有机电致发光器件的封装热特性研究

有机电致发光器件的稳定性与其封装结构密切相关,封装技术的优劣直接影响有机电致发光二极管器件的寿命.本文采用热阻抗模型对三种常用有机电致发光二极管器件封装结构进行热阻抗分析,并利用ANSYS有限元分析软件的热分析模块对热特性进行研究,得出各种器件封装结构的温度场分布,根据温度场分布比较得出各种封装结构散热性能的差异.分析...     

聚合物电致发光二极管面光源的热分析

针对聚合物电致发光二极管(PLED)面光源的结构特点,建立了PLED面光源正负极双通道的散热模型.采用有限元分析软件对PLED面光源在光强为1000 cd/m2时的热特性进行模拟,获得其在自然对流和强制对流下的温度场分布图,从仿真结果知PLED器件的最高温度TH均处于PFO-BT发光层,分别为43.934℃和26.23...     

有机电致发光白光器件的研究进展

在十多年的时间里,有机电致发光二极管(Organic Lightemitting Diodes,OLEDs)的研究和应用取得了长足的进展。有机电致发光器件具有许多优点,例如:自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低、成本低等,因此有机电致发光器件极有可能成为下一代的平板显示终端。有机电致发光白光器件因为可以用于全彩色显示和照明,已成为OLED研究中的热点。介绍了有机电致发光白光器件的研究进展,按发光的性质将白光器件分为荧光器件和磷光器件两类,按发光层数将白光器件分为单层和多层器件,对相关材料、器件结构、发光机理等方面进行了讨论。     

利用LiF/Al作为电极的有机电致发光器件

本文报道了利用LiF/Al作为负电极的有机电致发光器件,器件结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,LiF层的加入增强了电子注入,当其厚度为0.4nm时,器件的性能最好,与单层Al和Mg/Al电极的同类器件相比,此时器件的开启电压由Al电极时的4.3V和Mg/Al电极时的3.0V降低到了2.0V,器件的最大亮度分别由4000cd/m²、14000cd/m²提高到19600cd/m²,器件的发光效率也分别增加了5倍和2倍,达到2.66lm/W.     

亚单层黄色有机发光器件制备与光电性能研究

采用掺杂薄层作为亚单层有机发光技术,利用沉积在有机发光器件发光层中的亚单层分子[2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij] quinolizin-9-yl) ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene] propane-dinitrile （DCM2）作为探针,同时改变DCM2层的位置,制备了四种亚单层结构的有机发光器件,对有机发光器件中激子的形成与扩散进行了研究,通过对各器件不同条件下的电致发光谱、发光强度和发光效率的对比研究,得到在N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biph-enyl-4,4′-diamine（NPB）/(8-hydroxyquinoline) aluminium（Alq）异质结界面处引入亚单层DCM2可以使DCM2分子获得的激子数量最多,获得了高效率的黄色有机发光器件.从其中总结规律,对有机发光器件制作有一定的指导作用.     

新型噁二唑有机电致发光小分子光电性质研究

通过升降温差热分析(DSC)曲线、偏光显微镜、紫外吸收光谱、电化学行为曲线以及多层器件等,研究了噁二唑衍生物小分子的电学和光学性质,发现其同时具有液晶性、电子和空穴传输性、发光性等优良性能.引进R-OXD(En)层后的多层器件在低于3 V时就能得到可见光发射,在7 V时可以得到光亮度为1000 cdm^-2.此系列小分子可降低有机电致发光器件开启电压,提高发光亮度和发光效率,是一种非常具有吸引力的有机电致发光小分子.     

有机电致发光二极管散热机理模拟研究

研究了有机电致发光二极管( OLEDs)工作过程中的生热与热传输机制。 OLEDs器件产热由载流子复合产生,散热渠道主要由热辐射、对流两部分构成。基于传热学理论计算,发现发光亮度为1000 cd/m2时,发光占输入功率的15%,热辐射占30%,热对流占55%,器件温度上升了39.4℃,并且计算结果与实验数据有良好的匹配。决定器件工作温度的因素有环境、材料、工作功率等。具有不同发光材料的OLEDs器件,其亮度衰减速率不同。     

窄谱带绿色有机电致发光器件

以Tb³⁺:水杨酸(Tb³⁺:(SA)₃)为空穴传输层兼发光层、高荧光材料Alq₃为电子传输层,得到了窄谱带的绿色有机薄膜电致发光双层结构器件.实验证实,双层器件的电致发光是电荷载流子隧穿内界面(Tb³⁺:(SA)₃/Alq₃)之后分别在两有机层内的复合发光,是两有机层本征发光的叠加.其光谱随着电子传输层厚度而改变,因而减少电子传输层厚度能得到亮度高、稳     

