赵家民[1]2002年在《有机微腔电致发光的物理与器件研究》文中指出将微腔引入有机电致发光器件中，由于微腔效应的存在，可以获得多种不同于普通发光器件的发光特性，象谱线窄化，强度增强，发光方向性增强等。这些发光特性的改善，在许多方面有着重要的应用价值。本论文就有机微腔电致发光中的几个物理问题和器件设计进行了研究探讨。按照特征矩阵法计算了微腔多层膜系的光学特性，并给出了采用MATLAB语言计算的结果示例。分别在带有DBR结构的平面微腔及全金属镜构成的平面微腔中观察到了谐振模式处的辐射增强及非谐振模式处的辐射抑制，发射谱线窄化以及辐射强度空间分布重组等腔量子电动力学现象。在带有DBR结构的高Q值微腔中，观察荧光寿命变短辐射速率提高的现象。通过使用填充层，来实现对薄层Alq在腔中位置的调节，研究了辐射偶极子同光电磁场的耦合强度对辐射强度的影响。首次报道了(/2腔中不同位置处辐射偶极子的相对辐射强度研究，得到了与理论上一致性很好的结果。为高效率微腔发光器件的设计提供了理论指导。通过特征矩阵法计算了金属薄膜在光学微腔中的性质，得到了金属膜厚度不仅影响腔的品质因子，而且随金属膜厚度增加，由反射相移引起的等效穿透深度增加的结果，并在实验上进行了验证。以典型的有机微腔电致发光结构Glass/DBR/ITO/HTL/ETL（EML）/Al，观察到了谱线窄化，在器件法线方向EL辐射强度增强，辐射光强在空间的重新分布等明显的微腔效应。通过以金属银替代多层结构的DBR/ITO，既作为反射镜，又作为EL器件中的空穴注入电极，设计出腔长只有(/2的超短微腔，采用同一种宽谱带材料Alq作为光发射层，首次报道了叁基色单模光致发光和PVK/Alq双层结构的叁基色单模电致发光。在工艺上简化了由不同材料实现叁基色发射时的复杂性。通过引入多个高反射区的Chirped DBR来构造平面微腔，实现了光激发下的多模式发射，为研究微腔白色发射提供了一种新的手段。
马凤英[2]2004年在《有机微腔发光特性研究》文中研究表明有机材料本身固有的宽谱带发射使有机电致发光器件的色度难以达到全色显示所要求的饱和色。将微腔引入有机电致发光器件,由于微腔效应的存在,可以改善器件的色纯度,这在显示领域具有重要的应用价值。本论文就微腔的设计过程中所要解决的问题和不同微腔器件的研制进行了研究探讨。采用特征矩阵法计算了DBR 和金属镜的光学特性以及不同微腔结构的电场分布等。通过理论推导确定了金属穿透深度和反射相移的表达式,并设计腔长为λ/2的对称金属镜腔结构,通过改变金属的厚度得出不同厚度金属的穿透深度,与我们给出的公式的结果基本一致,从而为精确地设计微腔器件提供了理论指导。通过使用填充层,来实现对发光薄层在腔中位置的调节,研究了辐射偶极子与腔内电场的耦合强度对器件发光强度的影响。得出辐射偶极子位于腔内电场波腹处时器件发光强度最大而位于波节处时发光强度最小的结论。为高效微腔发光器件的设计提供了理论依据。采用典型的有机微腔电致发光结构Glass/DBR/ITO/HTL/EML/MgAg,设计并制作了谐振波长分别位于红绿蓝叁个波段的微腔发光器件,器件的色度,亮度和发光效率较普通的有机电致发光器件均得到很大改善。采用结构为Glass/DBR/ITO/HTL/HTL:ETL/Al 的微腔器件,通过将电子和空穴传输材料混合作为发光层的方法,实现控制载流子的复合区,从而调制谐振峰的相对强度的方法,对微腔白光发射进行了有益的探索,得到色度为X=0.3054, Y=0.3389 的准白光发射。采用两个DBR 为反射镜,以聚合物薄膜PFO 作为激光增益介质,设计并制备了高Q 值的光学微腔结构,研究了聚合物在高Q 值微腔中的光泵浦激光特性。在叁倍频的Nd3+:YAG 脉冲激光的泵浦下,观察到了阈值9.7kW/cm2/pulse、激射峰460nm、半宽2.4nm 的激光发射。
