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微透镜阵列薄膜在OLED中的应用研究

作　者: 周芳
导　师: 陈林森
学　校: 苏州大学
专　业: 光学工程
关键词: OLED 微透镜阵列 DMD并行光刻光刻胶热熔外量子效率
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着“4C”,即计算机(Computer)、通信(Communication)、消费类电子(Consumer electronics)、汽车电子(Car electronics)以及“3G”(即第三代手机)时代的到来,CRT、LCD、PDP以及无机LED等显示技术已无法满足人们对信息显示设备越来越高的要求,而且未来的趋势是在柔性体上传输大量的信息和影像。有机发光器件(Organic light-emitting device, OLED)具有超轻薄、主动发光、低能耗、柔性等优点,被认为是继CRT、LCD之后的新一代照明和显示技术。随着新型磷光材料的应用,OLED的内量子效率已经接近100%,然而由于受到基底/空气界面全内反射和有机层波导效应的作用,OLED外量子提取效率通常只能达到20%左右,这在很大程度上限制了OLED的实际应用。因此,如何在不影响OLED辐射光谱的前提下提高其外量子提取效率成为领域内的热点研究课题。本文利用微透镜阵列薄膜提高OLED的外量子提取效率。首先利用蒙特卡洛方法数值模拟不同形状和排列的微透镜阵列对OLED外量子提取效率和辐射角度的影响;其次基于DMD并行光刻和光刻胶热熔法结合制作不同形状和排列的微透镜阵列模板,利用精密电铸和UV压印技术获得柔性微透镜阵列薄膜;再次,将微透镜阵列薄膜贴附在OLED玻璃基底表面,实验测量其对OLED外量子提取效率和辐射角度的影响。数值模拟和实验测量的结果都表明:微透镜阵列薄膜可在一定视角范围内提高OLED的外量子提取效率;附合圆形微透镜阵列时,垂直OLED基底表面方向的提取效率最大,实验测得最多可提高42%;用椭圆形基底的微透镜阵列不仅提高了OLED的外量子提取效率,而且实现了对OLED出光的定向散射,理论模拟结果表明,在微透镜长短轴方向光的半强度角度差最大可达30°。最后,对本研究课题进行总结,并指出进一步研究的方向和改进措施。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章序论  10-24
  1.1 引言  10-13
  1.2 OLED 的研究进展  13-19
    1.2.1 OLED 的发展历程  13-14
    1.2.2 OLED 的结构及发光机理  14-15
    1.2.3 OLED 的研究现状及发展趋势  15-17
    1.2.4 OLED 的发光效率  17-18
    1.2.5 提高OLED 发光效率的方法  18-19
  1.3 微透镜制作方法简介  19-22
    1.3.1 光刻胶热熔法  20-21
    1.3.2 灰度掩模法  21
    1.3.3 三维扩散光刻  21-22
  1.4 本论文的主要内容及创新点  22-24
    1.4.1 本论文的主要内容  22-23
    1.4.2 本论文的主要创新点  23-24
第二章微透镜阵列提高OLED 外量子效率分析  24-38
  2.1 理论分析  24-25
  2.2 软件介绍  25-26
  2.3 OLED 器件仿真  26-37
    2.3.1 物理建模  26-27
    2.3.2 微透镜的排列方式  27
    2.3.3 微透镜占空比对OLED 外量子提取效率的影响  27-30
    2.3.4 微透镜接触角对OLED 外量子提取效率的影响  30-32
    2.3.5 半球形微透镜阵列对OLED 外量子提取效率的影响  32-33
    2.3.6 蜂窝排列半椭球形微透镜阵列对OLED 外量子提取效率的影响  33-35
    2.3.7 正交排列半椭球形微透镜阵列对OLED 外量子提取效率的影响  35-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章微透镜阵列的设计与制作  38-54
  3.1 DMD 并行光刻技术  38-42
    3.1.1 DMD 的基本结构  38-39
    3.1.2 DMD 的工作原理  39-40
    3.1.3 DMD 的光学特性  40-41
    3.1.4 DMD 并行光刻系统  41-42
  3.2 光刻胶热熔法  42-44
    3.2.1 热熔法的理论基础  42-43
    3.2.2 接触角效应  43-44
  3.3 微透镜的设计  44-46
    3.3.1 圆形基底微透镜的设计  44-45
    3.3.2 椭圆形基底微透镜的设计  45-46
  3.4 微透镜阵列的制作  46-51
    3.4.1 理论验证  47-48
    3.4.2 圆形基底微透镜阵列的制作  48-50
    3.4.3 椭圆形基底微透镜阵列的制作  50-51
  3.5 微透镜阵列的复制  51-53
    3.5.1 精密电铸制作微透镜阵列模板  51-52
    3.5.2 紫外压印技术复制微透镜阵列  52-53
  3.6 本章小结  53-54
第四章基于微透镜阵列的OLED 的性能检测  54-59
  4.1 测试方法  54
  4.2 微透镜阵列提高OLED 外量子提取效率的测试  54-57
    4.2.1 圆形基底微透镜对OLED 外量子提取效率的增强作用  54-55
    4.2.2 蜂窝排列椭圆形基底微透镜对OLED 外量子提取效率的增强作用  55-56
    4.2.3 正交排列椭圆形基底微透镜对OLED 外量子提取效率的增强作用  56-57
  4.3 误差分析  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章总结与展望  59-61
  5.1 总结  59-60
  5.2 展望  60-61
参考文献  61-66
攻读学位期间发表的论文及申请的专利  66-67
致谢  67-68

微透镜阵列薄膜在OLED中的应用研究

内容摘要

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