随着材料科学和器件物理的发展,有源矩阵电致发光二极管(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode,AMOLED)显示技术逐渐成熟,越来越多地应用在消费级显示器以及照明领域。随着虚拟现实和增强现实技术的发展,基于AMOLED的硅基微显示器成为产业界关注的热点。由于AMOLED需要具备高开口率、高亮度和高色纯度的技术特性,因此AMOLED面板以及微显示器件中广泛采用了顶发射OLED结构。虽然目前对顶发射OLED器件的理论研究已经比较深入,但是在OLED产业化要求下,顶发射OLED的制造成本以及器件效率还有优化空间,为此本文结合顶发射OLED实践需要,从顶发射OLED的阳极、阴极、覆盖层、微腔削弱这四个方面出发进行研究,主要工作内容如下:(1)研究了 Ag和Al金属阳极以及Ag/Al、Ag/Au和Al/Au复合阳极,并比较了其对顶发射OLED器件性能的影响。实验发现Ag/Au复合阳极具有最好的效果,以之为基础制备的基于Ir(ppy)3的双发光层高效顶发射OLED器件,启亮电压约为2.7V,电流效率最高达到73.4cd/A,亮度在10 mA/cm2下达到6473 cd/m2,半峰宽为32 nm,具有较高的色纯度,CIE1931色坐标为(0.17,0.70),另外器件在6473 cd/m2时效率滚降仅12%。研究了不同Al阳极蒸镀速率对顶发射OLED性能的影响,实验发现,5 A/s的速率为较好的蒸镀速率,过低的速率会影响阳极的注入效果。另外,文中介绍了一种使用激光刻蚀的方式制备的具有阵列结构的金属阳极,当组成阵列的方格边长为40 μm时,器件具有较优的性能。其最高亮度可达19955 cd/m2,最高电流效率可达66.7 cd/A,相比无阵列结构的对比器件提高了 10.4%。同时其驱动电压相比无阵列结构的对比器件降低了 0.26 V。这种以激光刻蚀方式制备的阵列结构金属阳极具有简单易行,可靠性高的特点,其图案更改容易,成本低,因此容易产业化。(2)针对顶发射OLED器件的Ag阴极厚度对器件微腔的影响,设计了实验并进行了研究。实验发现透明电极厚度的提高可以起到窄化器件发光光谱、提高器件色纯度的效果。但同时过厚的Ag阴极会导致透过率降低,影响器件出光效率。另外,利用本节所研究的内容,结合项目需求,设计并制备了基于微腔效应的大面积深红光灯片,灯片具有20.1%的外量子效率,CIE1976色坐标为(0.55,0.52)。在对于覆盖层的研究中,使用TCTA作为基于Ir(ppy)3的绿光磷光顶发射OLED器件的覆盖层,研究了其厚度对器件效率和光谱的影响。实验发现,不同的覆盖层厚度对不同波长的光有提升效果,另外还对比了TCTA(40nm)、CBP(40nm)、TCTA(20nm)/CBP(20nm)和CBP(20 nm)/TCTA(20 nm)这四种不同结构的覆盖层。使用TCTA作为覆盖层的器件效率最高,CBP作为覆盖层的器件效率最差,而具有复合结构覆盖层的器件效率在两者之间,两种不同复合结构覆盖层的器件之间效率无明显差别。(3)文中针对顶发射OLED中普遍存在的颜色-角度依赖性,使用纳米压印制备了具有散射结构的阳极基板,这种阳极基板在很大程度上削弱了微腔效应,改善了顶发射OLED的颜色-角度依赖性,其视角从0°变化到45°时,光谱峰位置仅仅移动了 1 nm。