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量子点发光二极管载流子注入和激子形成区域调控研究

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量子点发光二极管载流子注入和激子形成区域调控研究

作者：刘汉豪华南理工大学

学位级别：硕士

量子点(Quantum dots,QD)由于其荧光产率高、吸收光谱宽、发射光谱窄、发射光谱可调、可溶液加工等特点,而在显示领域具有广阔的前景。近年来,基于电致发光原理的量子点发光二极管(Quantum dots light-emitting diodes,QLED)取得了较大... 详细信息

量子点(Quantum dots,QD)由于其荧光产率高、吸收光谱宽、发射光谱窄、发射光谱可调、可溶液加工等特点,而在显示领域具有广阔的前景。近年来,基于电致发光原理的量子点发光二极管(Quantum dots light-emitting diodes,QLED)取得了较大的进展,但目前QLED器件仍然存在载流子注入不平衡、高电流下效率滚降、器件稳定性较差,以及部分QLED器件的工作机理仍然没有明确、统一结论等问题,制约了QLED技术发展和产业化进程。本文针对QLED中载流子注入不平衡、非辐射跃迁严重的问题,探讨了通过小分子材料的引入来提升全溶液加工QLED器件的发光效率的可能性。由于有机小分子材料具有较高的电子/空穴迁移率与较匹配的注入势垒能级,高效率的发光特性以及材料选择广等优势,我们利用有机小分子材料来修饰QLED器件的功能层以及发光层(Emission layer,EML),从而对QLED中载流子传输以及复合过程进行调控。4,4’-cyclohexylidenebis[N,N-bis(p-tolyl)aniline](TAPC)是一种具有高空穴迁移率和浅HOMO能级的有机小分子材料,在有机发光二极管中被广泛用作空穴传输材料。我们将TAPC与红光Cd Se/Zn S量子点共混,作为红光正装QLED的发光层,以调控发光层中的载流子注入,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK/QD:TAPC/Zn O/Al。针对溶液加工工艺,探究了能够将TAPC与QD共混并制备出形貌良好的薄膜的溶剂体系,发现将正辛烷与邻二甲苯作为EML材料的溶剂可以保证EML薄膜的质量,且不会侵蚀下层的PVK薄膜。在EML中掺杂不同质量比的TAPC后红光正装QLED的电流密度、亮度、电流效率(Current efficiency,CE)和功率效率(Power efficiency,PE)均有明显的提高,其中基于QD:TAPC(3.2 wt%)EML的红光器件的CEmax从15.3 cd/A提升到20.0 cd/A,提升了30%;器件的PEmax为16.6 lm/W,相比标准器件(10.5 lm/W)提升了58%。通过对薄膜能级的表征分析,我们发现TAPC的掺杂可以使得EML能带上移,从而调节EML中的载流子平衡。EML中空穴注入的增强直接促进了EML中的载流子复合和辐射跃迁;电子浓度的下降则可以抑制非辐射跃迁过程,使得更多激子可以有效发光。热激活延迟荧光材料可以利用小的单线态与三线态能隙将三线态激子转换为单线态激子,从而提高激子的利用率。因此我们在PVK中引入了小分子蓝光热激活延迟荧光材料Penta-carbazolylbenzonitrile(5Cz BN),制备了器件结构为ITO/Zn O/QD/PVK:5C z BN/PMA/Al的红光全溶液倒装QLED器件。当PVK:5Cz BN的混合比例为10:3时,倒装红光QLED的开启电压从2.7 V下降到2.5 V,CEmax和PEmax提高到15.5 cd/A和12.5lm/W,相比标准器件分别提高了57%和119%;最大亮度为90664 cd/m2,相比标准器件提高了195%。器件性能提升主要有以下几个原因,一是5Cz BN的引入可以使得HTL薄膜表面更加平整和均匀,二是PVK/5Cz BN/PMA形成的阶梯式能级有效促进了空穴的注入。另外5Cz BN的深LUMO能级可以捕获EML中的过量电子,抑制了QD的充电;空穴和电子可以在5Cz BN中复合形成激子,使得激子的形成区域进一步延展到HTL中,HTL中的激子通过能量转移传递给QD,进一步增强了QD的发射。

关键词：量子点电致发光器件载流子注入激子形成区域掺杂有机小分子

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量子点发光器件发光层载流子注入研究

量子点发光器件发光层载流子注入研究

作者：李金薇北京交通大学

学位级别：硕士

量子点电致发光二极管显示技术(Quantum dot light-emitting diode,QLED)由于其稳定性好、发光半峰宽窄、色域覆盖范围广、可溶液法制备等特点,有希望成为继有机发光二极管技术(Organic light-emitting diode,OLED)之后的下一代热门显... 详细信息

