有机发光二极管的光提取研究
发布时间：2021-09-25 03:50
有机发光二极管（OLED）由于具有色彩对比度高、色域宽、功耗低等诸多优点而被认为是照明和显示领域的一颗新星。然而由于其外量子效率相比于无机发光二极管仍然较低,从而限制了 OLED在照明领域的广泛应用。因此本论文从限制出光效率的角度制备不同的光提取结构以减少器件内部不同的光损耗模式:衬底模式、波导模式和表面等离激元模式等,并使用基于时域有限差分法的理论模拟对实验进行验证和分析。具体研究内容如下:1.我们利用聚苯乙烯微球形成单层的光子晶体,并通过简单的退火方法制备了一种理想半球形的小直径微透镜阵列（Ideal Microlens Array,IMLA）以减少光在衬底模式中的损耗。实验揭示了当IMLA的直径为6 μm时,由于其具有较好的散射效果和透过率,OLED器件实现最佳性能。IMLA（6μm）对绿光、红光、蓝光和白光OLED器件的光提取应用都达到较好的结果,且IMLA的使用对OLED器件的电学和光学性能没有产生明显的不利影响。2.我们使用随机分布的聚苯乙烯半球作为模板来蚀刻平面的氧化铟锡（Indium Tin Oxide,ITO）阳极,实现了具有低雾度（低于4%）且纳米结构随机分布的IT...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＯＬＥＤ器件的不同结构图丨２３丨
有机发光二极管的光提取研究?第一章绪论??料有：ＡＰ丨、Ｍｇ：Ａｇ丨８丨－８４］等。??１．２．４?ＯＬＥＤ器件的工作原理??——＇?／??Ｈｉｔ?＾?冬乂＾?Ｅ．Ｌ?Ｍ６ｔａｌ??图１．２?０ＬＥＤ器件的发光原理图。??０ＬＥＤ器件的发光原理如图１．２所示。对于多层０ＬＥＤ器件而言，其具有多种??功能不同的有机层。当在０ＬＥＤ器件上施加的电压大于其启动电压时，电流流过??整个器件。电子从阴极流入，空穴从阳极流入，经过电子注入层（ＥＩＬ）和空穴注??入层（ＨＩＬ）的有效注入，通过电子传输层（ＥＴＬ）和空穴传输层（ＨＴＬ）在发光层??（ＥＭＬ）或者电子传输层（ＥＴＬ）／发光层（ＥＭＬ）界面或者空穴传输层（ＨＴＬ）／发光??层界面（ＥＭＬ）形成激子，并且激子会从复合区域向激子浓度较低的两侧进行扩散。??当激子中的电子和空穴相互结合时，便会产生光。因此简单的说，有机电致发光过??程主要为：载流子注入、载流子传输、载流子复合、激子扩散和光子产生｜８５１。而器??件的发光颜色取决于发射光层中有机分子的类型，一般由发光有机材料的最高己??占轨道（Ｈｉｇｈｅｓｔ?Ｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，?ＨＯＭＯ）和最低未占轨道（Ｌｏｗｅｓｔ??Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，ＬＵＭ０）的能量差决定。因此，通过改变这些发光层??的材料，器件的发光颜色可以在整个可见光光谱中连续变化并且器件所发出的光??的强度或亮度主要取决于整个器件中各个功能层之间的能级匹配和流经器件的电??流。??５??
Ｉ??有机发光二极管的光提取研究?第一章绪论??角度进行考虑。??（１）几何光学??１）有序微透镜阵列??＇！?］＼?ｊ??ＩＳ?２?ｎ?２，?３?０??Ｅｎｃｉｇ＞?（ｃＶ＞?．?１??ｍ？ｐｗｍ－ｒｉ?ｍ＿■■?＿—一?？＿?ｍｔｔｔ—＾—ａ——ｉ?＾?一?‘一——－＿＿一…ｊ?…“一??纖?００１?０１?１?，??Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（ｍＡｃｍ?３）??图１．４（３＃０！＾５微透镜阵列的５￡１＼／１图和透镜阵列的侧视图（插图）；（１３）基于丨啡？乂）：１的磷??光ＯＬＥＤ器件的外量子效率和功率效率１８９】。??２００２年，Ｓ．?Ｒ．?Ｆｏｒｒｅｓｔ等人１８９１在基于Ｉｒ（ｐｐｙ）３的磷光０ＬＥＤ器件表面使用了有??序的直径为１０微米的微透镜阵列。与参考器件相比，其外量子效率从９．５％提升至??１４．５％，提升了?５２．６％，并且该有序微透镜阵列的引入没有使器件的发光光谱随观??测角度的改变而发生明显变化。??２）随机微透镜结构??图１．５（ａ）随机微透镜结构的制备流程，（ｂ）聚苯乙烯与聚乙二醇相分离后形成的形貌（左??图），通过ＵＶ胶图案转移后所形成的随机微透镜形貌（右图）［９Ｑ］。??２０１４年，Ｍｏｏｎ等人［９Ｇ］利用相分离的方法将聚苯乙烯和聚乙二醇的混合溶液??９??
