GaN发光二极管的负电容现象

采用串联等效电路分析了较大正向电压下半导体二极管的交流电学特性．由此可以同时测量结电容和串联电阻,并能判断二极管是否有界面层。首次发现了在较低的测试频率和较大的正向电压下,GaN二极管的结电容具有负值,并且测试频率越低,正向偏压越大,负电容现象越显著。这种负电容效应可能与大正向电压下强注入造成的电子-空穴复合发光有关。     

发光二极管负电容与复合发光关系

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。通过对复合发光机理和发光二极管p-n结进行分析,得到了发光二极管在特定的正向电压范围内,由于发光概率复合急剧变化出现了＜0的现象;当＜0时,分析发光二极管结电容在正向偏压下对交流小信号的响应得到发光二极管表观电容的电流相位落后交流小信号电压相位,发光二极管表观电容表现为一个负电容。首次得到了发光二极管负电容与复合发光的关系表达式。     

聚合物发光二极管

聚合物发光二极管是８０年代末期发展起来的一类发光二极管，尽管目前尚未来走向实用化，但它的诸多特性已引起愈一愈多的研究工作者的浓厚兴趣，在这篇文章中，我们将主要讨论聚的发光二极管的发光原理，设计方法、制造工艺、发展现状，并指出了为使聚合物发光二极管走向实用化而迫切需要研究解决的问题。     

GaN发光二极管表观电容极值分析

利用正向交流(ac)小信号方法对GaN发光二极管的电容-电压特性进行测量,可以观察到GaN发光二极管中的负电容现象。正向偏压越大,测试频率越低,负电容现象越明显。测量到的负电容现象是表象,不存在负电容;提出GaN发光二极管p-n结的结电容在特定的正向电压范围内等效于可变电容。分析可变电容对正向交流小信号响应得到:特定参数的可变电容使结电容电流相位落后于交流小信号电压相位π/2,使得在测量中表现为负电容。发现表观电容-正向电压曲线的极值点与理论模型相吻合,证明了该理论模型的正确性。     

掺杂聚合物蓝光发光二极管

报道了用有机染料ＴＰＢ（１，ｌ，４，４－四苯基丁二烯）分散到ＰＶＫ（聚乙烯基咔唑）中的掺杂聚合物作有源层制作的蓝光发光二极管及其发光特性。聚合物发光层用旋转涂敷的方法制备，用透明导电材料ＩＴＯ（铟锡氧化物）、金属Ａｌ作为正负电极。器件正向偏压为１３Ｖ时，可以看到蓝光发射，峰值波长为４５５ｎｍ，注入电流为５０ｍＡ／ｃｍ２时，亮度为４４ｃｄ／ｍ２。     

基于电容和电导特性分析GaN蓝光发光二极管老化机理

采用正向交流小信号方法测试和分析老化前后GaN发光二极管（LED）的电容-电压特性,结合串联电阻、理想因子、隧穿电流参数讨论负电容以及电导变化情况.基于L-V曲线定性分析老化前后负电容的阈值电压,老化之后样管的受主浓度降低,辐射复合概率下降,大量缺陷以及非辐射复合中心出现,对载流子俘获作用增强,造成负电容降低.反向偏压以及小正向偏压下,隧穿效应导致老化之后样管的电导增大;正向偏压大于2.2 V区域,考虑串联电阻效应,老化后样管电导减小.在分析LED电容-电压、光输出、电学特性曲线与老化机理基础上,通过实验论证以及理论解释表明,负电容以及电导特性可作为分析LED老化特性的参考依据. 关键词： GaN发光二极管 负电容 电导 老化机理     

高亮度高效率蓝色聚合物发光二极管

蓝色聚合物发光二极管是人们关注的课题,前不久,我们报道[1]了利用ITO/PVCz/BBOT/Mg·Ag结构达到亮度1700cd/m2,量子效率0.2%的蓝色器件.在本文中我们报道以掺杂perylene(PRL)和triphenylamine(TPA)的poly(N-vinylcar-bazole)(PVCz)为空穴传输层,以PBD为空穴锁住层,Alq为电子注入层的器件,其亮度达6100cd/m2,量子效率达0.7500,流明效率0.451m/W的蓝色发光器件.就我们所知,这个亮度是蓝光中最高的亮度.     

高分子发光二极管载流子注入过程研究

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     

高亮度聚合物发光二极管及电极功函数的影响

聚合物发光二极管是当前研究的热点。目前研究主要沿着多色化、高亮度及高稳定性方向发展。     

PBD分子对聚合物发光二极管特性的影响

研究了由聚合物发光材料poly(2-methoxy,5-(2-ethy lhexyloxy)-1,4-phenyleneviny lene)(MEH-PPV)掺杂2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD)制成的发光层厚度为80,170nm的高分子发光器件(PLEDs)。研究了PBD不同掺杂浓度时器件的电流密度-电压(J-V)和亮度-效率-电压(L-E-V)特性,发现PBD除传输电子外,还阻挡空穴的注入和传输。研究发现,PBD的最优掺杂浓度为20%,掺入PBD后MEH-PPV的EL光谱红移且发生窄化,当PBD掺杂浓度为40%时MEH-PPV的EL光谱窄化最明显,EL光谱半峰全宽从100nm减小到44nm。     

Negative capacitance in doped bi-layer organic light-emitting devices

This paper reports that the doped bi-layer organic light-emitting devices are fabricated by doping in different regions of the light-emitting layer,the admittance and luminance spectra to characterize the capacitance and luminance of the device are measured.Negative capacitance (NC) appeared at low frequencies when the doped devices are biased with high voltages.The measured phase difference between AC voltage applied across the device and AC current flowing through the device show that the device is inductive when NC appears.     