闫玲玲[3]2007年在《微腔有机发光二极管的设计及性能研究》文中认为近年来，有机电致发光二极管成为平板显示中最有前景的技术之一。然而，然而，由于有机材料的宽频带发光，不利于彩色显示，促使人们不断探索获得窄化谱线的途径。大量的研究表明，在器件中引入光学微腔是一种很好的方法。实验证明引入微腔结构以后，不仅使EL谱显着窄化，而且提高了发光的色饱和度，因此微腔结构的设计对有机发光二极管的性能有很大的影响。本论文简要分析了膜的传输理论，根据传输矩阵模型，利用Matlab语言编制程序对文中作为反射镜材料的金属银和分布布拉格反射镜(DBR)的传输特性进行探讨。研究了银膜的反射率、透射率及光在不同厚度银膜上的反射相移趋势，讨论了DBR的反射率、反射带宽、与形成DBR膜的高、低介质折射指数差，层数，高、低介质次序等的关系，获得的结果为用于微腔有机发光器件(MOLEDs)的反射镜的实际设计提供了理论指导。设计了金属-DBR双层有机微腔发光器件，讨论了腔长、发光层厚度、TPD／Alq3界面位置及发光区域位置对器件的EL谱及发光性能的影响。研究发现，微腔的引入在窄化发射光谱的同时也显着提高了发射光的强度。同时发光强度对发光区域和TPD／Alq3界面位置有强烈的依赖关系。为了得到最佳效率，发光区域应该尽量窄，并且其中心位置必须毗邻谐振腔中电场的波峰位置。在微腔OLEDs中引入一层新材料——负折射率介质层(NRIDL)，采用经典电动力学辐射理论，建立有效的传输矩阵模型；同时设计了两种类型的含有NRID层的有机微腔发光器件，通过该模型研究了负折射率材料对微腔的光学性能的影响，并为进一步提高微腔OLEDs的发光效率、发光色纯度、薄化器件厚度开拓新思路，提供新方法。
高瑞雪[4]2009年在《有机微腔电致发光器件发光特性的理论和实验研究》文中进行了进一步梳理针对一维金属有机光子晶体(MOPC)和下转换材料的特殊光学性质,分别讨论了在将MOPC和下转换材料引入到微腔顶发射有机发光器件(TEOLED)的情况下,器件的结构设计及其性能。具体内容如下:1.分析了金属(Ag)和MOPC作为器件电极情况下的光传输特性。根据传输矩阵的理论模型,以薄膜光学知识为基础,利用Matlab语言编制程序进行光传输的理论计算,其分析结果为优化电极提供了理论指导。2.设计了一种新型微腔TEOLED,引入MOPC作为微腔TEOLED的阴极,并用Alq_3基单发光层实现了除紫光和纯蓝以外的全部色光。其中叁基色器件中绿光和红光器件光强度分别达到无腔的3.061倍和1.791倍,白光器件光强度达到无腔的1.510倍,并且白光器件的色坐标可达到(0.332,0.334),接近等能点。另外,除绿蓝光器件光强度略有减小以外,蓝绿光、黄光、橙光、粉红色光器件对应无腔器件光强度均有增强。3.首次提出将下转换材料用于白光TEOLED,通过理论分析和实验验证,证明了这种方法用在TEOLED里可以产生白光,器件在0°,30°和60°的色坐标分别为(0.218,0.279),,(0.231,0.290)和(0.267,0.405),并且器件的CIE坐标不随电压变化而变化,在10V的电压下可以开启5887 cd/m~2的亮度,器件的最大电流效率可以达到1.1 cd/A,是对应蓝光顶发射器件的两倍。
张春玉, 肖力光, 陆景彬, 秦莉, 王成[5]2010年在《不同厚度红色有机微腔电致发光器件性能研究》文中认为设计并制作了叁个不同厚度的红色有机微腔电致发光器件,器件结构是:Glass/DBR/ITO(厚度分别为150,182,196nm)/NPB(82nm)/DCM-Alq3(71nm)/Mg-Ag(70nm)。实验结果表明,随着氧化铟锡(ITO)的厚度增加,导致整个微腔器件的腔长度增加,器件的谐振模式(发光峰值)改变,由604nm红移到640nm最后到656nm。CIE色坐标由(0.52,0.48)变至(0.61,0.37)至(0.61,0.38),色纯度逐渐提高。性能较好的是ITO厚度为150nm的微腔器件,中心波长位于604nm处,最大亮度达到32008cd/m2,最大电流效率为3.15cd/A。这表明ITO厚度对微腔有机电致发光器件的发光性能有着很大影响。
