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红光、绿光、蓝光、白光用高性能有机电子注入层和传输层

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光电技术 2010年第1期52卷 17-21页

研制成功了一种新型提高有机电致发光器件效率、降低其功耗的新型电子注入层。本文讨论了这种新型电子注入层的性能及其与之相关的电子传输层的性能。与通常使用的LiF注入材料或Li掺杂的Alq3：BPhen电子传输层器件相比，使用新型电子注... 详细信息

研制成功了一种新型提高有机电致发光器件效率、降低其功耗的新型电子注入层。本文讨论了这种新型电子注入层的性能及其与之相关的电子传输层的性能。与通常使用的LiF注入材料或Li掺杂的Alq3：BPhen电子传输层器件相比，使用新型电子注入层和电子传输层的性能更加优良。在20mA／cm2的电流密度下，红光器件的性能为：亮度为10．8cd／A，工作电压为3．9伏，色座标为（O．66，0．34）：绿光器件的性能为：亮度为18．4cd／A，工作电压为4．2伏，色座标为（0．29，0．62）；深蓝色器件的性能为：亮度为7．7cd／A，工作电压为3．70t，色座标为（0．14，0．13；蓝绿色器件的性能为：亮度为21．1cd／A，工作电压为3．8伏，色座标为（0．16，0．37）；白光器件的性能为：亮度为13．2cd／A，工作电压为3．80t，色座标为（0．34，0．34）。在同样的工作条件下，红光、深蓝色光和蓝绿光的外部量子效率分别为8．7％，6．6％和9．7％。迄今为止所报告单色发光器件中，这些器件是效率最高的器件。

关键词：电子注入层电子传输层蓝绿光性能有机电致发光器件红光工作电压蓝光

基于空气稳定金属配位活化的n型掺杂技术及其进展

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中国科学：化学 2022年第11期52卷 2064-2079页

作者：李骁张东东段炼清华大学化学系北京100084

n型掺杂技术是提高电子注入性能、改善载流子平衡的有效方法,被广泛运用于有机电子学领域.近年来,基于空气稳定金属配位活化的n型掺杂(coordination-activated n-doping,CAN)技术受到了广泛关注.相对于传统n型掺杂技术,CAN具有对空气稳... 详细信息

n型掺杂技术是提高电子注入性能、改善载流子平衡的有效方法,被广泛运用于有机电子学领域.近年来,基于空气稳定金属配位活化的n型掺杂(coordination-activated n-doping,CAN)技术受到了广泛关注.相对于传统n型掺杂技术,CAN具有对空气稳定、适用于多种电极、可抑制金属迁移、无副产物、工艺简单等优势,有望解决当前有机发光二极管(OLED)显示依赖易燃活泼金属实现电子注入的缺点.本文回顾了OLED中的n型掺杂体系研究进展,着重介绍了CAN策略及其机理,并对CAN的最新进展及其在OLED中的应用进行了专题介绍.最后,我们对CAN尚存在的问题及未来的发展方向进行了总结和展望.

关键词：有机发光二极管电子注入层 n型掺杂空气稳定金属配位活化抑制金属迁移稳定性

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有机发光二级管器件的设计及光电特性研究

有机发光二级管器件的设计及光电特性研究

作者：涂睿南昌大学

学位级别：硕士

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)以其自发光、面光源、响应速度快、视角宽、厚度薄等独特优势,在平板显示和固态照明领域非常有前景。本文进行了基于非掺杂发光层(Undoped Emitting Layer,UEML)的红色磷光OLED器件... 详细信息

