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。     

白光有机发光器件在照明中的应用

作为下一代固态照明光源,白光有机电致发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLEDs)由于其高效、节能、环保等特点,已经引起了广泛的关注,将其用做照明光源的研究和应用也取得了长足的发展。文中首先简述了WOLEDs的发光原理,总结了目前常见的WOLEDs的结构和常用的发光材料,重点介绍了多发射层白光器件、多重掺杂单发射层白光器件、基于激基缔合物和激基复合物发射的白光器件、p-i-n结构的白光器件等器件结构的发光机理及其优缺点。本文依据WOLEDs高效率、高亮度、高显色性、长寿命的实用条件,详细解释了器件效率,色纯度,相关色温和器件寿命等性能评价标准。我们还分析了WOLEDs目前亟需解决的技术瓶颈,并针对器件效率和器件寿命两个主要方面提出了相应的改善方案。介绍了世界上照明用WOLEDs各公司的研究进展并对其市场前景做出了展望。     

非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展

有机发光二极管（OLED）具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了OLED器件的发展和应用.因此如何提高OLED器件的光耦合输出效率已成为备受关注的研究课题.本文主要介绍了采用非周期微纳结构提高OLED器件光耦合输出效率的最新研究进展,对随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构及随机褶皱结构等多种对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响的光耦合输出技术进行了总结和讨论.最后,对提高OLED器件光耦合输出研究做了总结和展望.     

基于中性层技术提升柔性OLED弯曲可靠性研究进展

有机发光二极管（OLED）由于具有结构简单、发光效率高、制造工艺简单和厚度超薄的特点,结合柔性基底可以制备具有弯曲和折叠功能的柔性OLED器件,在柔性显示、柔性照明等领域发挥了重要作用。在承受以弯曲为主的外加载荷时,柔性OLED器件中的无机薄膜很容易出现裂纹、脱层和屈曲等形式的失效,这些失效会使器件的导电性下降并破坏器件原有的结构,从而影响器件的效率与可靠性。中性层的使用能够有效减小器件关键部位的应变,从而减轻或消除失效,器件在弯曲状态下的可靠性也得以提高。近年来,一系列基于柔性OLED器件中性层的研究被陆续报道。本文综述了中性层技术在柔性OLED器件上的应用。首先,讨论了中性层的概念以及单个中性层位置的确定方法;其次,介绍了单个中性层和多个中性层在实际器件中的应用;最后,对柔性OLED器件未来的发展方向做出了展望。     

梦幻般的显示技术

更新一代的照明和显示技术OLED是英文Organic Light Emitting Diode的缩写,即有机发光二极管,是指有机材料在电场作用下发光的技术。而LED所采用的是无极材料,OLED与LED的相同之处在于两者都可以用在显示和照明领域。不同的是,在照明领域,受结构限制,LED是点光源,而OLED是平面光源：在显示领域,LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。无法显示高分辨率的图像,而OLED是由光刻电极基板与有机发光材料结合组成的显示器件,     

基于连续性掺杂的高效全荧光白色有机电致发光器件的研究

利用荧光材料PT-01, PT-86, PT-05作为黄色荧光客体, 蓝色荧光客体以及荧光母体制备了一种基于连续性掺杂结构的全荧光白光有机电致发光器件. 其发光层为主体/客体薄层/主体/客体薄层···交替蒸镀的重复单元. 通过优化发光层中主体的厚度并检测发光层中单线态激子的分布, 将黄、蓝两种客体染料生长在发光层中适当的位置, 得到了高效且光谱稳定的全荧光白光器件. 其最大电流效率为11.2 cd/A, 亮度在159–20590 cd/m²范围内色坐标仅有(±0.004,±0.005)的改变. 基于这种连续性掺杂结构制备的器件, 其性能不但可以达到传统主-客体共掺结构所制备的器件的性能,而且具有较高的可重复性, 更适合产业化大批量生产. 关键词： 白色有机电致发光器件 连续性掺杂 能量转移 可重复性     

基于超薄发光层及双极性混合间隔层的白光有机发光器件研究

本文采用非掺杂超薄发光层及双极性混合间隔层结构,获得了高效、光谱稳定的白光有机发光器件.基于单载流子器件及单色蓝光有机发光器件的研究,确定了双极性混合间隔层的最佳比例;通过瞬态光致发光寿命研究,验证了不同发光材料之间的能量传递过程;得到的三波段和四波段白光有机发光器件的最高效率分别为52 cd/A (53.5 lm/W)和13.8 cd/A (13.6 lm/W),最高外量子效率分别为17.1%和11.2%.由于发光层不同颜色之间依次的能量传递结构,三波段白光有机发光器件的亮度从465到15950 cd/m~2时,色度坐标的变化?CIE仅为(0.005, 0.001);四波段白光有机发光器件的亮度从5077到14390 cd/m~2时,色度坐标的变化?CIE为(0.023, 0.012).     

