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近年来,有机电致发光器件(OLED)作为一种新型的发光器件在显示和照明领域体现出了巨大的应用潜力而,因而受到了学术界和产业界的强烈关注。根据器件耦合出光方式的不同,OLED器件可以分为顶发射OLED器件和底发射OLED器件。相对于底发射OLED,顶发射OLED与TFT晶体管相结合用于主动矩阵显示时不会影响器件的开口率,因此这种顶发射结构的OLED更适合应用于主动矩阵显示。就目前的研究情况而言,顶发射OLED器件在主动显示领域的应用还受着诸多因素的制约,比如耦合出光率、色纯度、视角特性。基于目前顶发射OLED的研究状况,本文重点进行了顶发射OLED器件的性能优化工作,包括光学性能的优化和电学性能的优化。 作为实验工作的基础,首先进行了顶发射OLED器件的光学模型研究工作。基于器件内激子辐射的光学模型和器件内部的光学过程,利用传输矩阵的方法对顶发射器件的光学性质进行了模拟。此模型比较直观地反应了器件内各光学参数对于器件最终出光分布的影响,可以模拟顶发射OLED器件的发光光谱和相对出光强度。利用此模型,进行了一系列的器件光学优化的工作。本文中对于器件的优化侧重于有机层厚度,光学覆盖层厚度,和材料的折射率等参数的统筹系统优化的研究。根据理论研究的结果,设计了相应的实验进行进一步研究。在实验中,经过优化后的器件的耦合出光率最高可提高80%,另外器件的色纯度也得到了相应的改善,实验数据很好地反应了理论模拟的结果。为了进一步优化器件地光学性质,进行了了发光偶极子的位置对于器件性能的影响的研究,模拟结果显示发光偶极子位置优化后的器件的耦合出光率最高可提升20%。 本文还进行了顶发射OLED器件的对比度优化的研究工作。基于Ag∶MoO3低反射率阳极,制备了高对比度蓝光顶发射OLED。在掺入MoO3后,Ag金属薄膜的反射率有了大幅度的降低。本文中研究了Ag∶MoO3低反射率电极的光学和电学特性,并对其结构进行了改进使其更适合用作顶发射OLED器件的阳极。设计了基于此电极的顶发射OLED器件,由于利用了低反射率阳极,器件整体的反射率也有所降低。另外,由于器件中阳极的反射率的降低,其内部微腔效应也有所削弱,从器件中能够得到更纯的蓝光出射,而且器件的视角特性也更加稳定。 在顶发射OLED器件的电学优化方面,通过在器件中引入激基复合物的发光制备了结构简单且色纯度高的白光顶发射OLED器件。在本文所研究的白光器件中,白光的出射是通过混合DPVBi的蓝色荧光出射和DPVBi与BCP之间的激基复合物的发光而得到的。利用此方法得到的白光出射表现出了很好的色纯度和电压稳定性。为了进一步优化此器件,在器件中加入了BCP和DPVBi的混合层并调节两种材料的比例来对器件的出光进行优化,最终优化后的器件的出光的CIE坐标为(0.30,0.33),而且器件的出光效率也有所提升。 综上所述,在本文的研究工作中,对顶发射OLED器件进行了光学性质和电学性质的优化,优化后的器件在耦合出光率、对比度和色纯度等方面都有所提升。