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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

陈淑芬  
【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 Alq_3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/m~2(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)/Alq_3(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/m~2(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Alq_3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/m~2,13V下亮度最大,达到145475cd/m~2;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Alq_3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/m~2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)。


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