有机电致发光器件的稳定性

有机电致发光器件（organic light-emitting device,OLED）具有结构简单、驱动电压低、柔性好、可实现大面积显示等特点,在光通信、信息显示与固态照明等领域均显现出巨大的商业应用前景,备受学术界和产业界的关注.自1987年以来,OLED器件迅速发展,其亮度和效率已达到实用化的要求,但是目前产业化面临的主要难题之一就是器件的稳定性问题.本文主要介绍了OLED器件的非本质老化机理和本质老化机理,对黑点形成、薄膜形貌不稳定、金属原子扩散、[Alq₃[⁺阳离子和正电荷积累等多种OLED老化机理进行了总结和讨论,并针对这些老化机理重点阐述改善OLED器件工作稳定性的方法.最后,对OLED器件稳定性研究的发展趋势做了展望.     

有机电致发光器件光取出效率增强研究进展

有机电致发光器件(OLED)经过近三十年的发展,已经在照明和显示上得到一定程度的应用.OLED具有全固态、响应速度快、易于实现柔件显示等优点.由于磷光材料的应用,其内量子效率几乎达到了理论的极限值100%,但其外量子效率却只有20%左右,制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率.本文从提高OLED光取出效率的方法入手,综述了国内外关于顶发射和底发射有机发光器件光取出效率增强的研究现状、最新进展及以后的研究方向.     

基于相变原理模拟红色顶发射有机电致发光器件的出光性能

研究了有机发光器件(organic light emitting diodes, 简记为OLED)半透明电极上形成的反射相移对OLED光谱产生调制现象.以红色微腔结构顶发射OLED(top emitting OLED,TOLED)为例,基于微腔理论和传输矩阵理论建立物理模型,采用计算机数值模拟方法,得出结果表明器件发光光谱的调制作用不只局限于有机层厚度,也和反射相移有关.通过改变覆盖到顶电极表面的有机层厚度的简单方法,可以实现对顶电极反射相移的调节,从而改变TOLED光学性能.这一结果为进一步改善器件的性 关键词： 反射相移模拟 红色微腔 顶发射有机发光     

有机发光二极管光取出技术研究进展

有机发光二极管(OLED)在通信、信息、显示和照明等领域均显现出巨大的商业应用前景,十几年来一直是光电信息领域的研究热点之一.但是,OLED的外量子效率远低于内量子效率,极大程度地制约了其发展和应用.本文主要介绍了多种有效提高器件效率的光取出技术,对微透镜、光子晶体结构、纳米图案和纳米多孔膜以及微腔技术等多种OLED修饰方法进行了回顾和讨论.在此基础上,对一些光取出技术的研究做了展望.     

顶发射白光OLED微型显示器的蓝光掺杂特性研究

白光OLED微型显示器在信息显示领域具有重要的应用。采用真空镀膜系统,依次蒸镀Ag/ITO复合薄膜作为阳极结构,共蒸制备Mg∶Ag复合膜作为半透明阴极结构,NPB作为空穴传输材料和黄光主体材料,rubrene作为黄光掺杂料,AND作为蓝光主体料,DSA-Ph作为蓝光掺杂料,Alq3作为电子传输材料,以结构和工艺简化的蓝、黄光互补色来实现白光,通过共蒸发形式制备了结构为Ag/ITO/NPB/NPB∶rubrene（1.5%）/ADN∶DSA-Ph（x%/x=2,5,8）/Alq3/Mg∶Ag的白光OLED微型显示器,利用由Photo Research PR655光谱仪、Keithley 2400程控电源组成的光谱测试系统对器件的光电性能进行表征,研究了蓝光掺杂比对白光OLED微型显器性能的影响。结果表明,随着蓝光掺杂比的增加,白光OLED微型显示器的亮度先增加后降低,蓝光、黄光峰位有所偏移,色坐标发生一定的漂移,蓝光色纯度增加,可通过调控发光材料掺杂比实现白光OLED微型显示器性能的可控制备。初步优化获得的蓝、黄混合白光OLED微型显示器的器件,当驱动电压为5.0 V时,器件亮度达到3 679 cd·m-2,CIE坐标为（0.263,0.355）。     

平板显示技术比较及研究进展

平板显示因具有体积小、重量轻、功耗低、画质好等优点,已被广泛应用于电子仪表显示、车载显示、数码相机、智能手机、个人电脑、电视产品等领域之中。本文介绍了薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFTLCD)、有机发光二极管Organic Light Emitting Diode(OLED)显示、量子点发光二极管Quantum Dot Light Emitting Diode(QLED)显示及微发光二极管(Micro-LED)显示这几种平板显示技术的结构及原理。从结构、材料、性能、应用几方面对这几种平板显示技术进行了比较。最后给出了这几种平板显示技术的最新研究进展。LCD显示经过多年发展,技术成熟,成本低廉,仍然在显示市场占据主流地位。OLED显示技术摆脱了传统LCD的背光源,开创了自发光显示的未来发展方向。在相当一段时期内,LCD和OLED仍将会共存于市场中,相互竞争和补充。QLED显示和Micro-LED显示这两种显示技术,在理论上较OLED显示具有更好的颜色表现、更长的工作寿命等优势,具有非常广阔的发展前景,将为未来显示行业提供更多更好的选择。     

