表面等离子增强效应在高效率顶发射有机电致发光器件中的应用研究

顶发射有机电致发光器件（TOLEDs）作为未来OLED显示技术的主流，其效率与寿命是亟待解决的关键问题。本项目的研究目标是通过表面等离子（SPPs）光学和光电子学的研究，在TOLED中引入周期性纳米结构的金属薄膜作为阴极，将SPPs激发耦合和场增强效应应用于TOLEDs，从SPPs-TOLEDs的发光机理、器件结构设计和制备工艺研究入手，探索解决TOLEDs效率与寿命的矛盾问题，提高TOLEDs的发光效率。具体研究内容包括（1）SPPs耦合及场增强效应的机理研究；（2）SPPs场增强机制的光谱研究；（3）高效率SPPs-TOLEDs的发光机理、器件结构设计和器件制备工艺研究。通过本项目的研究，探索解决SPPs-TOLEDs的相关理论和器件工艺上的难题，力争在SPPs应用于TOLEDs和高效率TOLEDs的实现上取得突破。

顶发射有机电致发光器件（TOLEDs）作为未来OLED显示技术的主流，其效率与寿命是亟待解决的关键问题。本项目的研究目标是通过表面等离子（SPPs）光学和光电子学的研究，在TOLED中引入周期性纳米结构的金属薄膜作为阴极，将SPPs激发耦合和场增强效应应用于TOLEDs，从SPPs-TOLEDs的发光机理、器件结构设计和制备工艺研究入手，探索解决TOLEDs效率与寿命的矛盾问题，提高TOLEDs的发光效率。本项目进展顺利，通过在金属电极上集成微纳结构，实现金属/有机界面的表面等离子与器件内部微腔模式的耦合，提高厚的金属电极的透过率，我们把金属电极从20纳米提高到45纳米，透过率反而增加，器件效率增加了30%。并且由于采用了更厚的电极，器件的工作寿命提高两倍以上，达到预期目标，相关结果发表于Adv. Mater. 24, 1187 (2012)（IF:10.857），并特邀作为该杂志封面文章发表。我们的工作在SPPs应用于TOLEDs和高效率长寿命TOLEDs的实现上做出了有益的探索，取得了一定突破。.在取得的研究进展基础上，对项目的研究内容进行了拓展，利用微结构解解决顶发射OLED的发光角度效应；将微纳结构制备应用于底发射OLED，实现波导模式和SPP模式的有效耦合输出，提高光取出效率；应用于有机太阳能电池器件，利用SPP增强吸收，提高光电转换效率。对于微纳结构在有机光电器件中的制备和应用，进行了深入系统的研究。另外对有机发光和太阳电池器件的高度柔性也进行了初步探索。.项目执行期间，发表标注项目资助的SCI论文16篇，影响因子3.0以上论文13篇，IEEE论文3篇，其中项目负责人作为通讯联系人发表的论文为14篇，超额完成了预期指标。