高效有机发光二极管的光提取技术及其研究进展
2023-02-16曲志浩蔡嘉恒周东营廖良生
曲志浩, 蔡嘉恒, 周东营, 廖良生
(苏州大学 功能纳米与软物质研究院, 江苏 苏州 215123)
1 引 言
如何提高照明节能效率,对提升我国电力综合效率、应对全球能源危机、完成低碳减排战略目标具有非常重要的意义。有机发光二极管(Or‑ganic light-emitting diode, OLED)具有功耗低、色域广、视角宽、响应快、机械柔韧好等优点,在显示和照明领域彰显出巨大的应用前景[1-5]。新型磷光和热激活延迟荧光材料实现了单重态和三重态激子都能以辐射跃迁形式回到基态,将内量子效率提高至100%[6-12]。然而,生成的光子受到衬底模式、波导模式、表面等离子激元(Surface plasmon polariton, SPP)模式的限制,无法全部发射到器件外部,使OLED出光效率仅为20%左右,导致OLED外量子效率(External quantum efficiency,EQE)难以突破更高极限,阻碍了其推向节能照明市场的脚步。
光提取技术不需要复杂的材料设计,即可将限制在OLED内部的光发射出去,具有成本低、操作方便、光色调节容易等优点。针对不同光学损耗模式,各种各样的光提取技术已有报道,但大多数工作只能使效率扩大1.05~2倍[13-19]。高效的光提取技术仍是OLED急需解决的难题。为此,本文简要综述了近年来具有2倍以上增强效果的光提取技术,有望为进一步提高OLED效率提供解决思路。
2 OLED的光学模式和光提取分析
传统底发射OLED器件一般由玻璃衬底、透明阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、金属阴极所构成(图1)。通常,发光层两侧还可引入激子阻挡层,使激子尽可能分布在发光层中,从而极大地提高了器件的发光效率。各层材料折射率不匹配是降低OLED出光效率的主要原因。……
