透明OLED器件及全彩PMOLEDs顯示系統(tǒng)的研究.pdf

1、有機(jī)發(fā)光二極管(organiclight—emittingdiode，OLED)或稱有機(jī)電致發(fā)光器件，由于具有自發(fā)光、響應(yīng)快、全固態(tài)、寬視角、超薄、耐高低溫等優(yōu)點(diǎn)，在平板顯示技術(shù)領(lǐng)域是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。 本論文在透明OLED器件的制備、無源矩陣OLEDs(PassivematrixOLEDs，PMOLEDs)屏和全彩高分辨率PMOLEDs顯示系統(tǒng)的研究、摻雜型綠色器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝方面進(jìn)行了一系列的探索性和創(chuàng)新性的工作

2、，具體包括： 1．使用低功函數(shù)和高穩(wěn)定性的六硼化鑭(LaB6)材料作為透明陰極，制作了LaB6/Alq3/NPD/Au和ITO/TPD/Alq3/LaB6兩種OLED器件。LaB6薄膜是使用電子束蒸鍍工藝來制備的，當(dāng)LaB6薄膜厚度1800(A)時(shí)，薄膜透過率約為70％，方阻約為35Ω/□。LaB6/Alq3/NPD/Au器件發(fā)光面為LaB6陰極，開啟電壓大約為2.4V，器件的最大電流效率為2.46cd/A，此時(shí)對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓為

3、2.6V。在驅(qū)動(dòng)電壓15V時(shí)，電致發(fā)光光譜峰值波長為534nm，色度坐標(biāo)為(0.287，0.652)。ITO/TPD/Alq3/LaB6為透明OLED器件，器件的開啟電壓大約為2.8V，17V時(shí)器件亮度可達(dá)5650cd/m2。電壓5.0V時(shí)得到最大電流效率4.36cd/A。LaB6陰極一側(cè)的發(fā)光光譜與ITO陽極一側(cè)相比，峰值波長紅移了約8nm，部分原因可能是微腔效應(yīng)。 2．采用矩陣網(wǎng)絡(luò)分析方法，建立了PMOLEDs屏的簡化和準(zhǔn)確

4、等效電路，可系統(tǒng)、簡化地分析PMOLEDs屏的交叉串?dāng)_現(xiàn)象，如OLEDs具有良好的整流特性，采用逐行尋址驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，交叉串?dāng)_影響較小。仿真計(jì)算了OLEDs行、列電極的電壓降，因?yàn)镺LEDs是電流型器件，必須采用恒流源驅(qū)動(dòng)，如用恒壓源驅(qū)動(dòng)，在行、列電極上產(chǎn)生的電壓降將會(huì)嚴(yán)重影響圖象亮度的均勻性。建立了計(jì)算PMOLEDs功耗的數(shù)學(xué)模型，模型表明采用雙屏驅(qū)動(dòng)的OLEDs與單屏相比，隨著屏的尺寸的增加，器件的功耗可得到顯著的降低。制作了兩個(gè)綠色

5、小分子無源矩陣OLEDs，器件的尺寸為2.5"，分辨率為128×64。測試結(jié)果驗(yàn)證了功耗模型，當(dāng)二者工作亮度均為100cd/m2時(shí)，采用雙屏驅(qū)動(dòng)的OLEDs的功耗比單屏的降低了25％。 3．利用AutoCAD軟件包設(shè)計(jì)了128×160高分辨率全彩OLEDs屏的基板、以及與基板配套的4張光掩模、2張機(jī)械掩模圖案以及FPC和COF。 4、利用分立元件設(shè)計(jì)了全彩PMOLEDs屏的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路采用了預(yù)充電技術(shù)，首先用—電壓

6、源對OLED的寄生電容充電將其電壓充到啟亮電壓附近，再用—程控電流源驅(qū)動(dòng)OLED使之發(fā)光，R、G、B三色OLED像素的預(yù)充電電壓分別被設(shè)定為3.0V、2.0V和2.9V；設(shè)計(jì)了全彩PMOLEDs屏的顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)使用DVI接口將顯示數(shù)據(jù)從微機(jī)傳輸?shù)紽PGA進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA將18位的顯示數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)電路。OLEDs屏能實(shí)現(xiàn)262144種顏色。當(dāng)屏平均工作亮度為40cd/m2時(shí)，壽命預(yù)計(jì)超過5000小時(shí)，功耗約為300

7、mW。 5．研究了兩種不同空穴材料(2-TNATA和CuPc)對摻雜型OLED器件性能的影響。器件的電流-電壓-亮度關(guān)系的測試結(jié)果，兩種器件在低電壓情況下(＜5.7V)，電極和有機(jī)層為歐姆接觸；而在較大的電壓情況下，滿足陷阱電荷限制傳導(dǎo)機(jī)制。測試結(jié)果表明作為空穴注入材料，2-TNATA的性能優(yōu)于CuPc，以2-TNATA為空穴注入層，研究了其厚度對器件光電性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)2-TNATA厚度為35nm時(shí)，器件的性能最優(yōu)。當(dāng)

8、驅(qū)動(dòng)電壓分別為13V時(shí)，器件的亮度和電流效率分別為3280cd/m2、1.377cd/A。在有機(jī)發(fā)光器件中的微腔效應(yīng)并沒有對器件的發(fā)光光譜帶來很大的影響，因此基本可以忽略。 6．研究了綠色熒光染料C-545T摻雜在Alq3發(fā)光層對OLED器件性能的影響，并優(yōu)化了摻雜濃度。當(dāng)C-545T摻雜濃度為1.5wt％時(shí)，器件的效率最高；當(dāng)摻雜濃度大于1.5wt％時(shí)，有較明顯的濃度猝滅現(xiàn)象。外加電壓19.5V時(shí)，器件的亮度達(dá)到了10650c