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)以其自发光、面光源、响应速度快、视角宽、厚度薄等独特优势,在平板显示和固态照明领域非常有前景。本文进行了基于非掺杂发光层(Undoped Emitting Layer,UEML)的红色磷光OLED器件的制作和性能优化;进行了基于Alq简单器件结构和非掺杂结构的红色磷光OLED器件电子注入层的研究;并提出有机无机叠层(OLED on ILED)的器件结构,进行了基于单片集成工艺改进的蓝色ILED(Inorganic Light Emitting Diodes)版图设计,并且制备和测试了蓝色ILED。1.传统掺杂型磷光OLED由于共蒸的不确定性造成了器件的不稳定。本文提出新型结构-主体客体相互堆叠的非掺杂型红色磷光OLED,并对其主客体堆叠层数,单主体厚度及单客体厚度的相关值进行了优化处理。得出最好的反复堆叠层数为5层,且当单主体厚度为3nm时,器件有着比其他单主体厚度更好的性能,并且当客体厚度为0.2nm时,其也有着更好的性能。并且非掺杂型器件有着不低于传统掺杂型器件的电流效率,且表现出了更好的器件制备可重复性。2.有效的电子注入层(Electron Injection Layer,EIL)是有机发光二极管器件实现高性能的重要因素之一。本论文提出了采用氟化钠(NaF),氟化铯(CsF)代替传统的氟化锂(LiF)的方法,并证明了在改变氟化钠,氟化铯作为EIL厚度的同时提高了OLED器件的性能。首先以基于Alq发光层的OLED器件进行了以LiF,NaF,CsF和CsCl分别作为电子注入层的性能对比,发现其作为电子注入层时性能最好的为CsF,当厚度为2.5nm时有着最高的电流效率;之后研究了LiF,CsF,NaF作为电子注入层的性能差异的一些机理,得出了和它们原子的直径和电离能有关的结论。3.基于以上的研究基础,研究了非掺杂红色磷光OLED基于CsF作为电子注入层和使用TPBI作为电子传输层时的器件性能,与上文中的基于Liq和Bphen(4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲)的非掺杂红色磷光OLED进行了性能的对比,发现使用CsF作为电子注入,其厚度为2nm时,其最大电流效率相比Liq和Bphen的非掺杂红色磷光器件有着2倍的性能提升。氟化铯EIL的厚度变化导致非常平衡的电子注入,这也适用于制备其他OLED器件。采用优化的EIL是提高OLED应用性能的有利方法之一。4.显示面板通常采用横向布置子像素的方式来实现全彩色。这种低的几何填充因子和复杂的对准工艺固有的限制了显示面板分辨率的提高。本论文提出了OLED on ILED的有机无机复合发光结构,采用子像素垂直堆叠的方式来制造显示器件,其会大大增加填充系数,从而实现超高分辨率的显示。并进行了蓝色ILED版图设计工作,由7步光刻完成蓝色ILED的制备,并测试了蓝色ILED的相关性能,同时也进行了一些相关工艺的研究。

关键词：红色磷光有机发光二极管非掺杂电子注入层版图设计无机发光二级管

基于可溶液加工Li2CO3和MoSe2量子点的电致发光器件研究

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基于可溶液加工Li2CO3和MoSe2量子点的电致发光器件研究

作者：姚登莉桂林电子科技大学

学位级别：硕士

有机电致发光器件(OLED)和量子点电致发光器件(QLED)因其自主发光,高亮度,高响应速度,超薄可柔性等优势在新型固态照明和平面显示技术受到巨大的关注。其中具有短波发射的紫外(UV)OLED被广泛应用于激发光源、高密度信息存储和生化传感... 详细信息