张春玉, 刘星元, 马凤英, 朱万彬, 王立军[6]2006年在《有机微腔绿色发光二极管》文中认为光学微腔是指尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔。微腔结构可以使腔内物质和光场的相互作用与体材料相比发生很大变化,出现了自发辐射谱线窄化和增强等腔效应。利用这些腔效应,可以改善有机发光器件的性能。采用微腔结构,优化设计并研制了有机微腔绿色发光二极管,器件结构为Glass/DBR/ITO/NPB/Alq∶Rubrene/Alq/MgAg,获得了最大亮度40100 cd/m2、最大发光效率为6.44 cd/A、半峰全宽为28 nm的纯绿色有机微腔电致发光器件。而与之比较的无腔器件最大亮度为22580 cd/m2、最大发光效率为2.98 cd/A、半峰全宽为120 nm。相同电流密度下微腔电致发光谱的峰值发射强度是无腔器件的4.2倍。结果表明将微腔结构引入有机电致发光器件中,不但改善了发光的色纯度,而且使器件的发光效率和亮度都得到明显增强。
刘向[7]2007年在《有机薄膜晶体管及微腔顶发射有机发光器件的研究》文中研究说明有机薄膜晶体管(OTFT)和微腔顶发射有机发光器件是当前平板显示领域研究的两大热点。与无机薄膜晶体管相比，有机薄膜晶体管因其工艺简单，成本低廉，可大面积制备和与柔性衬底兼容而受到广泛关注。在有机电致发光器件(OLEDs)中引入光学微腔，可以改变有机电致发光器件的发光光谱，窄化光谱宽度，获得单色性好的发光，提高器件的发光效率。微腔顶发射有机发光器件与TFT结合可以有效地解决底发射器件开口率低的问题，得到大面积的有源驱动显示。在本文的工作中，以这两种器件为研究对象，具体的研究内容如下：一．有机薄膜晶体管研究方面，论文介绍了OTFT的结构和工作机理，分析了影响OTFT性能的主要因素，进而优化了相关工艺条件，研制得到了性能改善的OTFT器件，并研究了它们的相关特性。具体成果包括：1．研究了复合绝缘层对器件的改进作用。首先以酞菁铜(CuPc)为有源层材料，PMMA/SiO_2作为有机／无机双绝缘层，制备了结构为Si／SiO_2(280nm)/PMMA(50nm)/CuPc(40nm)/Au的器件，通过对比单层SiO_2绝缘层器件得出，在同样的栅极电压和漏极电压下，PMMA/SiO_2为绝缘层的OTFT器件载流子迁移率提高了一倍，达到2.0×10~(-3)cm~2/Vs，同时漏电流降低了一个数量级，为2.4×10~(-10)A。然后介绍了SiO_2/SiN_x/SiO_2复合绝缘层的制备工艺和电学性能的测试，研究了复合绝缘层厚度对器件性能的影响，随着厚度的增加，器件载流子迁移率降低，“关态”电流减小。2．研究了OTS修饰的OTFT器件的性能。首先介绍了OTS修饰SiO_2的机理和步骤，然后通过实验结果对比和分析了OTS对器件性能的影响，得到修饰后的器件载流子迁移率为2.2×10~(-3)cm~2/Vs，开关电流比为8×10~(-4)，阈值电压为-8.1伏。得出以下的结论：经过OTS修饰后器件的载流子迁移率有了明显地提高，开关电流比增大，阈值电压减小。然后研究了OTS修饰不同厚度的CuPc器件的输出特性，通过对比实验结果得到40nm的CuPc器件性能最好。3．研究了不同的电极材料对器件性能影响。