基于新型电荷生成层的P-i-N结构白色有机叠层电致发光器件

采用2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP): 5 wt.% cesium carbonate(Cs₂CO₃)和N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine(NPB): 20 wt.% molybdenum oxide(MoO₃)分别作为器件的电子注入层和空穴注入层,研究了N型和P-i-N结构有机电致发光器件的载流子传输特性.载流子传输层中BCP: Cs₂CO₃和NPB:MoO₃的引入有效增强了载流子注入能力,从而降低了器件的驱动电压.基于新型电荷生成层BCP: 5 wt.% Cs₂CO₃/ NPB: 20 wt.% MoO₃制备了色稳定、高效率P-i-N结构有机叠层器件.与单元器件相比,引入新电荷生成层有机叠层器件的最大电流效率增大了2.5倍,表明该电荷生成层可以有效地将电子和空穴分别注入到相邻发光单元中.采用该电荷生成层制备了P-i-N结构白色有机叠层器件,器件的上下发光单元分别为橙光和蓝光发射.当发光亮度从500增加到5 000 cd/m²时,器件的色坐标稳定在(0.33, 0.29)附近,接近白光等能点.利用单色发光单元堆叠制备白色有机叠层器件的方法为实现色稳定、高效率的白色有机电致发光器件提供了一种有效的途径.     

聚合物电致发光器件工作层热效应的喇曼光谱研究

以喇曼光谱和红外测温仪为表征手段, 研究了聚合物电致发光器件在施加不同电流密度的工作条件下器件内部热效应对器件老化的影响. 通过实验得到器件内发光层的斯托克斯喇曼信号和反斯托克斯喇曼信号强度的比值, 代入波尔兹曼方程计算得到该层对应的温度, 从而达到精确测量器件内部工作温度的目的. 通过对器件施加0~169 mA/cm²的电流密度, 发现器件内部工作温度逐渐升高, 最终达到有机层的玻璃化转变温度后, 发光层材料发生相变, 变成游离状的液态, 这种状态不稳定, 造成发光层材料的局部缺陷, 使得器件阴阳极短接导致器件短路, 从而发光失败. 实验表明喇曼光谱是一种探测薄膜器件内部工作层温度的有效手段.     

去除铝基板的大功率LED热分析

提出一种大功率LED免铝基板封装方式,采用ANSYS有限元热分析软件对传统的铝基板封装和免铝基板封装的LED进行模拟对比分析。模拟结果表明:两种封装结构的LED,其最高温度均出现在LED芯片处;对于单颗功率1 W、3颗功率1 W和单颗功率3 W的器件,由于有效地简化了散热通道、大幅度降低了总热阻,采用免铝基板结构的最高温度分别降低了6.436,9.468,19.309 ℃。传统的铝基板封装即使选用热导率高达200 W/(m·K)的基板,其散热效果依旧略逊于免铝基板封装结构,且随着LED功率的增大,免铝基板的新型封装结构散热优势更加明显。本文的研究为解决大功率LED的散热问题和光色稳定性问题提供了一种新途径。     

AlGaInP-LED微阵列单元的热效应分析

对AlGaInP-LED微型阵列发光单元的内部自发热机制进行了分析,并通过对具有回型上电极的发光单元的理论分析与计算,得到了其内量子效率与注入电流的变化关系及器件温度与所加偏压的变化关系。为保证内量子效率取值范围大于85%,得到了器件的最佳工作电流和最佳驱动电压范围以及微阵列各层结构在最佳驱动电压下的热阻分布。通过计算得出器件在2.2 V电压下,从p-n结到外部环境的有效热阻为96.7 ℃/W。讨论了减小器件热阻的方法,计算得出在理想情况下,添加热沉结构后有效热阻降为30.6 ℃/W,表明所设计的热沉结构对器件的散热起到了明显的改善作用。     

新型沟槽道微热管散热性能实验研究

微热管以其效率高、响应快且无能耗,在高功率集成微电子散热方面应用广泛。针对电子器件的小型化、高能耗发展趋势,本文提出一种新型沟槽道微热管结构,对该沟槽道微热管进行稳态和瞬态热性能实验研究,研究了风速、角度、加热功率等因素对该新型热管的热性能影响规律。结果表明,该微热管在整个散热器传热上起主导作用,性能比达到0.88,冷凝端温差为0.8℃,具有良好的均温性,该微热管加热功率为140 W,空气流速1.5 m/s时,换热系数可达2 359 W/(m^2·℃),热阻为0.27℃/W;高功率状态下可保持良好的热扩散性能,有效避免微热管的热应力集中,有望高效解决集成电子器件的散热问题。     

Thermal effects in quantum cascade lasers at λ～4.6 μm under pulsed and continuous-wave modes

The thermal effects in InGaAs/InAlAs quantum cascade lasers (QCLs) emitting at λ∼4.6 μm under pulsed and continuous-wave (CW) modes using a three-dimensional (3D) heat dissipation model were investigated. Based on the experimentally measured results, the thermal characteristics were theoretically analyzed for various device and heatsinking structures. Also, the heat accumulation effects and dissipation processes were studied in detail under pulsed operation. High cooling efficiencies were achieved by a relatively fast heat diffusion rate from the active core region for the epilayer-down bonded single ridge waveguide buried heterostructure (BH) with a thick electroplated Au around the laser ridge. A further improvement was made by the use of InP embedding layer. In CW mode, the thermal conductance (G _th) value of 445 W/(K cm²) at 298 K was obtained for the epilayer-down bonded double-channel ridge waveguide QCL with AlN submount, which indicates a reasonable consistency with the available experimental data. By optimizing the device and heatsinking structures, the G _th was improved to a high value of 673 W/(K cm²) at 298 K for the epilayer-down bonded single ridge waveguide BH QCL with InP embedding layer on diamond submount in CW mode.     

