),其中阳极我们分别选用了Ag、Al、Au、Cu、Mo、Ni。我们利用SimOLED软件对不同金属阳极器件的电压-电流密度特性、电流效率、光谱、光谱随角度变化特性、色坐标随角度的变化、腔体发射谱进行了理论模拟;同时我们也利用FDTD Solution软件对采用不同金属阳极器件的光取出效率进行了模拟。通过对模拟所得到的数据进行对比和分析,综合考虑之后我们按照Ag、Au、Cu、Al、Ni、Mo的顺序对各个器件的光电特性进行排序,进而考虑到与集成电路工艺兼容性等方面的因素,我们选择了Ag和Cu作为阳极制作了相应的器件。我们对两个器件的光电特性进行了测试,我们把测试得到的器件的电压—电流密度特性曲线以及器件的光谱与我们之前模拟得到的曲线进行了对比,结果表明实验与模拟所得结果基本一致。同时我们也对比了我们制备的两个器件的光学和电学特性,其中采用Ag作为阳极的器件的开启电压是2.3V,而采用Cu作为阳极的器件则是2.5V;两个器件的发光峰位置分别为波长550nm以及波长570nm处,且两个器件的发光峰位置都会随着测试角度的增大而发生蓝移;两个器件的最高亮度分别可以达到69000Cd/m2和37000Cd/m2,其中以Ag为阳极的器件最大亮度要比以Cu为阳极的器件高出85%;两个器件的最大电流效率分别可以达到11.2cd/A和5.79Cd/A,其中以Ag为阳极的器件最大效率与以Cu为阳极的器件相比要高出近50%。
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