Al2O3/PMMA交叠薄膜制备及OLED封装性能

可靠的薄膜封装对提高有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)器件寿命至关重要。本文采用原子层沉积实现了致密Al_2O_3薄膜的低温制备,并研究了喷墨打印PMMA墨水在Al_2O_3薄膜的均匀成膜以及Al_2O_3/PMMA交叠薄膜的水汽阻隔性能。实验结果表明,当打印分辨率为300 DPI时,PMMA墨水在Al_2O_3薄膜表面均匀成膜,Al_2O_3/PMMA交叠薄膜具有良好的水汽阻隔性能和光学透过率。钙膜电学测试结果显示,3对Al_2O_3/PMMA薄膜的水汽透过率低至8.34×10~(-5) g/(m~2·d),而光学透光率在可见光范围内高于95%,表现出良好的OLED器件薄膜封装性能。     

基于石墨烯/PEDOT：PSS叠层薄膜的柔性OLED器件

石墨烯具有独特的电学性能、优异的机械延展性和良好的化学稳定性,是制备高性能导电薄膜的理想材料,但是当前石墨烯的高电阻率限制了它的实际应用。本文采用喷涂方法制备了石墨烯/聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）复合导电薄膜,对复合薄膜的表面形貌与光电性能进行了研究。PEDOT：PSS的引入不仅降低了石墨烯薄膜的表面电阻,同时还平滑了薄膜表面。在此基础上,成功制备了柔性黄光有机电致发光器件,器件在12 V时达到效率最大值0.9 cd/A。器件在曲率半径为10 mm时弯曲了100次后,发光亮度并无明显变化。该复合薄膜可实际应用于柔性有机电致发光显示器件。     

用于微显示的顶发射OLED的SPICE仿真模型研究

常用的EDA软件如HSPICE中没有顶发射有机发光器件的仿真模型,导致设计硅基有机发光器件微显示像素驱动电路时存在困难.为此,本文研究了用于微显示的顶发射有机发光器件的SPICE仿真模型,分别讨论了二极管连接的MOS管模型、单个二极管以及双二极管并联模型等方案,分析了其等效电路,同时根据顶发射有机发光器件的实验数据拟合了对应的电路参量,最后用HSPICE软件对三种模型的等效电路进行仿真和结果比较.比较发现采用二极管连接的MOS管模型得到的拟合误差最小,但仿真误差最大;采用单个二极管模型得到的拟合与仿真误差都较大;采用双二极管并联模型得到的拟合与仿真误差均较小且满足驱动电路设计的要求.结果表明双二极管并联模型可作为用于硅基有机发光器件微显示电路设计中的顶发射有机发光器件的SPICE仿真模型.     

热激活延迟荧光OLED稳定性研究

以双极性材料4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)为主体,绿色热激活延迟荧光材料(4s,6s)-2,4,5,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitrile(4CzIPN)为客体,制备了一种多层有机发光二极管.通过改变4CzIPN的掺杂浓度,研究了掺杂浓度对器件光电性能及稳定性的影响,发现4CzIPN掺杂浓度为12%时器件性能最佳.通过设计正向恒流反向恒压的交流驱动电路并对交流驱动电路参数进行优化,研究了驱动方式对延迟荧光有机发光二极管寿命的影响,揭示了交流驱动参数对延迟荧光器件寿命的影响规律.研究表明,基于热激活延迟荧光的有机发光二极管在使用频率为50 Hz,反向偏压为0 mV,50%占空比的交流驱动时,可获得更高的器件寿命.通过比较直流驱动和交流驱动下相同器件的寿命曲线,发现使用交流驱动时器件寿命是直流驱动时的1.5倍左右.     

基于弱取向外延生长多晶薄膜的OLED研究进展

有机晶体材料中分子排列规则,形成长程有序、缺陷态密度低的结构,相对于非晶态材料具有很好的热稳定性、化学稳定性以及高的载流子迁移率,使得有机晶体材料在发展高性能OLED方面具有巨大的潜力。本文总结了近期利用弱取向外延生长技术发展的多晶薄膜OLED(C-OLED)系列工作。从最初的单结晶层绿光器件发展到多层掺杂深蓝光器件,C-OLED证实晶态有机半导体路线可以实现有效发光,器件表现出低启亮电压、低工作电压、高光输出、高功率效率和低焦耳热损耗等优越特性。     