温度和电流对白光LED发光效率的影响

对大功率白光LED发光效率进行了研究,得出温度和电流对LED发光效率的影响:随着温度的升高,势阱中辐射复合几率降低,从而降低了发光效率;电流的升高,使更多的非平衡载流子穿过势垒,降低了发光效率。LED工作时,过高的工作温度或者过大的工作电流都会产生明显的光衰:如果LED工作温度超过芯片的承载温度,这将会使LED的发光效率快速降低,产生明显的光衰,并且对LED造成永久性破坏;如果LED的工作电流超过芯片的饱和电流,也会使LED发光效率快速降低,产生明显的光衰。并且LED所能承载的温度与饱和电流有一定关系,散热良好的装置可以使LED工作温度相对降低些,饱和电流也可以更大,LED也就可以在相对较大的电流下工作。     

空间行波管收集极的热特性分析

 利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。     

大功率远程荧光粉型白光LED散热封装设计

针对大功率远程荧光粉型白光LED存在的散热问题,研究了其封装结构的散热设计方法。在分析现有远程荧光粉型白光LED封装结构及散热特点的基础上,提出将荧光粉层与芯片热隔离的同时开辟独立的荧光粉层散热路径的热设计方法。仿真分析结果表明:新的设计能够在不增加灯珠径向尺寸的同时改善荧光粉层的散热能力。在相同边界条件下,改进设计后的荧光粉层温度较改进前降低了10.7℃,芯片温度降低了0.55℃。在芯片基座上设置热隔离槽对芯片和荧光粉层温度的影响可以忽略。为了达到最优的芯片和荧光粉层温度配置,对荧光粉层与芯片之间封装胶层厚度进行优化是必要的。新的封装方法将芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来,既避免了二者的相互加热问题,又增加了灯珠光学设计的自由度。     

大功率LED筒灯散热封装设计与分析

设计了一种大功率白光LED照明灯具的封装结构,通过有限元计算,分析其稳态工作下的温度场分布,并通过温度测试实验表明,器件上测试点温度76.0℃,散热器外壳温度71.0℃,误差分别为2.6%和2.3%,理论计算与实验结果基本吻合。在此基础上,结合灯具各构件的温度场分布与传热学原理,提出了一种新的散热封装结构,为大功率LED的散热优化方案提供了有效依据。     

Solution-processed WOx hole injection layer for efficient fluorescent blue organic light-emitting diode

Solution-processed tungsten oxide (s-WO_x) interfacial layer for efficient hole injection in fluorescent blue organic light-emitting diode (OLED) is demonstrated. The OLED using 2-methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene (MADN) as emitter shows luminous efficiency of 3.3 cd/A, power efficiency of 2.5 lm/W and external quantum efficiency of 4.6% with Commission Internationale d'Eclairage (CIE) color coordinates of (0.154, 0.102). Using MADN doped 1-4-di-[4-(N,N-diphenyl)amino]styryl-benzene as emitter, luminous efficiency of 10.8 cd/A, power efficiency of 6.4 lm/W and external quantum efficiency of 7.2% with CIE color coordinates of (0.167, 0.283) are achieved. Atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy show that s-WO_x features superior film morphology and non-stoichiometry with slight oxygen deficiency. Current-voltage characteristics and impedance spectroscopy analysis indicate that s-WO_x behaves slightly enhanced hole injection and accordingly contributes to improved device performance in comparison with conventional vacuum thermal evaporation WO_x. Our results pave an alternative way for broadening WO_x application with solution process and advancing fluorescent blue OLEDs.     

TBPe与MEH-PPV共掺杂的有机电致发光器件的优化研究

采用有机小分子TBPe（2,5,8,11-tetratertbutylperylene）以不同比例掺入MEH-PPV（poly ）作为发光层,研究了TBPe不同掺杂比例对器件性能的影响,进而对发光强度进行优化。对于所制备的ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV/TBPe/Al有机电致发光器件,TBPe的最优蒸镀厚度为0.5 nm,其发光强度相对于标准器件提高了325%。ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Liq/Al有机电致发光器件的最优掺杂比例为MEH-PPV：TBPe=100：30（质量比）,其发光亮度相比于未掺杂器件提高了44%。在上述器件的基础上增加Alq₃层提高电子注入,分别制作了Liq和LiF作为修饰层的ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Alq₃/Liq/Al和ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Alq₃/LiF/Al多层器件,发光亮度分别达到4 162 cd/m²和4 701 cd/m²。所有器件的电致发光波长均为580 nm,为MEH-PPV的发光,TBPe的掺杂对MEH-PPV的发光起到了增强作用。