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白光有机电致发光显示器件的研制

作　者: 李新贝
导　师: 孟彦京；张方辉
学　校: 陕西科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 有机电致 白光器件 双发光层 色坐标
分类号: TN383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


白光有机电致发光显示器件( white organic light-emitting diodes,WOLEDs)既可用作平面照明光源,同时又可与彩色滤色膜结合实现全彩色有机电致发光显示,具有广阔的市场应用前景。在其制作过程中,光刻工艺和掺杂工艺是十分关键的工艺,因此白光有机电致发光显示器乶的研究备受人们的关注。本论文的主要工作是利用现有的材料,从白光OLED器件制作工艺、发光机理和结构入手,首先,针对光刻、曝光工艺技术进行了一系列相关实验,详细研究了96×64点阵器件的光刻工艺和OLED器件阴极隔离柱成像过程中的曝光工艺,摸索出了最佳工艺参数。其次为了进一步提高器件效率和色纯度,采用三刺激值方法计算推导了色纯度为(0.33,0.33)的标准白光有机电致发光器件(WOLEDs)所需要的红、绿、蓝三基色的最佳亮度配比:红光为28.2%,绿光为57.1%,蓝光为14.7%,为指导实验提供了一定的理论基础。然后分别采用以DCJTB和TBPe作为红色、蓝色发光染料制作了两种单色(红色、蓝色)OLED器件,制备了器件结构为ATO/CuPc(15nm)/NPB(50nm)/Alq3(30 nm):rubrene(x):DCJTB(6.1 nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/ Al(100nm),(其中x=2、3.7、4.2、5nm,rubrene的掺杂比例为1.1%、2.1%、2.3%、2.8%)的红光OLED器件和结构为ITO/CuPc(150 nm)/NPB(500 nm)/ADN(300 nm):TBPe(30 nm)/Alq3(350 nm)/RbF(20 nm)/Al(1,000 nm)的蓝光OLED器件;讨论了红光OLED器件的发光机理,以及rubrene的掺杂浓度对发光效率等性能的影响;从蓝光器件的设计和制备入手,摸索出了一套完整而可行的制作方案,分别对器件的电压-亮度特性、电压-发光效率特性及发光光谱等特性进行了测试与讨论。基于以上研究,制作了两种新型白光有机电致发光器件,实验一中的白光器件利用蓝光ADN:TBPE发光层和红光Alq3:DCJTB发光层的双发光层实现白光显示,器件一结构是ITO/CuPc(15nm) /NPB(50nm)/ADN:TBPe(15nm)/Alq3:DCJTB缈15fm)/Alq(335nm)/LiF(2nm)/Al(100nm)。实验二中的白光器件利用多源掺杂单发光层实现白光显示,器件二结构是ITO/CuPc(15nm)/NPB(50nm)/Alq3: TBPe: DCJTB(30nm)/Alq3(35nm)/ LiF(2nm)/Al(100nm)器件。通过对比,研究发现采用实验一实现白光显示,该方法制作工艺简单、容易控制、实验可重复性歔较高,且色度比较稳定,随电压的变化幅度较小,最佳色度为(0.3345,0.333),几乎与标准白光色度重合,这在目前报道的白光有机电致发光器件中居领先水平。最后,通过蒸镀红、绿、蓝三个发光层的方法,成功制作了一种色纯度很好的白光OLED,其器件结构为ITO/CuPc(10nm)/NPB (40nm)/ADN(50nm),3%TBPe/Alq(330nm)/Alq(330nm),1%DCJTB)/ Alq3(30nm)/Mg:Ag(10:1,150nm),器件的色坐标达到(0.333,0.3398),十分接近标准白光的色纯度,色温4,258.2℃。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 OLED 概述  12-22
  1.1 OLED 的发展与应用  12-15
  1.2 OLED 的常用材料  15-17
    1.2.1 电极材料  15
    1.2.2 缓冲层  15-16
    1.2.3 载流子传输材料  16
    1.2.4 发光材料  16-17
  1.3 OLED 的器件结构  17-19
    1.3.1 单层器件结构  17-18
    1.3.2 双层器件结构  18-19
    1.3.3 三层器件结构  19
    1.3.4 多层器件结构  19
  1.4 OLED 的特点与问题  19-22
2 OLED 理论与实验基础  22-38
  2.1 有机材料的发光理论  22-26
    2.1.1 有机发光材料分子特征  22-24
    2.1.2 有机材料光物理过程  24-26
  2.2 OLED 器件的工作原理  26-31
    2.2.1 载流子注入  27-29
    2.2.2 载流子传输  29-30
    2.2.3 激子的产生与复合  30-31
  2.3 OLED 发光屏的制备  31-34
    2.3.1 ITO 玻璃的表面处理  32-33
    2.3.2 有机膜的制备  33
    2.3.3 金属阴极的制备  33
    2.3.4 器件封装  33
    2.3.5 器件测试  33-34
  2.4 OLED 性能评价参数  34-38
    2.4.1 发光亮度  34
    2.4.2 发光效率  34-35
    2.4.3 发光色度  35-36
    2.4.4 发光光谱  36
    2.4.5 发光寿命  36-37
    2.4.6 电流密度－电压特性  37
    2.4.7 发光亮度－电压特性  37-38
3 OLED 制备的实验设备改造与前工序研究  38-50
  3.1 膜厚监测装置的设计  38-39
  3.2 加热舟温控装置的设计  39
  3.3 电炉的制作  39-41
  3.4 光刻工艺研究  41-50
    3.4.1 96×64 点阵器件光刻工艺  42-45
    3.4.2 曝光工艺对阴极隔离柱成像的影响  45-50
4 OLED 器件研究  50-77
  4.1 白光OLED 器件  50-53
    4.1.1 国内 OLED 市场与企业概况  50-51
    4.1.2 OLED 器件彩色化  51-53
  4.2 OLED 器件实现白光辐射  53-54
  4.3 OLED 器件调色机理  54-59
    4.3.1 白光三基色亮度比值的计算  55-56
    4.3.2 实验  56-59
  4.4 基于 DCJTB 的红光 OLED 器件的发光性能与机理探讨  59-65
  4.5 基于 ADN：TBPE 发光层的蓝光 OLED 器件的制备  65-71
  4.6 基于 DCJTB 的单发光层和双发光层白光 OLED 器件  71-74
    4.6.1 实验  72
    4.6.2 结果与讨论  72-74
    4.6.3 小结  74
  4.7 高色纯度白光 OLED 的制备  74-77
5 结论  77-78
参考文献  78-86
攻读学位期间发表的学术论文与专利目录  86-87
攻读学位期间参加的科研项目  87-88

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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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