白光有机发光二极管可以作为照明、全彩色显示器的光源，成为显示领域研发的重点方向。但白光有机发光二极管的实现还存在性能控制较难，色坐标易漂移等问题。本文通过有机发光二极管器件白光实现及其色坐标计算，初步获得实现白光OLED 器件红、绿、蓝三基色的优化比，通过实验验证制备了色坐标为(0.31，0.35)的白光OLED 器件，进一步通过理论计算和实验优化，减少红光掺杂浓度和增加绿光掺杂比例，实现接近标准白光(0.33，0.33)的有机发光二极管器件制备。

实验制备了结构为多层阳极/EHI608/NPB/Alq3:ELL/ETL1/LiF/Mg:Ag/CPL的硅基绿光有机电致发光 OLED器件，研究了不同掺杂浓度对器件驱动电压、亮度、发光效率和 EL光谱影响。在此基础上，通过在阴极上制备了一定厚度的阴极耦合层 CPL，并研究了阴极耦合层对 OLED器件微腔效应影响。结果表明，随着发光层掺杂浓度的增大，器件驱动电压、发光亮度和效率逐渐增加，并出现 EL光谱发光峰位红移。同时，随着 CPL厚度增加，多层膜系 ETL/EIL/Mg:Ag/CPL透过率逐渐增加，当阴极耦合层 CPL厚度在 30 nm时候，多层膜系结构的透过率和透过频带较高，多层膜系透过率光谱坐标接近白光(0.33,0.33)等能点。此时，顶发射绿光 OLED器件在不同视角下 EL光谱的蓝移现象最大限度得到了抑制，且 EL光谱半峰宽明显增加。

本文设计了一种磷光顶发射结构制备单色高亮绿光 OLED微型显示器件, 器件结构为: ITO/ 2-TNATA/NPB/MCP: Ir(ppy)3/Bphen/LiF/Mg:Ag。为获得低功耗、高亮度的绿光 OLED微型显示器件, 采用开口率大、益于集成的顶发射结构器件, 并对发光层掺杂机制进行实验研究, 通过改变掺杂比例获得较佳的器件性能。研究表明, 在掺杂比分别为 1.0%、1.5%、1.8%、2.0%、2.3%、2.5%的绿光 OLED器件中, 2.0%的掺杂器件较其他比例的性能更优, 通过进一步优化掺杂研究显示, 发光层主体材料 MCP与掺杂料 Ir(ppy)3的最佳掺杂比例为 1:0.02, 主体材料薄膜厚度为 250 .。在 20 mA/cm2的电流密度下, 得到器件电压为 3.62 V, 亮度为 4622 cd/cm2, 色坐标 (X,Y)为(0.33,0.61)。

白光OLED微型显示器在信息显示领域具有重要的应用。 采用真空镀膜系统, 依次蒸镀Ag/ITO复合薄膜作为阳极结构, 共蒸制备Mg∶Ag复合膜作为半透明阴极结构, NPB作为空穴传输材料和黄光主体材料, rubrene作为黄光掺杂料, AND作为蓝光主体料, DSA-Ph作为蓝光掺杂料, Alq3作为电子传输材料, 以结构和工艺简化的蓝、 黄光互补色来实现白光, 通过共蒸发形式制备了结构为Ag/ITO/NPB/NPB∶rubrene(1.5%)/ADN∶DSA-Ph(x%/x=2, 5, 8)/Alq3/Mg∶Ag的白光OLED微型显示器, 利用由Photo Research PR655光谱仪、 Keithley 2400程控电源组成的光谱测试系统对器件的光电性能进行表征, 研究了蓝光掺杂比对白光OLED微型显器性能的影响。 结果表明, 随着蓝光掺杂比的增加, 白光OLED微型显示器的亮度先增加后降低, 蓝光、 黄光峰位有所偏移, 色坐标发生一定的漂移, 蓝光色纯度增加, 可通过调控发光材料掺杂比实现白光OLED微型显示器性能的可控制备。 初步优化获得的蓝、 黄混合白光OLED微型显示器的器件, 当驱动电压为5.0 V时, 器件亮度达到3 679 cd·m-2, CIE坐标为(0.263, 0.355)。

顶发光 OLED器件是有机光电显示领域的重要组成部分, 其阳极结构及性能对 OLED器件的性能具有至关重要的影响。本文介绍了近年来顶发光 OLED器件阳极的结构、材料及性能改善等领域的研究进展。结合顶发光 OLED器件阳极的工作原理和器件质量要求, 设计了不同结构的顶发光 OLED器件复合阳极, 并采用 TFCalc光学模拟软件和 SimOLED模拟软件对不同结构复合阳极的光学性能及其器件性能进行模拟分析, 获得了较优的顶发光 OLED复合阳极结构, 其结构为 Al/ITO/MoO3, Al/Co/MoO3, Al/Ni/MoO3, Al/MoO3。

采用了高反射率金属Al和电化学性能稳定的金属Mo, 在硅基底上制备了多层结构的 Al/Mo/MoO3阳极, 并研究了不同MoO3厚度下多层阳极的反射率。 在此基础上, 通过发光层共掺杂制备了顶部发光OLED器件, 并对器件发光机制进行了系统研究和分析。 实验结果表明: 采用发光层共掺杂制备的顶部发光OLED器件的色坐标, 随电流密度或电压的增加而发生漂移; OLED器件色坐标漂移的原因是三基色发光强度随电流密度的增加, 逐渐偏离了形成白光(0.33, 0.33)所需三基色强度比例值, 导致了OLED器件的色坐标发生了漂移, 其机制是发光层中主-客之间能量转移和陷阱共同作用的结果。 进一步研究发现, 在不同电压下, 红光发光强度随驱动电压（或电流密度）增大而线性地减小。

通过采用高效磷光体系材料和顶发射有机发光结构, 配合自有的 SVGA060全数字信号电路系统架构 CMOS硅基驱动电路, 获得了发光峰位于 535 nm的高亮度单色绿光、 0.6英寸、800×600分辨率 OLED微显示器件, 最大亮度可达 20000 cd/m2。其起亮电压为 2.6 V, 亮度从 20 cd/m2到 20000 cd/m2的驱动电压摆幅为 2.7 V, 最大电流效率为 24.43 cd/A。电流密度为 20 mA/cm2时, 色坐标 CIEX＝0.286、 CIEY＝0.665。该器件在 1000 cd/m2和 500 cd/m2亮度下的半衰期为 42559 h和 186208 h。

为了分析不同阴极耦合层对顶发射白光OLED器件光电性能的影响,数值计算了半透明阴极组成的多层膜系(ETL/EIL/Mg:Ag/折射率匹配层)的透过率和损耗;同时,采用共阴极结构设计制备了顶发射白光OLED器件,并对不同折射率匹配层制备的顶发射白光OLED器件的光电特性进行了研究.结果表明:采用相同厚度LiF和Al2O3薄膜作为阴极耦合层时,多层膜系光学透过率和损耗曲线存在较大差异;在20 mA/cm2电流密度下,随着观测角度的增大,采用LiF+Al2O3双层折射率匹配层制备的器件电致发光谱峰位发生蓝移,但在整个视角内,器件的色坐标均稳定在白光等能点附近,这表明顶发射白光器件的色坐标可以通过折射率匹配层调节,使得器件在较大视角范围均能实现白光发射.