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顶发射发光器件由于在实现有源驱动平板显示时不影响显示器件开口率,近年来引起了很多研究小组的广泛注意。传统有机发光器件一般由底部透明ITO阳极,有机发光层和项部阴极反射层组成,该结构器件在结合有机薄膜晶体管(TFT)驱动时,开口率低是主要问题,如果使用顶发射发光器件,则可以把发光面和TFT分开,很好地解决了开口率低的问题。顶发射发光器件一般由底部不透明阳极,有机发光层和顶部透明或半透明阴极组成。在制作顶发射发光器件过程中,高反射率和高功函数的器件底部阳极,高效率稳定的发光材料,以及高导电性和高透射率的顶部透明阴极是影响器件性能的关键因素,但是,底部阳极的高反射率与器件的对比度,以及顶部阴极高导电性能与高透射率,它们之间是互逆的,存在着相互制约的关系,这也是目前顶发射发光器件研究的几个重点方向。本论文研究的主要内容是在使用铬(Cr)作为顶发射发光器件阳极的基础上,从改善阳极和阴极性能入手,对器件结构进行不断优化,进而为提高聚合物顶发射器件性能提供一种途径。
有机层与电极之间的界面对有机发光器件性能影响是目前研究顶发射发光器件一个新的方向。在本论文研究过程中,我们使用溅射沉积Cr薄膜作为器件的阳极。Cr作为一种环境稳定性好的金属,不仅具有较高的功函数,合适的反射率,而且在真空溅射沉积中易于与衬底粘合,这些特点都适合作为顶发射发光器件的阳极。但是,由于溅射沉积的Cr薄膜表面粗糙程度较高,导致器件性能比较差,研究发现在Cr上面涂覆PEDOT:PSS薄膜能改善器件阳极表面的平整度,而且器件的性能可以得到很大提高。顶发射器件顶部透明电极透射率与电导率是影响顶发射发光二极管的发光效率等参数的重要因素,本论文通过调整顶部阴极保护层Ag的厚度,得出了合适厚度的阴极。为了进一步提高顶发射发光器件的性能,我们还研究了器件性能随氧等离子处理阳极时间的变化关系。
有机电致发光器件中,由于阳极和阴极的反射作用而产生微腔效应,而顶发射发光器件微腔效应较传统结构器件明显,具体表现在器件的电致发光光谱移动、半峰宽变窄和光谱随视角改变而变化等现象。但是,本实验中所采用的阳极反射率不高,阴极结构具有较高的透射率,所以我们的发光器件微腔效应较弱。