本文编号：3409032
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＯＬＥＤ器件的不同结构图丨２３丨
有机发光二极管的光提取研究?第一章绪论??料有：ＡＰ丨、Ｍｇ：Ａｇ丨８丨－８４］等。??１．２．４?ＯＬＥＤ器件的工作原理??——＇?／??Ｈｉｔ?＾?冬乂＾?Ｅ．Ｌ?Ｍ６ｔａｌ??图１．２?０ＬＥＤ器件的发光原理图。??０ＬＥＤ器件的发光原理如图１．２所示。对于多层０ＬＥＤ器件而言，其具有多种??功能不同的有机层。当在０ＬＥＤ器件上施加的电压大于其启动电压时，电流流过??整个器件。电子从阴极流入，空穴从阳极流入，经过电子注入层（ＥＩＬ）和空穴注??入层（ＨＩＬ）的有效注入，通过电子传输层（ＥＴＬ）和空穴传输层（ＨＴＬ）在发光层??（ＥＭＬ）或者电子传输层（ＥＴＬ）／发光层（ＥＭＬ）界面或者空穴传输层（ＨＴＬ）／发光??层界面（ＥＭＬ）形成激子，并且激子会从复合区域向激子浓度较低的两侧进行扩散。??当激子中的电子和空穴相互结合时，便会产生光。因此简单的说，有机电致发光过??程主要为：载流子注入、载流子传输、载流子复合、激子扩散和光子产生｜８５１。而器??件的发光颜色取决于发射光层中有机分子的类型，一般由发光有机材料的最高己??占轨道（Ｈｉｇｈｅｓｔ?Ｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，?ＨＯＭＯ）和最低未占轨道（Ｌｏｗｅｓｔ??Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｏｒｂｉｔａｌ，ＬＵＭ０）的能量差决定。因此，通过改变这些发光层??的材料，器件的发光颜色可以在整个可见光光谱中连续变化并且器件所发出的光??的强度或亮度主要取决于整个器件中各个功能层之间的能级匹配和流经器件的电??流。??５??
Ｉ??有机发光二极管的光提取研究?第一章绪论??角度进行考虑。??（１）几何光学??１）有序微透镜阵列??＇！?］＼?ｊ??ＩＳ?２?ｎ?２，?３?０??Ｅｎｃｉｇ＞?（ｃＶ＞?．?１??ｍ？ｐｗｍ－ｒｉ?ｍ＿■■?＿—一?？＿?ｍｔｔｔ—＾—ａ——ｉ?＾?一?‘一——－＿＿一…ｊ?…“一??纖?００１?０１?１?，??Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（ｍＡｃｍ?３）??图１．４（３＃０！＾５微透镜阵列的５￡１＼／１图和透镜阵列的侧视图（插图）；（１３）基于丨啡？乂）：１的磷??光ＯＬＥＤ器件的外量子效率和功率效率１８９】。??２００２年，Ｓ．?Ｒ．?Ｆｏｒｒｅｓｔ等人１８９１在基于Ｉｒ（ｐｐｙ）３的磷光０ＬＥＤ器件表面使用了有??序的直径为１０微米的微透镜阵列。与参考器件相比，其外量子效率从９．５％提升至??１４．５％，提升了?５２．６％，并且该有序微透镜阵列的引入没有使器件的发光光谱随观??测角度的改变而发生明显变化。??２）随机微透镜结构??图１．５（ａ）随机微透镜结构的制备流程，（ｂ）聚苯乙烯与聚乙二醇相分离后形成的形貌（左??图），通过ＵＶ胶图案转移后所形成的随机微透镜形貌（右图）［９Ｑ］。??２０１４年，Ｍｏｏｎ等人［９Ｇ］利用相分离的方法将聚苯乙烯和聚乙二醇的混合溶液??９??
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