IPTO薄膜制备及其在有机光电器件中的应用

新型IPTO(Pr Ti O3掺杂In2O3)薄膜的可见光透过率及导电性可与商业化的ITO薄膜媲美。采用双源电子束设备制备了一种新型的IPTO透明导电薄膜,通过开尔文探针法测试,其功函数为5.14 e V。为验证新型IPTO透明导电阳极对有机电致发光器件性能的影响,将IPTO替代商业化ITO作为阳极制备了有机电致发光器件。基于IPTO阳极的器件的亮度最大值为85 140 cd/m2,外量子效率最大值为3.16%,分别为以ITO为阳极的器件的3倍及1.13倍。这种性能的改善是由于IPTO具有较小的表面粗糙度及较高的功函数,可以降低阳极的注入势垒,有利于电荷向有机层注入,改善了器件内的空穴及电子的注入平衡。     

发光层掺杂对红光OLED性能影响研究

制备高效率、高亮度的红光有机发光二极管是显示器实现全彩色的关键,对高性能的红光有机发光二极管器件研究具有十分重要的意义.本文主要研究了掺杂剂(DCJTB)浓度对红光有机发光二极管性能影响.实验采用真空热蒸镀的方法,选取结构为ITO／2-TNATA(20 nm)/NPB(30 nm)/AlQ(50 nm):(X%)DCJTB／AlQ(30 nm)／LiF(0.8 nm)／Al(100 nm)的红光器件,在高准确度膜厚控制仪的监控下,实现了有机薄膜功能材料的精确蒸镀.研究表明:红光掺杂剂掺杂浓度为(2.5~3.0)%时,在12 V电压下,可以得到发光亮度最高达到8 900 cd/m²,发光效率大于2.8 cd/A,且发光光谱波长为610~618 nm较为理想的红光有机发光二极管器件.     

全溶液法制备有机发光二极管及PEIE浓度对器件光电性能的影响

对溶液化发光层成膜参数及电子传输层浓度进行调控,优化发光层成膜效果及器件发光性能,同时使用导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）作为透明阳极,刮涂导电银浆作为阴极,通过全溶液法制备了高效率的OLED。研究发现,发光层成膜参数的调整有效改善了其成膜效果。且适当的电子传输层材料浓度可以改善器件的载流子注入平衡,有效降低阴极的功函数,提高器件的发光性能;酸后处理的PEDOT:PSS薄膜导电性大大提升,在可见光范围的透过率与ITO相当。全溶液制备的发光器件最大电流效率为1.441 cd/A,与以ITO为电极的器件相比,增加了近50倍。     

基于差分反射光谱的真空环境有机薄膜生长在线监测方法

有机薄膜器件是微电子和光电子领域的重点研究方向。薄膜制备过程的在线监测作为研究成膜机理和优化工艺参数最直接的测量手段,对薄膜器件的高质量制备具有重要意义。为实现真空环境有机薄膜制备过程的实时在线监测,提出了一种基于差分反射光谱术的高精度测量方法。采用离轴抛物面反射镜、光学平板和光纤等基本光学元器件构建紧凑型光路系统,运用差分算法分析光谱信号,具有较高的测量性能。测试了不同实验环境下光谱信号的波动,得出在控温条件下,系统的长时间测量重复性优于2‰。还研究了并五苯分子通过分子束外延制膜法在Au基底成膜初始阶段的生长过程。通过与膜厚仪和原子力显微镜测试结果比对,光谱信号精确反映出超薄膜在生长中引起的细微光学演变,其测量精度优于亚单分子层。实验结果表明,该差分反射光谱测量系统具有宽光谱(300～820 nm)、高稳定性(重复性优于2×10-3)、高测量精度(亚单分子层)等特点,并有效地抑制了光路装配误差、光学器件缺陷和环境干扰等对光信号的影响,作为一种高精度表面表征方法,适合于薄膜制备过程的实时在线监测。     

纳米硅薄膜复合阳极的绿色微腔式OLED的研究

采用甚高频增强型等离子体化学气相沉积技术,通过优化薄膜的沉积条件制备出高性能的P nc Si∶H薄膜材料(σ=5.86 S/cm、Eopt>2.0 eV).通过XRD测量计算出薄膜<111>、<220>和<311>三个晶向上的晶粒大小分别为15 nm、17 nm和21 nm;通过Raman测量,计算出其晶化率为35％左右.实验中,将P型纳米硅薄膜与氧化铟锡一起构成有机电致发光器件的复合阳极,研究了他们的发光特性,结果表明：由于P nc Si∶H薄膜材料具有近似半反半透的光学特性,它与高反射率的阴极Al使有机电致发光器件产生了微腔效应,使其发光光谱窄化,半宽高由126 nm窄化到33 nm;发光光亮明显增强,最大亮度为47 130 cd/m2,最大发光效率为9.543 83 cd/A,与以ITO为阴极的无腔器件相比,提高了约127%.     