量子点电致发光二极管显示技术(Quantum dot light-emitting diode,QLED)由于其稳定性好、发光半峰宽窄、色域覆盖范围广、可溶液法制备等特点,有希望成为继有机发光二极管技术(Organic light-emitting diode,OLED)之后的下一代热门显示技术。蓝光QLED由于材料表以及能级结构差异等,与红绿光QLED的多子类型以及载流子注入存在差异,目前对蓝光器件中多数载流子的研究较少,载流子注入机制有待明确。本文通过自发扩散法在蓝光QLED中引入单层红光量子点,得出该体系QLED空穴为多子的推论,通过ZnCl对量子点发光层的钝化,探究发光层中载流子注入和发光性能提升机制。通过在ZnSe/ZnS无镉蓝光器件中引入自扩散法制备的单层红光量子点薄膜,制备了双色发光器件。通过观察电致发光光谱随电压增加发生的变化,判断器件中复合发光位置的改变,以此来探究器件运行过程中载流子的注入机制。通过对多种结构的器件进行分析,验证载流子注入和复合过程,证明了ZnSe/ZnS体系量子点器件中的多数载流子为空穴。利用ZnCl对量子点薄膜进行钝化,通过对量子点薄膜激子荧光寿命的分析,探究了影响钝化效果的因素以及最优的钝化处理方式。制备了钝化处理的量子点发光器件,通过对器件进行电致发光测试以及阻抗谱测试,分析器件性能提升的原因,探究性能提升机制。量子点薄膜表面缺陷密度降低,削弱缺陷捕获载流子作用,同时具有高电子亲和力特性的Cl的加入,方便了电子的传输与注入。该论文通过对QLED的发光层载流子注入研究,明确该体系量子点发光层多子为空穴,通过钝化探究对发光层的性能提升的影响机制以及与钝化效果有关的因素,对QLED的发光性能提升和产业化应用具有指导意义。图31幅,表4个,参考文献101篇。

关键词：量子点电致发光器件金属卤化物钝化发光层载流子注入多数载流子

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高分子发光二极管载流子注入过程研究

物理学报 2007年第5期56卷 2974-2978页

作者：黄文波彭俊彪华南理工大学高分子光电材料及器件研究所广州510640

采用交流阻抗谱,电容-电压,电容-频率等实验方法,研究了共轭高分子MEH-PPV(poly[2-methoxy,5-(2-ethylhexoxy)-1,4-phenylene vinylene])发光二极管的载流子注入过程.对于结构为ITO/PEDOT/MEH-PPV/Ba/Al的发光器件,实验结果表明,电极界面是欧姆接触的,载流子的注入是非平衡的,器件薄膜中存在陷阱容易俘获注入电荷,形成空间电荷区,陷阱密度约为3.75×1016cm-3.

关键词：高分子发光二极管交流阻抗谱 cole-cole图载流子注入

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芴-含氮芳杂环共聚物的载流子注入特性

物理化学学报 2010年第9期26卷 2529-2534页

作者：孙冠楠许海刘晓冬刘丹丹杨兵田雷蕾马於光吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室长春130012 吉林大学化学学院长春130012

为了改善聚芴的载流子注入特性,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法计算比较了芴、芴-联吡啶和芴-菲咯啉低聚物的几何结构、电子结构、最低激发能及重组能等,并外推到相应聚合物.结果发现:联吡啶/菲咯啉含氮芳杂环的缺电子性质能够诱导... 详细信息

为了改善聚芴的载流子注入特性,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法计算比较了芴、芴-联吡啶和芴-菲咯啉低聚物的几何结构、电子结构、最低激发能及重组能等,并外推到相应聚合物.结果发现:联吡啶/菲咯啉含氮芳杂环的缺电子性质能够诱导聚芴的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级分别下降0.45/0.47eV和0.32/0.38eV,提高电子注入能力的同时,调控载流子注入平衡;联吡啶单元的引入导致电子和空穴重组能升高(降低聚芴的载流子迁移率),而芴-菲咯啉共聚物显示了与聚芴相似的迁移性能.

关键词：聚芴联吡啶菲咯啉载流子注入量子化学

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载流子注入与半导体制冷

制冷学报 1996年第3期 53-57页

作者：杨玉顺崔国民王滨哈尔滨工业大学

本文着重讨论了载流子注入半导体制冷的关系，并且对其制冷性能进行了比较分析。

关键词：半导体制冷载流子注入温度特性

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低串扰载流子注入型光开关的设计

激光杂志 2014年第9期35卷 26-28页

作者：戚伟肖铎庞文尧刘玮浙江大学城市学院信息与电气工程学院杭州310015

针对载流子注入马赫-曾德尔干涉型光开关,提出使用输出比可调的3dB耦合器,补偿相移臂上通过载流子注入实现π相位调制所产生的吸收损耗,从而降低光开关的串扰。使用传输矩阵方法计算分析了载流子注入所伴随的吸收损耗对光开关串扰的影响... 详细信息