首先论述了酞菁铜薄膜晶体管中电极功函数的匹配问题，在此基础上尝试用双层的电极来改善电荷注入效率，我们采用了在电极和有机半导体之间插入一层金属氧化物的方法，具体是在金属电极(Al)上加一层叁氧化钼(MoO_3)。实验中分别采用金(Au)、叁氧化钼／铝(MoO_3／Al)和铝(Al)作为电极材料，研究了酞菁铜薄膜晶体管中电极功函数的匹配和源漏电极对有机晶体管器件性能的影响。实验结果表明用叁氧化钼／铝(MoO_3／Al)复合电极时，降低了金属和有机半导体的注入势垒，增大了电荷隧穿几率，从而改善了有机晶体管的性质。二．微腔顶发射有机发光器件研究方面，论文介绍了微腔结构有机发光器件的工作机理，分析了影响微腔顶发射有机发光器件性能的主要因素，进而研究了发光强度和半高宽与半透明阴极透射率之间的关系。通过调节ITO层的厚度来改变微腔的腔长，得到了红、蓝、绿叁基色的发光光谱。具体成果包括：1．首先制备了ITO薄膜调节层，然后制备了半透明金属复合阴极，复合阴极对可见光的透射率为30％左右。然后分别以TBADN：TBPe和Alq_3为发光层，通过调节ITO的厚度，得到从蓝绿色到红色变化范围的发光；当ITO的厚度为155nm时，制备了高色饱和度的蓝色微腔顶发射器件，器件发光峰值为464nm，色坐标为(x=0.141，y=0.049)。当ITO厚度为210nm时，器件发光峰值为536nm，半高宽为22nm，色坐标为(x=0.229，y=0.729)，电流效率为1.77Cd/A。2．以多层结构Alq：DCJTB/TBADN:TBPe/Alq:C545为白光发光层，通过调节ITO的厚度，实现了红、蓝、绿叁基色发光的顶发射微腔器件；当ITO的厚度分别为240nm、180nm、215nm时，器件发光峰值为603nm、475nm、538nm时，色坐标为(X=0.513，y=0.360)、(x=0.133，y=0.201)和(x=0.335，y=0.567)，半高宽为70nm、30nm、48nm。
吴丰民[8]2008年在《顶发射有机电致白光器件中色度调节的研究》文中研究表明1.本人结合微腔理论,设计了顶发射有机白光器件,此器件适合诸如近眼微显示等产品的需要,器件结构为:Si/Ag/Ag2O/m-MTDATA(30nm)/ NPB(5nm)/ DPVBi(1,2,3nm)/ DCJTB:Alq3 (2%:5nm)/ Alq3(48,47,46nm)/ LiF(1nm)/Al(1nm)/Ag(20nm),在选定490nm的谐振波长时,通过调节电压以及DPVBi和掺杂层的厚度来实现对器件发光色度的调节。通过对比相同结构底发射和顶发射器件,由于微腔对模式的选择导致490nm处发光强度相对红光明显增大。这样便与DCJTB:Alq3层发射的红光互补产生白光。当DPVBi厚度为1nm,电压为9V时,器件的色坐标为(0.33,0.34),非常接近白光等能点。2.本人首次使用高折射指数的材料MoOx作为光输出耦合层,通过对器件的增透膜厚度的优化制作了硅基顶发射有机白光器件。器件结构为Si/Ag(60nm) /MoOx(2nm)/ NPB(50nm)/ DPVBi(7nm)/ rubrene(0.2nm)/ Alq3(43nm)/ LiF(1nm)/ Al(1nm)/Ag(20nm)/ MoOx。结构中将染料rubrene以超薄层的形式引入到白光器件中,利用菲涅耳系数矩阵法推导多层膜系统的透射率公式,并结合实验,优化了增透膜的厚度。随着MoOx厚度的增加,在460nm左右的蓝光区域出现了一个明显的发光峰,这是由于当MoOx厚度增加到一个合适值时,就会对一个特定波长的光产生增透的作用,色坐标逐渐向白光等能点(0.33,0.33)靠近,实现了对白光色度的调节。当角度从0°变化到30°时,光谱峰值蓝移4nm,这样的蓝移程度并不明显,使得器件更接近在直视型显示领域的应用。
