光栅微结构提高有机电致发光器件光取出效率的研究

【作者】 白昱； 金玉； 刘岳峰； 冯晶； 孙洪波；

【机构】 吉林大学 电子科学与工程学院；

【摘要】 有机电致发光器件(OLED)由于在全色显示和固态照明方面的潜在应用,近年来受到了广泛关注,但其效率问题仍是被关注的热点。传统的平板OLED,由于有部分能量耦合成为表面等离子体(spp)后以热能的形式散失掉,而且存在器件内部波导的损耗,只有20%左右的光子能够出射。我们在器件内部用激光全息技术引入了周期性的一维光栅结构,通过光栅使spp再次以光子的形式出射,同时用光栅的调制作用来减少有机层造成的导波损失,进而提高了光取出效率。器件结构为ITO/PVK:m-MTDATA(70nm)/NPB(20nm)/Alq(50nm)/LiF(0.5nm)/Al。其中在PVK掺杂m-MTDATA这一层进行激光双光束干涉烧蚀,PVK和m-MTDATA的掺杂比为10∶1。另外制备了经典结构OLED器件作为对比,结构为ITO/m-MTDATA(30nm)/NPB(20nm)/Alq(50nm)/LiF(0.5nm)/Al。图1为350nm周期光栅器件与普通平板器件还有对比器件相比的电流密度-亮度,电流密度-效率曲线。由于在器件中引入了光栅结构,使耦合到spp中的能量再次以光子的形式耦合出射,形成了spp的发光。同时,光栅结构也改善了OLED中的波导损耗,提高了器件的光取出效率。由于上述两种原因的共同作用,器件的效率得到大幅度提高。我们在OLED内部通过激光双光束干涉烧蚀引入一维光栅微结构。通过调整光栅周期及高度发现光栅器件的性能比平板器件有显著提高。因此可以得出结论,光栅微结构可以有效提高OLED的光取出效率。更多还原