有机电致发光器件(OLED)和量子点电致发光器件(QLED)因其自主发光,高亮度,高响应速度,超薄可柔性等优势在新型固态照明和平面显示技术受到巨大的关注。其中具有短波发射的紫外(UV)OLED被广泛应用于激发光源、高密度信息存储和生化传感等领域。但由于作为UV OLED电极的氧化铟锡(ITO)与紫外发光材料能级之间存在较高的势垒,严重影响了载流子的注入。本文基于可溶液加工技术,开发了LiCO和MoSe量子点/碳点(QDs/CDs)新型载流子注入材料,通过对ITO电极界面修饰来降低载流子注入势垒,进而制备高性能的UV OLED;同时以MoSe-QDs/CDs为发光材料制备了QLED。具体研究内容如下:1)溶液法处理的碳酸锂(LiCO)-甲酸溶液和LiCO-硼酸溶液作为电子注入层用于修饰ITO电极,通过原子力显微镜、X射线/紫外光电子能谱、电流-电压曲线和阻抗谱分析,表明LiCO薄膜具有优异的表面形貌和电子特性。使用PBD宽带隙分子作为发光层,组装了高效率倒置结构近紫外OLED。以最佳浓度3mg/ml LiCO-甲酸(7 mg/ml LiCO-硼酸)作为电子注入层组装的器件最大辐照度为5.24 mW/cm(2.28 mW/cm),外量子效率(EQE)为2.47%(2.17%)。器件呈现出电致发光(EL)峰值为404-406 nm,半峰宽为52-56 nm的近紫外发光。2)通过液相剥离法合成MoSe-QDs/CDs胶体溶液,并通过透射电镜、液体荧光测试和荧光寿命测试证实了其优异的光学性能。拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电镜和X射线/紫外光电子能谱测量证实了MoSe-QDs/CDs卓越的薄膜形态和特殊的电子特性。MoSe-QDs/CDs分别应用于倒置近紫外OLED的电子注入层,传统结构UV OLED的空穴注入层和QLED的发光层。以MoSe-QDs/CDs为电子注入层(空穴注入层),PBD作为发光层制备倒置UV OLED,其EL峰值为406 nm(392 nm),半峰宽为54 nm(53 nm)。器件的最大EQE为0.65%(1.57%),辐照度为2.32 mW/cm@15 V(3.61 mW/cm@14 V)。此外,阻抗谱分析表明经UVO处理的MoSe-QDs/CDs具有较强的空穴注入能力。以MoSe-QDs/CDs为发光层的器件性能(EQE为0.13%)比以CDs为发光层的器件(EQE为0.18%)略低。然而,就器件稳定性而言,使用MoSe-QDs/CDs作为发光层的器件具有更长的发光寿命。

关键词：有机电致发光器件量子点电致发光器件紫外发射可溶液加工空穴注入层电子注入层载流子平衡

AlGaN基深紫外半导体发光器件的结构优化

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AlGaN基深紫外半导体发光器件的结构优化

作者：王梦真郑州大学

学位级别：硕士

Ⅲ族氮化物半导体材料因其带隙为直接带隙、禁带宽度范围广以及物理化学性质稳定等优良特性成为制备半导体发光器件的主要材料。其中Ⅲ族氮化物合金AlGaN材料通过调节Al组分,其禁带宽度对应发光波长可覆盖紫外波段,因此多用AlGaN材料来... 详细信息

Ⅲ族氮化物半导体材料因其带隙为直接带隙、禁带宽度范围广以及物理化学性质稳定等优良特性成为制备半导体发光器件的主要材料。其中Ⅲ族氮化物合金AlGaN材料通过调节Al组分,其禁带宽度对应发光波长可覆盖紫外波段,因此多用AlGaN材料来制备深紫外半导体发光器件。但目前因外延生长技术不完善问题,高质量的高Al组分AlGaN晶体生长困难,限制了器件性能。此外AlGaN材料的n型和p型掺杂效率低,特别是p型掺杂,使得有源区内载流子注入效率很低。除此之外,深紫外半导体发光器件还面临着有源区内载流子泄露率高、因AlGaN材料的极化效应导致的有源区内载流子波函数分离等问题,这些问题的存在极大程度的限制了器件的发光性能,使得其不能满足大规模应用需求,因此改善AlGaN基深紫外半导体发光器件的性能是当前急需解决的问题。本论文基于提高AlGaN基深紫外半导体发光器件性能的目的,对器件结构进行优化,通过仿真软件对其进行模拟计算,主要工作内容如下:1、为减少双异质结激光器有源区载流子泄露,在激光器中先引入一矩形空穴阻挡层,接着将矩形双阻挡层结构改为双梯形空穴阻挡层结构和多量子势垒电子阻挡层结构。通过仿真计算双阻挡层结构改进后的激光器的能带、有源区载流子浓度、受激辐射复合率以及电学特性值,与矩形双阻挡层结构激光器相比,其光学特性和电学特性都得到明显改善。2、为提高脊型结构激光器有源区内空穴注入效率,提出在激光器中插入一矩形空穴存储层用来诱导产生并存储空穴,之后对矩形空穴存储层结构改为Al组分呈阶梯向下的五阶梯结构,结构改进后的空穴存储层能诱导产生存储更多的空穴,传导至有源区的空穴随之增多,有源区中空穴注入效率提高。接着又研究了当结构改进后的空穴存储层位于激光器p区不同位置时对器件性能的影响,研究结果表明当结构改进后的空穴存储层位于激光器最后一层量子势垒和上波导层之间时,电子阻挡层电子势垒高度最高,空穴势垒高度最低,有源区内载流子泄露被显著抑制,空穴注入效率也得到改善。3、为提高发光二极管有源区内电子注入效率,提出一 Al组分呈阶梯上升的五阶梯式电子注入层结构,与矩形电子注入层结构相比,电子注入层中的电子注入电流密度明显提高,同时因阶梯式电子注入层形成的的极化场降低了电子的平均自由程,提高了量子阱对电子的捕获效率,所以有源区内电子浓度有效提高。通过对比其他表征器件性能参数值,结果显示电子注入层结构改进后的发光二极管有源区内自发辐射复合率以及光输出功率都得到明显提高,器件的发光性能得到改善。