DPVBi空穴阻挡层对OLED性能的优化

研究了宽带隙有机小分子材料DPVBi作为空穴阻挡层对OLED器件效率和亮度的优化作用.DPVBi的引入有效地改善了以PEDOT:PSS做空穴注入层的OLED器件的空穴过剩问题.实验结果表明:通过优化DPVBi的厚度,插入30 nm厚的DPVBi空穴阻拦层可以有效地平衡OLED器件的电子和空穴浓度,降低器件的工作电压,优...     

通过插入Au薄膜改善绿光OLED器件的发光色纯度

在一些有机电致发光器件中,Au常被用作阳极,研究者希望Au在导电的同时兼具半透明可出光的属性,这要求Au在能导电的同时厚度要尽量薄。因此制备两种金属共同组成电极成为了选择。将半透明Au/Al层插入阳极一侧,制备了结构为ITO/Al(16 nm)/Au(10 nm)/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件,相对于器件ITO/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al在长波方向出现了光谱窄化现象,通过分析和实验判断该现象是Au薄膜特有的对光的选择透过性造成,而并非微腔效应。阳极一侧加入了Au/Al的器件保持了广视角无角度依赖的优点,同时可以输出滤掉部分红光的纯度更高的发光,发光色纯度得到了改善。     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展

综述了不同类型上转换器件的的研究进展, 包括性能优化、器件集成以及物理机制。其中基于OLED的红外上转换器件将红外探测器与OLED串联集成起来, 使近红外光首先被吸收, 进而光生电流驱动OLED产生可见光, 可完成近红外-可见光上转换功能。该项研究拓展了OLED在红外夜视方面的应用。     

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）。     

基于MADN空穴传输层的双层结构高效率黄绿光OLED及其阻抗谱分析

以MADN为空穴传输层,主-客掺杂体系[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]为发光兼电子传输层,构建了双层结构的高效率黄绿光OLED器件。该器件的黄绿光由主发光体Alq₃通过不完全能量转移到客发光体rubrene实现,电致发光峰值位于560 nm,1931CIE色坐标为(0.46, 0.52),最大发光效率达到了7.63 cd·A-1,比相应的NPB做空穴传输层的双层结构器件提高了30%。通过构建以MADN或NPB为空穴传输层的空穴单载流子器件并进行阻抗谱分析,结果表明MADN可以作为一种非常有效的空穴传输层,其空穴迁移性略低于NPB,这恰好弥补了OLED器件中空穴迁移比电子迁移快这一缺陷,为改善OLED发光层中载流子的平衡性创造了条件,从而提高了器件的发光效率。此外,MADN做空穴传输层的双层结构OLED的发光效率与传统三层结构器件(MADN和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层)基本相当,表明了这种双层结构器件在简化器件结构的同时并不以牺牲发光效率为代价,发光层[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]兼具有优良的电子传输性能。     

微腔效应对顶发射串联蓝光有机电致发光器件性能的影响

相比于传统有机电致发光器件,串联有机电致发光器件的发光效率与寿命均得到明显提升.因此,深入研究微腔效应对顶发射串联有机电致发光器件性能的影响具有重要意义.本文以蓝光器件为例,通过光学仿真模拟与实际实验相结合的方法,研究了顶发射串联蓝光器件的光学性能与电学性能变化规律.具体实验为:分别制备了顶发射串联蓝光器件,使其两个发光层位置分别位于器件光学结构中的第一与第二反节点、第二与第三反节点、第三与第四反节点.分析并确定了顶发射串联蓝光器件的两个发光层位置分别位于第二反节点与第三反节点处时,器件性能较佳.即:当器件电流密度为15 mA/cm^2时,器件电流效率为10.68 cd/A(色坐标CIEx,y=0.14,0.05),其亮度衰减到95%所需时间为1091.55 h.可能原因是:器件腔长较长时,既可以改善第一发光单元的空穴与电子平衡度、削弱表面等离激元效应,降低膜厚波动性对器件腔长的影响性;又可以在一定程度内起到包裹Partical的作用,提高效率,延长寿命.这一研究成果为设计高效率、长寿命的顶发射串联器件提供了重要依据.     

一种提高OLED基底出光效率的亚波长光栅设计

为了提高OLED出光效率,在OLED基底表面设计了二维连续表面亚波长光栅。利用等高台阶逼近的方法近似连续表面光栅结构,并结合等效介质理论和薄膜光学原理,设计光栅参数:刻蚀深度0.29 μm,周期大小0.165 μm,底边直径与周期的比值等于1,可以实现宽光谱、广角度的高透射率。利用时域有限差分方法仿真计算了该光栅对OLED基底出光效率的影响,结果表明,出光效率最高可提高30%。     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。