马健[9]2011年在《透明及顶发射白光有机电致发光器件理论分析与实验研究》文中研究指明透明白光有机电致发光器件(TWOLED)可应用于头盔显示、汽车、飞机等的挡风玻璃显示以及特殊用途的照明。我们制备了结构为ITO玻璃衬底/m-MTDATA (30 nm)/NPB (15 nm)/rubrene (0.1 nm)/NPB (4 nm)/TPBI (30 nm)/Alq3 (20 nm)/Sm (30 nm)/Alq3 (50 nm)的透明白光器件。器件的透过率可达到60%,在1OV驱动电压下,从两侧出射的光的亮度分别为1242 cd/m2和667.8 cd/m2,器件从阴极一侧和阳极一侧出光的最大电流效率分别为1.63cd/A和3.54cd/A,总的最大电流效率可达5cd/A。器件的色坐标几乎不随电压的变化而变化,且两侧的色坐标也非常接近,如在5V的驱动电压下,器件从阴极一侧和阳极一侧发出的光的色坐标分别为(0.2902,0.3045)和(0.3073,0.3157),而在15 V驱动电压下分别为(0.3007,0.3135)和(0.3134,0.3207)。器件两侧发出的光的色坐标都在白光等能点(0.33,0.33)的附近,为色度较好的白光发射。结果表明Sm可作为透明白光器件的有效阴极。我们制备了结构为：ITO玻璃衬底/m-MTDATA(40nm)/NPB(7nm)/ rubrene (0.1nm)/NPB(3nm)/TPBI(30nm)/Alq(20nm)/LIF(0.5nm)/Yb:Ag (15nm)的透明白光器件。器件两端出射光在亮度上存在极其微小的差别,例如,在驱动电压为l0v时,从器件顶端和底端发射光的亮度分别为1173和1488cd/m2。器件的透过率大于60%,器件的最大的总发光效率为4.6 cd/A。器件的色坐标几乎不随电压的变化而变化,且两侧的色坐标也非常接近,当电压从4v增大到20v时,器件顶端的色坐标从(0.3587,0.3722)到(0.3657,0.3811),器件底端的色坐标从(0.3628,0.3482)到(0.3657,0.3524)。结果表明Yb:Ag可作为透明白光器件的有效阴极。顶发射有机电致发光器件(TEOLED),通过一个透明的或者半透明的顶部电极发光,可以制作与任意的基板之上,并且可以提供高孔径比率显示。高导电率并且透明的铟锡氧化物(ITO)通常被用于底发射有机电致发光器件,然而,铟是一种比较稀缺的元素,ITO薄膜又缺少机械稳定性,所以,不用ITO的顶发射有机电致发光器件相对于底发射器件是更加高级的。白光OLED器件由于在全彩显示和照明方面的应用备受关注,对于照明方面的应用,与底发射有机电致发光器件不同的是,顶发射有机电致发光器件的进展相对落后。关键的问题是顶发射有机电致发光器件中半透明金属顶部阴极中微腔效应的存在。导致了电致发光光谱变窄和角度色不一致性,这对照明装置是不利的。在顶部阴极上加上光输出耦合层可以克服这个问题,可以加强光的传输并减少微腔效应。此外,高显色指数对照明器件也是非常重要的,然而,对于高显色指数顶发射有机电致发光器件的报道很少,也没有关于高显色指数有机电致发光器件的角度特性的报道。我们用一个低反射率的金属sm(在可见光的范围内,反射率为5%,透射率为45%)作为器件的阴极改善了器件的角度依赖特性,色坐标只是从0—30。时的(0.008,0.009)变化到0—80。时的(0.044,0.024)。我们用高折射率材料Mo0x(2-2.4)作为顶发射白光有机电致发光器件的光输出耦合层。提高了器件的角色一致性。当角度变化从0到60度时,Mo0x的色移仅为(0.014,0.018)。而且,随着角度的增加,器件的色坐标也十分稳定。