提高有機發(fā)光二極管光萃取效率的研究.pdf

1、有機電致發(fā)光二極管(OLED)具有快速響應、廣視角、高對比度、低功耗、低成本等優(yōu)點,因此在平面顯示與照明領域都得到了很大的關注。目前通過使用磷光發(fā)光材料, OLED的內(nèi)量子效率幾乎能夠達到100％,然而由于全反射,波導效應等等原因,OLED的外量子效率目前還有待提高。為了能將更多的光提取出來,進一步擴展OLED的應用,通過光學手段提高OLED的耦合效率是行之有效的辦法。
　　本文詳細研究了兩種提高OLED光萃取效率的方法:一是通過

2、在ITO和玻璃基板之間增加一層光子晶體層將ITO和有機層中的波導模式耦合出來從而提高出光效率,二是通過在玻璃表面增加玻璃半球減少在玻璃與空氣界面處的全反射來提高出光效率。
　　在第一部分研究中,使用有限時域差分(FDTD)算法建模仿真了OLED中能量分布,從模式耦合的角度分析了光子晶體提高OLED光萃取效率的原理。同時,通過分析在光子晶體OLED中不同光源位置下不同的光萃取效率,發(fā)現(xiàn)了光子晶體OLED的出光效率與光源的位置有很大的

3、關系。傳統(tǒng)的FDTD仿真模型中只在光子晶體高折射率材料中心下方放置一個光源,而OLED的發(fā)光是由大量的偶極子引起的,這樣的模型與實際結構存在一定的不匹配度,根據(jù)研究分析這樣的不匹配會造成很大的誤差。針對這一問題,本文提出了一個改進的仿真模型,并將其應用在光子晶體結構優(yōu)化中。
　　在第二部分內(nèi)容中,分別研究了在單個OLED器件表面增加玻璃半球以及在OLED發(fā)光陣列表面增加相應玻璃半球?qū)LED光萃取效率的影響。通過對器件的實驗設計驗

4、證了發(fā)光單元尺寸、半球尺寸、折射率匹配液的不同性質(zhì)對光萃取效率的影響。為了完成發(fā)光陣列的研究,設計實現(xiàn)了OLED發(fā)光陣列的制備,并且通過光刻工藝實現(xiàn)了ITO的圖形化。在此基礎之上,分別通過LightTools建模仿真和實驗驗證找到了在一定條件之下最合適的帶有玻璃半球的OLED發(fā)光陣列結構。并通過實驗找到了適合用于永久固定的NOA65UV固化膠來粘合玻璃半球與OLED器件。
　　本文的研究分別從理論和實驗上證明了光子晶體和玻璃半球?qū)?/p>