Rapid laser fabrication of microlens array using colorless liquid photopolymer for AMOLED devices

Microlens array (MLA) is microfabricated using Ultra Violet (UV) laser for display device applications. A colorless liquid photopolymer, Norland Optical Adhesive (NOA) 60, is spin-coated and pre-cured via UV light for completing the laser process. The laser energy controlled by a galvano scanner is radiated on the surface of the NOA 60. A rapid thermal volume expansion inside the material creates microlens array when the Gaussian laser energy is absorbed. The fabrication process conditions for various shapes and densities of MLA using a non-contact surface profiler are investigated. Furthermore, we analyze the optical and display characteristics for the Organic Light Emitting Diode (OLED) devices. Optimized condition furnishes the OLED with the enhancement of light emission by 15%. We show that UV laser technique, which is installed with NOA 60 MLA layer, is eligible for improving the performance of the next generation display devices.     

以蓝色发光材料DPVBi为基质的白色发光器件

白色有机发光器件是实现彩色平板显示的重要方案之一。利用蓝色发光材料DPVBi[4，4′—(2，2—苯乙烯基)—1，1′—联苯]掺杂红光染料DCJTB[4—氰甲烯基—2—叔丁基—6—(1，1，7，7—四甲基久洛尼定基—9—烯炔基—4H—吡喃)]作发光层制备了白色发光器件。研究了DPVBi掺杂不同浓度IDCJTB薄膜的光致发光性质，根据光致发光结果，制备了以DPVBi掺杂不同浓度DCJTB作发光层的电致发光器件，其结构为ITO／GuPc／NPB／DPVBi：DCJTB／Alq3／LiF／Al。当DCJTB质量分数为0．0008时，器件实现了白色发光(色度x=0．25，y=0．32)，电致发光和光致发光的掺杂比例基本相符，表明器件的白色发光主要是由基质DPVBi向掺杂剂DCJTB的能量传递产生的。研究还发现：白色器件随电压升高，光谱中蓝色成分相对于红色成分的比例略有增加，文章对此现象进行了分析。该白光器件在14V时达到最高亮度7822cd／cm^2，在20mA／cm^2电流密度下的亮度为-489cd／cm^2，最大流明效率为1．75lm／W。     

Improvement of the outcoupling efficiency of an organic light-emitting device by attaching microstructured films

In this paper, we present and analyse the optical characteristics, such as spectral shift, CIE coordinates, viewing angle dependence, luminous current efficiency and luminous power efficiency, of an organic light-emitting device (OLED) with a commercial diffuser film or a brightness-enhancement film (BEF) attached. Compared to a planar green OLED, the luminous current efficiencies of the OLED with an attached diffuser film or BEF increase by 29% and 23%, respectively. The overall luminous power efficiencies are enhanced by 28% and 7%. Compared to the planar green device, we observe blue shifts at different viewing angles when microstructured films are attached, which is the evidence that the waveguiding modes are being extracted. In our planar OLED, the peak wavelength blue shifts and the full width at the half maximum (FWHM) decrease with increasing viewing angles due to the microcavity effect. When the diffuser is attached, the spectral peak has a constant blue shift (6 nm) compared to that of the planar OLED. On the other hand, in the BEF case, the spectral shift depends on the viewing angle (2-12 nm blue shifts from 0 to 80°). This is due to the different operating principles (scattering and redirected light) of the diffuser and BEF. Since the transmittance spectra of both the diffuser film and the BEF are flat over the visible range, it is suitable for lighting applications by using white OLED. When attaching the films on a commercial white OLED, the luminous current efficiencies of the OLED with an attached diffuser film or BEF increase by 34% and 31%, respectively. The overall luminous power efficiencies are enhanced by 42% and 8%.     

白光微腔有机电致发光器件的结构设计与制备

采用一种宽谱带绿光发光材料,通过两个颜色互补的谐振模式结构设计实现了白光发射的微腔OLED.与普通结构的OLED相比,器件的电致发光效率提高了0.7倍.优化后的白光微腔OLED的色坐标为(0.34,0.33),且颜色不随工作电压变化.进一步改善显色指数性能则需要构建多个模式的微腔结构.     

ARM7全彩OLED驱动控制电路设计

介绍了一款全彩无源OLED模块的驱动接口电路及驱动程序的设计。系统采用ARM7系列的LPC2138为控制核心,分别设计了电源电路、下载电路、复位电路和接口电路,并向全彩无源OLED模块提供数据信号和控制信号,从而实现了分辨力为128128,65103色的动态全彩图片显示。设计了基于ARM7内核的OLED驱动电路实验系统,可显示红、绿、蓝单色以及全彩图片,为中小尺寸OLED提供了一种低成本、低功耗的单芯片解决方案。