研制了以镱银合金为透明阴极的顶发射白光 OLED器件。采用 ITO/NPB: LiQ(5%)(10 nm) /TCTA(20 nm)/FIrpic＋3.5% Ir(ppy)3＋0.5%Ir(MDQ)2(acac)(25 nm)/TPBI(10 nm)/LiF(5 nm) /Yb: Ag (X%)(X nm)器件结构, 在相同镱银比例下, 蒸镀不同厚度的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光 OLED器件, 获得了优化的镱银合金厚度为 12 nm; 固定镱银阴极厚度, 蒸镀不同比例的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光 OLED器件, 探究不同比例的镱银合金对有机电致发光器件的影响。结果表明, 当镱银电极的掺杂比例为 10:1时, 器件的性能最佳, 在 20 mA/cm2电流密度下, 器件的驱动电压为 2.3 V, 亮度为 1406 cd/m2, 色坐标为(0.3407,0.3922)。

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。

为了研究不同厚度C60阴极耦合层对顶发射白光OLED器件光电性能的影响, 实验数值计算了半透明阴极组成的多层膜系(ETL/EIL/Mg∶Ag/C60)的透过率; 同时, 采用共阴极结构设计制备了顶发射白光OLED器件, 并对不同厚度的C60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,不同C60厚度的多层膜系透过率差异较大, 在C60膜层厚度为30~40 nm时, 多层膜 在较宽波段范围内均有高的透过率, 且透过率光谱的色坐标最接近白光等能点; 通过分析不同阴极耦合层制备的顶部发光OLED器件的光电性能, 发现采用适当厚度的C60阴极耦合层材料, 可以有效 提高器件外量子效率, 并在一定程度上能够有效改善器件的色坐标, 实现接近等能白光的顶发光OLED器件制备。

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。

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。 利用磁控溅射镀膜系统, 通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝（α-Si/Al）复合膜, 将Al原子团包覆在α-Si基质中, 膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。 复合膜于N2气氛中进行350 ℃, 10 min快速退火处理, 制备出了多晶硅薄膜。 利用X射线衍射仪、 拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征, 研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。 结果表明: 共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜; 随着膜中Al含量逐渐增加, 多晶硅薄膜的晶化率、 晶粒尺寸逐渐增加, 带隙则逐渐降低; Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜, Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜, 通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、 晶粒尺寸及带隙的可控。

采用双极脉冲和射频磁控共溅射沉积法在不同温度的Si(100)衬底和石英衬底上制备了富硅SiNx薄膜.在氮气氛中,于1 050 ℃下采用快速光热退火热处理,获得了包含硅量子点的SiNx薄膜.采用Fourier变换红外光谱、Raman光谱、掠入射X射线衍射和光致发光光谱对退火后的薄膜样品进行了表征.结果显示:Fourier变换红外光谱中出现了富硅Si—N键,表明薄膜为富硅SiNx薄膜;当衬底温度不低于200 ℃时,薄膜样品的拉曼光谱中出现了硅纳米晶的Si—Si振动横光学模,掠入射X射线衍射中出现了明显的Si(111)和Si(311)的衍射峰,证实了硅量子点的形成;发现存在一最佳衬底温度(300 ℃),该条件下获得的硅量子点的数量和晶化率最高;衬底温度为300和400 ℃的样品的光致发光光谱中均有3个可见荧光峰,结合拉曼光谱结果,用纳米晶硅的量子限域效应和辐射复合缺陷态对荧光峰进行了合理解释;由光致发光光谱计算出的衬底温度为300和400 ℃的样品的硅量子点平均尺寸分别为3.5和3.4 nm.这些结果有助于优化含硅量子点的SiNx薄膜的制备参数,在硅基光电子器件的应用方面有重要意义。

叠层结构是提高硅基薄膜太阳电池效率和稳定性的有效方法，其中子电池的电流匹配是提高叠层电池效率的关键，而中间层技术能有效地改善子电池电流的匹配情况。介绍了非晶硅/微晶硅叠层电池的中间反射层和隧道结的结构、特性及材料种类，结合两者的理论基础提出隧穿反射层的概念，分析其工作原理并给出了薄膜材料的选择原则和范围。隧穿反射层在叠层结构中不仅起到常规中间反射层的作用，解决电池内部的陷光问题，还可优化叠层太阳电池的隧道结，解决子电池对光生载流子的有效收集问题。