我们对Ag阳极和LiF/Al/Ag(15 nm)阴极的RGB结构的TEWOLED器件进行优化,考虑到器件的角色一致性和辐射功率,我们加入了35nm Mo0x作为光输出耦合层。器件显示出相对稳定的角度色一致性,色坐标在0-60度时(0.027,0.019)。器件正方向的显色指数和相关色温分别为90和6750k。器件的显色指数同样显现出较少的角度依赖,显色指数在可视角为60度时可以达到83,结果表明,颜色稳定的高显色指数的器件可以通过仔细的设计器件结构来获得,这种器件可以用于白光照明。对于全彩显示应用,白光有机电致发光器件和彩色滤光片的结合是一个很有发展的技术,然而,白光有机电致发光器件通常拥有很宽的光谱,并与彩色滤光片的透射光谱匹配不佳,所以,RGB对于白光有机电致发光器件的颜色过滤通常更少的饱和,显示的色域也很窄,含有叁个发射峰的微腔TEWOLEDs的RGB波长与RGB彩色滤光片匹配良好,得到了一个宽色域显示,尤其是对于角度性能不是很重要的近眼显示。然而,现在很少有关于TEWOLED关于色域和色移方面微腔效应的报道。我们讨论了绝缘层厚度对顶发射白光有机电致发光器件性能的影响,我们用一个双峰的器件,LiF/Al(1 nm)／Ag(20 nm)／Mo0x(35 nm)作为阴极,Ag(150nm)／Alq_3(75 nm)／Ag(20 nm)／A1q3(45 nm)/Ag(20 nm)作为阳极,计算结果与实验结果做了比较,器件的计算光谱和色坐标与实验结果一致性非常好。我们讨论了金属对MDPC阳极TEWOLED器件性能的影响,通过优化位于器件阴极顶部的光输出耦合层来缓解器件的角度依赖特性。经过优化,这个器件的色移只是0到80度时的(±0.013,0.013)。我们对叁共振峰白光器件优化设计,器件的色坐标在0到30度时仅仅移动为(-0.018,0.009),器件的光谱与RGB结构彩色滤光片的透射光谱相匹配。我们可以得到一个广色域显示的有机电致发光器件。顶发射器件展现了一个大大增强的色域92.3%,与之相比,底发射为84.2%,结果表明拥有MDPC阳极的顶发射有机电致发光器件对于近眼显示器是一个很好的选择。
马凤英, 刘星元, 王立军[10]2001年在《有机微腔发光的研究进展》文中提出分别介绍了小分子和聚合物平面微腔发光的发展历史、研究现状和国际上的最新进展，并提出以后的发展方向，指出对微腔的研究不但可以深化人们对空间限域条件下光子与分子相互作用的认识，还可以推动有机ＥＬ的实用化进程。
参考文献：
[1]. 有机微腔电致发光的物理与器件研究[D]. 赵家民. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2002
[2]. 有机微腔发光特性研究[D]. 马凤英. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2004
[3]. 微腔有机发光二极管的设计及性能研究[D]. 闫玲玲. 中南大学. 2007
[4]. 有机微腔电致发光器件发光特性的理论和实验研究[D]. 高瑞雪. 吉林大学. 2009
[5]. 不同厚度红色有机微腔电致发光器件性能研究[J]. 张春玉, 肖力光, 陆景彬, 秦莉, 王成. 光学学报. 2010
[6]. 有机微腔绿色发光二极管[J]. 张春玉, 刘星元, 马凤英, 朱万彬, 王立军. 光学学报. 2006
[7]. 有机薄膜晶体管及微腔顶发射有机发光器件的研究[D]. 刘向. 上海大学. 2007
[8]. 顶发射有机电致白光器件中色度调节的研究[D]. 吴丰民. 吉林大学. 2008
[9]. 透明及顶发射白光有机电致发光器件理论分析与实验研究[D]. 马健. 吉林大学. 2011
[10]. 有机微腔发光的研究进展[J]. 马凤英, 刘星元, 王立军. 液晶与显示. 2001