关键词： AlGaN 深紫外半导体发光器件空穴阻挡层空穴存储层电子注入层

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有机半导体Alq的“n型掺杂”研究

有机半导体Alq的“n型掺杂”研究

作者：苏江森兰州理工大学

学位级别：硕士

有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)因其具有宽视角、高分辨率、重量轻以及响应快等优点,引发了人们对有机半导体的大量研究,近年来已经被广泛应用在平面显示器,包括手机和电视等产业。然而,在有机半导体中,本征载... 详细信息

有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)因其具有宽视角、高分辨率、重量轻以及响应快等优点,引发了人们对有机半导体的大量研究,近年来已经被广泛应用在平面显示器,包括手机和电视等产业。然而,在有机半导体中,本征载流子浓度和迁移率低,且相比于空穴的注入和传输能力,电子的注入与传输能力与空穴并不匹配,这就导致发光层中空穴与电子的数量不平衡,限制了OLED发光效率的提升。采用电掺杂技术对电子传输层进行n型掺杂不仅可以提高载流子浓度,且在某些情况下还可降低电子的注入势垒。本文对Li F和Liq(8-hydroxyquinolinato-lithium)两种典型电子注入材料作为n型掺杂剂掺杂电子传输层Alq(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum)进行研究,所得结果如下:首先,对Li F作为“n型掺杂剂”对器件性能的影响进行了研究,分别以Alq:Li F掺杂体系和Alq非掺杂体系作为电子传输层,制备了具有不同阴极结构(Al,Li F/Al)的只有电子传输的单载流子器件。实验结果表明,含有掺杂层器件的电学性能劣于Li F/Al复合阴极的非掺杂器件,优于Al阴极的非掺杂器件。表明掺入Alq的Li F具有双重效应:掺杂体系中靠近Al阴极界面上的Li F起到电子注入层的作用,增强电子注入并提高了电流;掺杂体系中存在于Alq体相中的Li F由于其自身的绝缘特性,阻碍了电子的输运,从而降低了电流。在Alq:Li F掺杂体系的吸收测试中未观察到相对应于NPB:Mo O掺杂体系中电荷转移所造成的额外吸收峰,荧光测试中观察到了光致发光光谱的少许蓝移,其起因于固态溶剂化效应。在电致发光器件中,Li F的掺杂表现出类似的行为,掺杂Li F的器件性能劣于含Li F/Al复合阴极的非掺杂器件,而优于含Al阴极的非掺杂器件,三种器件的最大电流效率分别为3.93、5.01和2.27 cd/A。实验结果表明Li F不能实现明显的“n型掺杂”效应,这与目前文献报道结果不同。最后,尝试典型的有机电子注入材料Liq作为“n型掺杂剂”时的效果。制备了只有电子传输的单载流子器件及结构类似的电致发光器件。结果表明,与Li F类似,Liq也无法实现明显的“n型掺杂”效应。与Li F不同之处在于Alq:Liq体系中Liq对电子传输的阻挡作用明显弱于Alq:Li F掺杂体系中Li F对电子传输的阻挡作用,这可归因于Liq本身的半导体特性。电致发光器件试验中,结果类似,掺杂Liq的器件性能劣于Liq/Al复合阴极的非掺杂器件,而优于Al阴极的非掺杂器件,三种器件的最大电流效率分别为3.96、4.27和2.27 cd/A。

