利用普赛尔效应原理改善顶发射白光有机电致发光器件效率滚降的研究

Top-emitting white organic light-emitting devices (TEWOLEDs) have much more advantages than the bottom-emitting one in solid state lighting and flat-panel displays,especially for high-resolution active matrix displays. However, the TEWOLEDs suffer from a dramatically decrease in EL efficiency at high current density, a behavior referred to as efficiency roll-off, which is a very important parameter for both lighting and display and predominantly ascribed to the triplet-triplet annihilation (TTA) and triplet-polaron annihilation (TPA) due to the long radiative lifetime of the triplet excitons and limited the application of the phosphorescent TEWOLEDs. It is necessary to adjust the exiton lifetime and reduce the possibility of TTA and TPA. In our proposal, we will fabricate multimode microcavity TEWOLEDs utilizing the metal/dielectric/…/metal multilayer electrodes. We will investigate the effect of the electrodes with different number of layers, metal and dielectric materials and thickness on the microcavity effect and the mechanism of the Purcell effect adjusting the lifetime of exiton. The effect of multimode microcavity on the efficiency roll-off, spectra and efficiency of the devices will be also investigated.Finally,we will design the optimized structure for the TEWOLEDs and accelerate the commercialization of TEWOLEDs.

高效顶发射白光有机发光器件（TEWOLED）对于照明及实现高分辨、高信息含量的有源显示具有巨大的优势。无论用于显示还是照明，其中非常重要的一个器件参数就是效率滚降，即效率随电流密度的升高而下降。磷光材料在OLED中的引入大大提高了器件的效率，同时也导致器件的效率滚降较高，这是由于磷光材料激子寿命较长使得三线态-三线态淬灭（TTA）及三线态-极化子淬灭（TPA）的几率很高。因而，调控激子寿命，降低器件的TTA及TPA几率从而降低效率滚降是TEWOLED实用化之前必须解决的关键科学问题。本项目提出利用金属/介质/…/金属多层电极来构筑多模微腔，探索不同层数、不同金属和介质材料及其厚度等对器件微腔效应的影响；深入研究多模微腔的普赛尔效应调控激子寿命的物理机制，进而研究其对TEWOLED的效率滚降、发光光谱及效率等的影响。本项目将从理论上给出高效TEWOLED的优化结构并指导实验制备。

有机电致发光器件（OLED）在发光效率、亮度等性能方面已经取得了长足的进步，OLED 具有自主发光、全固化、视角宽、低压直流驱动、色彩丰富、可制作在柔性衬底上等一系列的优点，已成为显示领域研究的热点。.有源驱动适合制作大型的、高分辨率的、高信息含量的显示屏。然而，有源矩阵底板上的低的开口率是一个关键的制约因素，解决该问题的一个行之有效的办法是使用顶发射OLED。因而，顶发射白光有机发光器件（TEWOLED）成为目前有机电致发光领域的一个研究热点尤其是磷光材料的引入，使得理论上，器件具有100% 的内量子效率。磷光材料在 TEWOLED 中的引入大大提高了器件的发光效率的同时也带来了另一个问题，那就是器件具有高的效率滚降。这主要是由于磷光材料的激子寿命较长，使得器件在高电流密度时三线态激子密度很大，从而使得器件中三线态-三线态淬灭(TTA)及三线态-极化子淬灭(TPA)等非辐射弛豫过程发生的几率很高。.本项目中，我们将金属/介质/…/金属多层结构的电极引入到 TEWOLED 阳极的制备中，利用此种电极来构筑多模微腔结构，制备 TEWOLED。最终，我们制备的TEWOLED器件实现了极低的效率滚降，到亮度60000cd/m2时，效率仅仅衰减了17%。