准晶结构的透明复合金属电极在柔性OLED器件的应用研究

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在过去的二十年中,柔性有机光电子器件(flexible organic electronics)由于在机械性能上的可柔性弯曲,重量轻,超薄特点,以及可卷对卷制备等这些卓越的优点,已经吸引了相当多研究者的兴趣,尤其在未来的显示面板,照明光源,以及其他的能源转换器件领域。有机发光二极管(organic light emitting diodes)采用了柔性和透明的电极之后,在曲面显示以及固体照明等领域就显出应用前景,并增加其“时尚”的技术特点。通常情况下,透明导电膜(transparent conductive electrodes,TCEs)对于柔性OLED器件的性能起到决定性的作用。然而,传统的铟锡氧化物(ITO)对于柔性 OLED来说不是一个合适的选择,原因是其具有不可接受的致命缺陷----脆性,这将大大影响弯曲,折叠,卷对卷的工艺过程。除了其天然的脆性,铟资源的稀缺以及导电性不足同时制约了大规模,大面积的工业生产。  本研究创新性地提出了基于准晶结构的超薄钙掺银合金透明薄膜,拥有较低的方块电阻,且具有较高的透射率。此复合金属电极由“三明治”结构构成,在制备好柔性基底上,在Ag合金的两侧堆积MoO3介电层,形成Nanostructured MoO3/Silver alloy/MoO3(NMSM)的复合电极结构。这种具备微纳结构的超薄薄膜金属电极应用在柔性 OLED器件中,显著提高了器件的性能。在柔性绿光OLED器件中,在亮度为50,000cdm-2时,电流效率高达109.1 cd A-1;在白光OLED器件中,在500 cd m-2的亮度下,功率效率达到了104.9 lm W-1,在10000 cd m-2下,功率效率达到了62.4 lm W-1。在金属透明导电膜中,创下了高效以及高亮度的白光 OLED器件的记录。此外,准晶结构的金属薄膜使得器件中电荷的注入更加平衡,在白光器件中,表现出非常好的性能稳定性,优越的光谱特征。
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