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关于改善硅基顶发射有机电致发光器件性能的研究

作　者: 陈淑芬
导　师: 刘式墉；全宝富
学　校: 吉林大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 发射器件 增透膜 缓冲层 透明阴极 开启电压 有机电致发光器件 器件性能 高亮度 透光性 电流密度
分类号: TN383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 208次
引　用: 3次
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内容摘要


1.我们首次使用交替生长的Al/Ag阴极制备了硅基顶发射有机发光器件（TEOLED）。利用交替的Al/Ag阴极及78nm Alq3增透膜得到了在可见光范围内半高宽较宽的透射光谱,并有效地改善了阴极的透光性（550nm处55.3%）。基于上述阴极及增透膜的白光顶发射器件的亮度和效率分别达到39312cd/m2（23V）和2.64cd/A（13V）。器件的色坐标从7V下的（0.457,0.368）变化到23V的（0.357,0.355）,这是使用增透膜的方法获得的色度相对较好的白光。2.我们提出将热蒸发获得的n型ZnO薄层置于硅基顶发射器件的阴极与有机物之间以改善器件的电子注入性能。实验得出,当ZnO为3.5nm时器件的性能最佳,甚至超过以LiF作为缓冲层的器件性能。结构为Ag（100 nm）/Ag2O/m-MTDATA（45nm）/NPB（25nm）/Alq3（60nm）/ZnO（3.5nm）/Al（4nm）/Ag（12nm）的器件开启电压为3.1V,最大亮度达到41790cd/m2（22V）,最大效率为3.1cd/A,是使用LiF缓冲层的1.24倍。此外,我们对ZnO薄层改善器件性能的原因作了分析。3.首次将ZnS作为增透膜应用到有机顶发射器件中以改善半透明阴极的光输出耦合。为了获得高性能Alq3发光的绿光顶发射器件,我们分别使用微腔理论和传输矩阵理论对有机层和ZnS厚度进行了优化。优化后的半透明阴极的透过率达到80%（530nm）。器件的亮度、效率也有较大幅度地提高:4V下亮度达到217cd/m2,13V下亮度最大,达到145475cd/m2;器件的最大发光效率5V时达到12.2cd/A。以上数值是目前报道的Alq3发光的最好结果。此外,我们还分析了蒸镀ZnS增透膜对器件产生的影响。4.为了满足低压下高亮度、高效率的实用目的,我们选择了高亮度、高效率的绿光材料C545T作为顶发射器件的发光材料。通过计算有机层厚度使器件的谐振波长与C545T的发光峰值一致,我们获得了高性能的C545T发光的绿光顶发射器件。器件的开启电压为2.5V、4V下的亮度和效率分别为487cd/m2和27.8cd/A、最大亮度和效率分别达到80215cd/m（29V）和32.7cd/A（或8.8%）,以上的性能达到了硅MOS电路驱动TEOLED的要求。此外,我们还计算了顶发射器件的微腔放大系数（最大为15.6）。

全文目录


提要  4-9
第一章 综述  9-24
  1.1 有机电致发光器件的优点  10-11
  1.2 顶发射有机电致发光器件的发展  11-21
    1.2.1 顶发射有机电致发光器件的结构及优点  11-12
    1.2.2 顶发射器件在显示领域的应用  12-18
    1.2.3 顶发射有机电致发光器件的分类  18-21
  1.3 本论文的主要工作  21-24
第二章 硅基顶发射器件半透明阴极透光性的研究及白光的制备  24-40
  2.1 硅基顶发射器件电极及相应缓冲层的选择  24-26
    2.1.1 阳极及其缓冲层的选择  24-25
    2.1.2 阴极及其缓冲层的选择  25-26
  2.2 基于改善阴极透光性的多层阴极结构的设计及优化  26-28
  2.3 基于改善阴极透光性的Alq_3增透膜的使用及优化  28-29
  2.4 硅基顶发射白光器件的制备  29-32
    2.4.1 实验及测试设备  29-30
    2.4.2 样品的制备  30-32
  2.5 光电性能的分析  32-39
    2.5.1 电流－电压及亮度－电压特性分析  32-34
    2.5.2 器件光谱特性分析  34-37
    2.5.3 白光顶发射器件的效率及色度  37-39
  2.6 结论  39-40
第三章 基于 ZnO 缓冲层的硅基顶发射器件  40-54
  3.1 阴极缓冲层的选择  40-44
    3.1.1 阴极缓冲层的使用  40-43
    3.1.2 ZnO 缓冲层的选择  43-44
  3.2 硅基顶发射器件的制备  44-45
  3.3 光电性能的分析  45-52
    3.3.1 亮度－电流密度－电压及效率曲线的分析  45-48
    3.3.2 电子注入性能的分析  48-52
  3.4 结论  52-54
第四章 基于 ZnS 作增透膜的硅基顶发射器件  54-91
  4.1 增透膜材料的选择  55-57
  4.2 硅基顶发射器件的制备  57-58
  4.3 顶发射有机发光器件的优化  58-86
    4.3.1 有机层厚度的优化  58-61
    4.3.2 Al/Ag 半透明阴极的优化  61-63
    4.3.3 基于菲涅耳系数矩阵法的多膜系统透射率的推导  63-80
      4.3.3.1 光学导纳  64-67
      4.3.3.2 边界条件  67-68
      4.3.3.3 反射系数与透射系数  68-73
      4.3.3.4 菲涅耳系数矩阵法  73-80
    4.3.4 增透膜厚度的优化  80-86
  4.4 光电性能的分析  86-90
  4.5 结论  90-91
第五章 基于 C545T发光的高效绿光顶发射器件  91-114
  5.1 高效率绿光材料的选择  91-103
    5.1.1 荧光绿光材料  91-98
      5.1.1.1 喹吖啶酮类绿光材料  91-92
      5.1.1.2 具有载流子传输性能的绿光材料  92-94
      5.1.1.3 香豆素染料  94-96
      5.1.1.4 其他有机小分子绿光材料  96-98
    5.1.2 磷光绿光发光材料  98-103
      5.1.2.1 铂金属配合物的电致发光  98-99
      5.1.2.2 铱配合物的绿色磷光电致发光  99-101
      5.1.2.3 铼配合物的绿色磷光电致发光  101-102
      5.1.2.4 铜配合物的绿色磷光电致发光  102-103
  5.2 器件的制备和结构的优化  103-106
  5.3 器件的电光特性  106-112
  5.4 微腔放大系数的计算  112-113
  5.5 结论  113-114
参考文献  114-124
致谢  124-125
攻读博士学位期间发表的文章  125-128
中文摘要  128-132
英文摘要  132-136

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 发光器件 > 场致发光器件、电致发光器件
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