论文部分内容阅读
有机电致发光器件（Organic Light Emitting Device OLED）被认为是继液晶之后的下一代平板显示技术，它具有自发光、全固态、重量轻、可柔性等诸多独特的优点。经过二十多年的发展，OLED逐渐从实验室走入广阔的市场中。为了加快OLED的产业化进程，不断提高OLED的器件性能十分重要。叠层OLED利用电荷产生层将多个发光单元进行电学连接，因此相对于传统结构的OLED，叠层器件在电流效率、发光亮度和寿命上会有大幅的提升。如何获得高性能的叠层OLED是当前有机电致发光器件的研究热点之一。本文中我们从微腔效应入手，系统地研究了叠层器件尤其是叠层白光器件的光学性能随器件微腔效应的变化趋势，并在此基础上，提出了高性能叠层器件的光学设计方法。利用该方法，本文分别针对叠层蓝光器件，互补色叠层白光和三色叠层白光器件开展了如下研究工作：（1）我们首先提出了较为简便的计算叠层OLED器件发光光谱的方法：首先将叠层OLED简化为多个单色器件，利用薄膜矩阵法和微腔公式，初步计算出每个单色器件的发光光谱。然后结合电学修正，将得到的多个光谱叠加，得到与实验值较为符合的叠层器件发光光谱。接着利用光谱分别计算出叠层器件的发光特性。（2）为了获得高性能的蓝色叠层器件。我们先改善蓝色荧光OLED器件的性能。我们将中间混合层结构（Intermix structure）引入到蓝色荧光器件中，并通过进一步优化中间混合层器件的结构，将蓝光器件的电流效率从7.2cd/A提高到10.5cd/A，同时最大的功率效率达到8.7lm/W。我们将这种结构引入到叠层器件中，结合光学设计，制备出电流效率高达22cd/A的蓝色荧光器件。（3）为了制备高性能的互补色叠层白光器件，我们首先对叠层白光器件中微腔效应展开了详细的讨论。我们分别仿真了具有不同发光单元顺序的叠层白光器件的出光光强，显色指数和角度依赖特性随着有机功能层厚度的变化规律。根据模拟结果，我们提出了一种简单图像叠加方法来获得同时满足多个设计要求的各个有机层厚度取值范围，并从实验上制备出高性能的互补色叠层白光器件。由于叠层器件的总厚度仅有140nm，器件表现出较低的驱动特性。1,100,1000,10000cd/m2的亮度下驱动电压仅为5.2,6,6.88和8.7V。同时，与光学设计所预期的一致，叠层白光器件具有较高的最大电流效率和功率效率（70.3cd/A，36.2lm/W），并且表现出良好的角度发光特性。观察角度从0o度变化到60o时，CIE色坐标仅从（0.344,0.428）变化到（0.337,0.419）。（4）为了获得高性能的三色叠层白光器件，我们利用光学模拟的方法，对含有RGB三个发光单元的白光叠层器件的光学特性进行了研究。在此基础上利用图像叠加方法获得了满足设计要求的各功能层厚度的取值范围。我们成功制备出了厚度仅为160nm的高性能三单元叠层器件，该器件的开启电压低于8.5V，100cd/m2，1000cd/m2，10000cd/m2的亮度下，驱动电压仅为10.6V，12.1V，14.5V。器件的发光光谱随着观测角度的变化并不明显。观察角度从0°变化到60°时，CIE色坐标从（0.3286，0.453）变化到（0.3108，0.417）。