微腔及表面等离子体影响磷光有机发光器件效率及效率滚降研究

有机磷光发光材料可以利用三线态激子辐射，从而实现高内量子效率的有机发光器件(OLED)，但三线态激子的自淬灭会导致高电流下器件发光效率迅速下降，即所谓的效率滚降(roll-off)，宽的激子复合区域和使用低激发态寿命磷光材料可以有效改善磷光器件的效率滚降。OLED中的微腔效应及表面等离子体会影响器件的光取出效率和激子激发态寿命，进而影响器件的效率和效率滚降。但协同考虑微腔和表面等离子体影响OLED发光过程的物理机理还有待深入研究，同时考虑效率和效率滚降的最优化OLED结构参数需进一步优化设计。本项目提出研究微腔和表面等离子体对磷光OLED效率和效率衰降的影响，从理论上研究二者对器件光取出效率及内量子效率的影响，并利用时间分辨光谱等从实验上进行验证，从而获得二者影响OLED发光过程的物理机制和最优化磷光器件结构参数，本项目的实施将为改善磷光OLED效率和效率滚降提供一种切实可行的方法。

本项目主要研究微腔和表面等离子体对有机发光器件效率和效率滚降的影响，按照研究计划开展了相关的研究工作，研究了强、弱微腔效应器件效率和效率滚降的影响，研究了金属纳米颗粒对磷光有机发光器件效率和效率滚降的影响，取得了如下研究成果：(1)制备了基于金属介质多层膜的顶发射和半透明白光有机发光器件，研究了微腔效应对器件效率滚降的影响；(2)研究了旋涂方法制备的金纳米颗粒对绿光磷光有机发光器件性能的影响，利用时间分辨光谱分析了表面等离子体效应对激子寿命的影响，改善了器件的效率滚降；(3)研究了热蒸发的金纳米颗粒对绿光磷光有机发光器件性能的影响, 研究了GNP在OLED中不同位置对器件性能的影响，改善了器件效率滚降；(4)研究了强微腔和弱微腔效应对器件效率滚降的影响，结果表明强微腔效应不仅大幅度提高器件效率，还有效改善了器件效率滚降。本项目共发表相关学术论文22篇，其中SCI收录17篇，申请发明专利3项，培养博士研究生2名，硕士研究生5名。