学术报告PPT--顶发射白光有机电致发光(OLED)

1、Shanghai University顶发射白光有机电致发光顶发射白光有机电致发光器件的研究器件的研究吴晓亮11721557新型显示中心OLED的优点的优点全固化显示器件全固化显示器件,重量较轻；重量较轻；自发光，没有视角效应，可自发光，没有视角效应，可视角度大于视角度大于170；驱动电压低功耗低；驱动电压低功耗低；发光效率高；发光效率高；发光颜色丰富发光颜色丰富,可以实现彩可以实现彩色发光；色发光；响应速度快响应速度快(小于小于1s)，可提，可提高图像刷新速度，显示快速高图像刷新速度，显示快速的动态图像时效果好；的动态图像时效果好；生产工艺相对简单，材料来生产工艺相对简单，材料来源广，成本低

2、；源广，成本低；可在可在-40低温下工作，能低温下工作，能满足许多低温条件下的使用；满足许多低温条件下的使用；易于实现柔性显示。易于实现柔性显示。白光白光OLED应用领域应用领域LCDLCD背光源背光源白光白光OLEDOLED照明照明平板显示平板显示玻璃滤光片滤光片白光OLED红红绿绿蓝蓝Why TEOLED 易于与硅基器件集成；易于与硅基器件集成； 高开口率，理论上可达高开口率，理论上可达100;TEWOLED存在的主要难点 微腔效应微腔效应 法布里法布里- -帕洛帕洛(Fabry-P(Fabry-P erot)erot)模型模型124cos( )( )2mmn dn ,0224cos()1

3、121cos(1)( , )(11 2)41 2sin ()2orgorg EMLtnzTRRIIR RR R 各参数定义参数定义：代表共振波长，nm 和 dm分别代表两个电极之间第m层有机物的折射系数和厚度；是光线与镜面法线的夹角；1 () 和2 ()分别对应阳极/空穴注入层和电子传输层/阴极界面的反射相移；n是模数。Tt为顶电极透射率，R1 和 R2分别为底电极与顶电极的反射率；norg为有机材料的平均折射系数；I0为辐射分子的发射强度；z是它们距离高反射率镜的距离。图中E0为空间电荷区的电场强度，E2为通过半透明阴极的外耦合电场强度， 为全反射阳极的反射系数， 为半透明的复合反射系数，其

4、中包括半透明阴极的内部反射光、透过光及内部光的吸收损耗，L1为发光层到半透明阴极的距离，L2为发光层到全反射阳极的距离，L为整个微腔长度。11jR e22jR e单发光层顶发射白光器件单发光层顶发射白光器件器件结构：器件结构：Al (40 nm)/Ag (15 nm)/MoO3 (3 nm)/ NPB (X nm)/ TBADN:3wt.%DSA-Ph (30 nm)/ TPBI (15 nm)/ Bphen (40nm) /LiF (0.5nm) /Al (3nm)/Ag (20nm)/NPB (50 nm) 优点：优点：1、利用微腔效应可以调节出期望的、利用微腔效应可以调节出期望的振动波长

5、，便于得到合适的白光光谱。振动波长，便于得到合适的白光光谱。2、通过调节合适的微腔效应，顶发、通过调节合适的微腔效应，顶发射器件的角度特性得到一定程度的改射器件的角度特性得到一定程度的改善，并且能得到宽化的光谱。善，并且能得到宽化的光谱。3、基于单发光层的器件，色稳定性、基于单发光层的器件，色稳定性极佳。极佳。 光谱分析光谱分析图3-17 蓝光器件垂直方向光谱图图3-18 蓝光器件角度特性图器件归一化器件归一化EL谱及色度变化谱及色度变化共振波长的计算共振波长的计算1(0,)=4nidi/为反射电极间的有机层的反射相移；2 (0,)= cathode (0, )+ anode (0, )为两个

6、反射电极的相移变化；器件器件C的色稳定性的色稳定性色稳定性原因：色稳定性原因：1、器件仅有单发光层，、器件仅有单发光层，器件中的载流子复合器件中的载流子复合区域随着电压变化基区域随着电压变化基本上不变；本上不变；2、随着电压的增大，、随着电压的增大，该微腔中的振动模式该微腔中的振动模式不会改变，因此共振不会改变，因此共振发射的强度与本征发发射的强度与本征发射的强度之比也不会射的强度之比也不会变化，这也保证了器变化，这也保证了器件良好的色稳定性件良好的色稳定性。 器件器件C光谱的角度特性光谱的角度特性1、随着可视角度的增大，、随着可视角度的增大，振动波长逐渐减小，但移振动波长逐渐减小，但移动幅度

7、不大。动幅度不大。2.随着角度从随着角度从0变化到变化到60，器件的色坐标从，器件的色坐标从(0.37, 0.41) 变化到变化到(0.31, 0.46)。3、由于适当的空穴传输层、由于适当的空穴传输层厚度以及发光偶极子的位厚度以及发光偶极子的位置，从而导致较弱的微腔置，从而导致较弱的微腔效应，使得发光强度随着效应，使得发光强度随着角度的变化下降地比较缓角度的变化下降地比较缓慢，因此器件慢，因此器件C具有近似具有近似Lambertian发射的角度分发射的角度分布特性并且光谱比较宽。布特性并且光谱比较宽。 器件电流器件电流-电压电压-亮度特性亮度特性1、NPB的厚度影响了载的厚度影响了载流子的传

8、输。流子的传输。2、LAmax:11200 cd/m2, LCmax:14860cd/m2, LDmax: 11100 cd/m2 。3、器件、器件A,C,D的最高效的最高效率分别为率分别为3.83, 5.15和和4.26 cd/A。对于器件。对于器件C，尽管器件尽管器件C的微腔属于的微腔属于红光的振动模式，会造红光的振动模式，会造成蓝光发射体的一部分成蓝光发射体的一部分能量损失，但是发出的能量损失，但是发出的红光在一定程度上也得红光在一定程度上也得到一定的增强，这在一到一定的增强，这在一定程度上补偿了能量和定程度上补偿了能量和效率的损失。效率的损失。 结论 顶发射器件中的微腔效应使器件的设计更加灵顶发射器件中的微腔效应使器件的设计更加灵活，可以通过调节膜系的周期和膜厚获得所需活，可以通过调节膜系的周期和膜厚获得所需波长处的光；并且可以调节微腔的强弱，获得波长处的光；并且可以调节微腔的强弱