白光有机电致发光显示器件的研制

白光有机电致发光显示器件的研制

论文摘要

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℃。

论文目录

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

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