针对载流子注入马赫-曾德尔干涉型光开关,提出使用输出比可调的3dB耦合器,补偿相移臂上通过载流子注入实现π相位调制所产生的吸收损耗,从而降低光开关的串扰。使用传输矩阵方法计算分析了载流子注入所伴随的吸收损耗对光开关串扰的影响,同时计算了可调3dB耦合器对光开关串扰性能的改进。计算结果表明,可调3dB耦合器的引入可以有效补偿相移臂的吸收损耗,对改善光开关的串扰性能有着明显的作用。

关键词：集成光学光开关载流子注入砷化镓

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BN纳米管载流子注入的库伦效应

福州大学学报（自然科学版） 2007年第S1期35卷 1-3页

作者：黄春晖福州大学物理与信息工程学院福建福州350002

以态密度为基础,通过计算系统增加一个电子时,产生的系统能量ΔE变化,以及把BN纳米管看成一个电容入载流子时的库伦效应,得到库伦排斥能,分析库伦排斥对电子输运的影响,研究BN纳米管注入电子的过程.

关键词： BN纳米管库仑效应载流子注入电子能态

热载流子注入对MOS结构C─V和I─V特性的影响

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固体电子学研究与进展 1994年第2期14卷 142-146页

作者：赵策洲董建荣张德胜史保华西安电子科技大学微电子研究所

讨论了热载流子注入对ＭＯＳ结构Ｃ─Ｖ和Ｉ─Ｖ特性的影响。指出热载流子效应引起载流子陷落和界面态的产生，导致Ｃ─Ｖ特性曲线畸变、平带电压漂移和恒定电压下ＳｉＯ２漏电流随时间漂移。本文论述了这些漂移的机理，提出了漂移的ｔ... 详细信息

讨论了热载流子注入对ＭＯＳ结构Ｃ─Ｖ和Ｉ─Ｖ特性的影响。指出热载流子效应引起载流子陷落和界面态的产生，导致Ｃ─Ｖ特性曲线畸变、平带电压漂移和恒定电压下ＳｉＯ２漏电流随时间漂移。本文论述了这些漂移的机理，提出了漂移的ｔｎ物理模型，从而很好地解释了实验所观察到的现象。

关键词：载流子注入集成电路结构 MOS

聚合物电致发光器件载流子注入及输运特性分析

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聚合物电致发光器件载流子注入及输运特性分析

作者：王军培浙江大学

学位级别：硕士

聚合物电致发光器件(PLED)属于有机发光器件的一类，它采用有机聚合物作为器件发光层，聚合物膜材料因具有机械性能好、热稳定性高、成膜方法简便以及特别适合于制备大面积器件等特点，使得人们对于PLED器件的研究产生了浓厚的兴趣，现... 详细信息

聚合物电致发光器件(PLED)属于有机发光器件的一类，它采用有机聚合物作为器件发光层，聚合物膜材料因具有机械性能好、热稳定性高、成膜方法简便以及特别适合于制备大面积器件等特点，使得人们对于PLED器件的研究产生了浓厚的兴趣，现在已经成为新一代平板显示技术的研究领域之一。聚合物发光器件载流子注入过程是器件的一个基本物理过程，它对器件的许多重要性能都有重要的影响，为了提高电子的注入，经常在聚合物发光器件阴极与有机发光层之间插入一层介质修饰层，为了解阴极修饰层厚度变化时阴极电子的注入特性，本文制作了以MEH-PPV为有机发光层的聚合物电致发光器件，阴极修饰材料用LiF，当只改变LiF厚度时，一定电压下，器件的电流值随之先增大，而后又减小，这说明LiF在作为阴极修饰层时，存在一个最优厚度，这时电子注入势垒较低。聚合物电致发光器件阴极修饰材料有多种，为了比较不同阴极修饰材料之间的差异，我们研究了几种具有不同阴极修饰层(ZnS、BaO、MgF)的聚合物发光器件，这些阴极修饰材料具有不同的介电常数，通过测试和相关理论分析，相同修饰层厚度下，具有较低介电常数的阴极修饰材料修饰效果较好。在电致发光器件的聚合物薄膜状态下，聚合物多处于无定型状态，同时由于聚合物在合成过程中带来的杂质，使薄膜内部形成很多细小的杂质和缺陷，这些细小的杂质和缺陷会成为一个局部的载流子陷阱，这些陷阱的存在对聚合物发光器件的多种性能都会产生影响，根据有关计算模型，对几种不同的聚合物发光器件进行了测试和计算，结果表明有机层本身的变化(材料变化，厚度变化等)对载流子陷阱浓度的变化影响较大，而阴极修饰层本身对器件载流子陷阱影响不大。

关键词：聚合物电致发光器件阴极修饰载流子注入载流子陷阱