关键词：有机半导体 n型掺杂电子注入层

基于Cs_2CO_3/Al结构的蓝光OLED器件

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半导体光电 2013年第2期34卷 200-203页

作者：张静张方辉张宵陕西科技大学电气与信息工程学院西安710021

研究了碳酸铯(Cs2CO3)作为电子注入层对蓝光有机电致发光器件性能的影响。结果表明,与常用的LiF/Al结构相比,Cs2CO3/Al结构的电子注入能力更强。对Cs2CO3电子注入层的厚度进行了优化,表明Cs2CO3厚度为1.5nm时,器件的发光效率和功率效率... 详细信息

研究了碳酸铯(Cs2CO3)作为电子注入层对蓝光有机电致发光器件性能的影响。结果表明,与常用的LiF/Al结构相比,Cs2CO3/Al结构的电子注入能力更强。对Cs2CO3电子注入层的厚度进行了优化,表明Cs2CO3厚度为1.5nm时,器件的发光效率和功率效率有很大提高,在较低电流密度(13.2mA/cm2)下即达到其最大发光效率(3.04cd/A),分析得到真空蒸镀Cs2CO3能够有效提高电子注入的机理:低功函的金属Cs起到了克服肖特基势垒、增强电子注入的作用。

关键词：有机电致发光器件碳酸铯电子注入层

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一种新的低压电子注入器

电子学报 1984年第4期 63-70页

作者：陆兆康北京半导体器件一厂

本文提出了一种由氧化钛化硅薄膜制成的新型低压电子注入器。测试了样品的I-V特性、电击穿特性、电容特性和光照下电流的变化。试验证明,该样品在较低的电场强度下有较大的电子流注入二氧化硅绝缘层。借助RBS能谱图、X射线结构分析以及... 详细信息

本文提出了一种由氧化钛化硅薄膜制成的新型低压电子注入器。测试了样品的I-V特性、电击穿特性、电容特性和光照下电流的变化。试验证明,该样品在较低的电场强度下有较大的电子流注入二氧化硅绝缘层。借助RBS能谱图、X射线结构分析以及SEM照象,对不同的样品的微观结构进行了研究。

关键词：注入器二氧化硅光照低压电子电子注入层

超薄铝/碳酸锂修饰氧化铟锡阴极制备蓝色磷光反转底发光有机发光二极管

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应用化学 2012年第12期29卷 1412-1416页

作者：史常生陈江山马东阁中国科学院长春应用化学研究所长春130022

在氧化铟锡(ITO)阴极上依次蒸镀2 nm铝和2 nm碳酸锂(Li2CO3)薄膜作为电子注入层,成功制备出器件结构为ITO/Al/Li2CO3/SPPO13/SPPO13∶FIrpic/TCTA/MoO3/Al(SPPO13:2,7-双(二苯基磷)-9,9'-螺二[芴];FIrpic:双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱;TCTA:4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺)的蓝色磷光反转底发光有机发光二极管(IBOLED)。结果表明,Al/Li2CO3作为电子注入层可以有效降低ITO与有机材料之间的电子注入势垒,蓝色磷光IBOLED的起亮电压由11 V降至4.2 V,器件的发光效率也得到有效提高。蓝光磷光IBOLED的最大电流效率与功率效率分别达到了28.2 cd/A和19.6 lm/W,制备出的反转结构器件性能可与传统正置结构比美,说明Al/Li2CO3可以作为反转有机发光二极管优良的电子注入层。

关键词：有机发光二极管反转底发光电子注入层氧化铟锡阴极