全方向单色及白光顶发射有机电致发光器件研究

顶发射有机电致发光器件（TOLEDs）具有可实现硅基集成，开口率高、效率高等优点，面向平板显示和固态照明具有显著优势。然而半透明金属阴极和高反射金属阳极构成的微腔带来了制约TOLEDs性能及其应用的不利因素-发光的角度效应，即发光光谱的峰值波长会随着观察角度增加而明显蓝移，发光强度也随之显著下降，制约了TOLEDs走向实际应用。为了解决这一问题，本项目提出将周期性光栅微结构引入到TOLEDs中,利用光栅的周期起伏来构建腔长周期渐变的微腔，以此来拓宽微腔的共振光谱。本项目基于这一思路，从渐变微腔TOLEDs的发光机制、微结构的工艺实现以及器件结构设计入手，理论和实验相结合，研制高效率的腔长渐变微腔TOLEDs，为TOLEDs角度效应问题的解决，做出有益的探索，为推动TOLEDs在平板显示及固态照明领域的产业化发展做出一定贡献。

有机电致发光器件（OLEDs）无论作为平板显示还是固态照明光源，都显示了巨大的发展潜力和应用前景。顶发射OLEDs具有可实现硅基集成，开口率高、效率高等优点，面向平板显示和固态照明具有显著优势。然而半透明金属阴极和高反射金属阳极构成的微腔带来了制约TOLEDs性能及其应用的不利因素—发光的角度效应，即发光光谱的峰值波长会随着观察角度增加而明显蓝移，发光强度也随之显著下降，制约了TOLEDs走向实际应用。为了解决这一问题，本项目提出应用微纳结构调控光学模态，展宽顶发射器件发光光谱，并解决发光角度依赖问题。具体提出两种方案开展这一工作。（1）应用简单的工艺方案将周期性光栅微结构引入到TOLEDs中,利用光栅的周期起伏来构建腔长周期渐变的微腔，以此来拓宽微腔的共振光谱。（2）在金属顶电极引入一维光子晶体结构，在电极界面激发塔姆等离子态，并与器件内部的微腔模式相耦合，形成两个杂化模态，其共振波长可以通过器件结构参数调控，实现基于黄蓝双色的宽光谱白光。在拓宽白光光谱的同时，保留了光学模态对发光的耦合增强效应，提高器件的发光效率。.结合现有工作基础和实验条件，针对柔性可穿戴电子产品的快速发展和市场需求，我们在研究内容上进行了进一步的拓展，研究实现高度柔性的顶发射器件及其封装。针对应用于柔性OLED的金属电极表面粗糙度大的问题，我们采用金属薄膜转写的方法，制备具有超平滑的表面形貌的金属电极，提高载流子的注入。进而利用纳米压印技术，在聚合物封装薄膜表面制备大面积、低成本高质量的微纳结构。通过对封装薄膜微纳结构参数的优化，器件的光取出效率得到显著增加。.项目进展顺利，达到预期目标。实现了全方向红绿蓝单色和白光顶发射OLEDs，并探索提高柔性顶发射OLED的效率和稳定性，为顶发射OLED走向应用做出有益的探索。已发表标注本项目资助的SCI论文26篇。