利用温变电容特性测量发光二极管结温的研究

结区的温度, 简称结温, 是发光二极管(LED) 的重要参数之一, 它对LED 器件的出光效率、光色、器件可靠性和寿命均有很大影响, 准确测量LED 器件的结温对制备LED 芯片、器件封装和应用有着重要的意义. 本文利用反向偏压下的LED的势垒电容随温度变化的特性, 提出了一种LED结温测量的新方法. 论文首先测量和分析了LED在室温下反向偏压时的电容-电压(C-V)曲线和不同反向偏压下的电容-温度(C-T)曲线, 结果表明, 在合适的偏压下, LED的电容随温度的增大而显著增加, 并呈现良好的线性关系. 在LED工作中监测其电容的变化, 并与C-T曲线进行对比, 实现了LED结温的测量, 其测量结果和传统的正向电压法的结果相对比, 两者符合较好. 最后, 利用上述方法测量了LED 在恒流和恒压条件下的结温的实时变化过程. 较传统的结温测量方法, 本方法的优点在于只须要一次定标测量, 且可实现LED在任意电压和电流下的结温测量.     

Influence of capacitance effect on alternating-current organic light-emitting diodes

The capacitance effect on ITO/poly[2-methoxy-5-[(2′-ethylhexyl)oxy]-p-phenylenevinylene] (MEH-PPV)/Al is studied by impedance spectroscopy technology, and the electroluminescence (EL) mechanism of this device driven by a sinusoidal alternating-current (AC) bias is suggested. By calculating the RC time constant of the device, we find that it is in good agreement with the lag-time between the EL and applied AC bias. Also, the influence of operating frequency on the EL intensity of the device is presented and it is concluded that a low operating frequency is good for a high device performance.     

Numerical simulation of single layer polymer light-emitting diodes

A numerical model for the electrical properties for polymeric light-emitting diodes (PLEDs) is presented which accounts for drift- and diffusion transport, recombination and re-emission processes. The current–voltage characteristics of single layer polymer light-emitting diodes are found to be dominated by the space-charge limited bulk hole-conductivity. The device efficiency is found to increase with bias as electron current is strongly reduced by injection barrier. The operating voltage increases with increased thickness of polymer layer. The understanding of these characteristics will facilitate the further optimization of the performance of polymer LEDs.     

有机薄膜晶体管驱动聚合物发光二极管研究

研究了有机薄膜晶体管(OTFT)与聚合物发光二极管(PLED)集成制备技术和相关物理问题.OTFT结构为栅极钽(Ta)/绝缘层五氧化二钽(Ta2O5)/有源层并五苯(Pentacene)/源漏极金(Au);PLED器件结构为ITO/PEDOT:PEO(polyethylene oxide)/P-PPV或MEH-PPV/Ba/Al.PEDOT:PEO,P-PPV和MEH-PPV薄膜层均采用丝网印刷技术,实现了OTFT与PLED器件集成发光.其中OTFT器件的阈值电压为-7V,迁移率为0.91cm2/(V.s),并通过OTFT驱动得到以P-PPV和MEH-PPV为发光层的PLED器件的发光亮度分别达到124和26cd/m2,电流效率分别为12.4和1.1cd/A.利用丝网印刷技术可以有效控制高分子薄膜的沉积区域,实现功能器件的集成.     

高效率共轭聚合物主体绿光磷光发光二极管

因电致发光效率高和器件制备工艺简单,聚合物为主体的绿色磷光电致发光成为一个研究热点.共轭聚合物的三线态能级一般低于绿色磷光材料的三线态能级,易对磷光的发光引起猝灭导致低的发光效率,所以较少被用作绿色磷光材料的主体.通过增加聚乙烯基咔唑（PVK）作为空穴传输层,获得了高发光效率的共轭聚合物聚芴（PFO）作主体绿色磷光发射,甚至高于相同条件下以PVK为主体的绿色磷光发射.究其原因,PVK的电子阻挡作用使发光中心靠近PVK与PFO的界面,界面处PVK因为其高的三线态能级增强了绿色磷光的发光.当三-（2-苯基吡啶）-Ir（Ir（ppy）₃）掺杂浓度为2％时得到了最高的亮度效率24.8 cd/A,此时的电流密度为4.65 mA/cm²,功率效率为11 lm/W,最高亮度达到35054 cd/m²,色坐标是（0.39,0.56）. 关键词： 共轭聚合物 磷光 绿光发光     

Direct measurement of the singlet generation yield in polymer light-emitting diodes

In this study, the singlet and triplet exciton generation yields of a representative blue-emitting conjugated polymer are directly compared using simultaneous optical and electrical excitation measurements. After carefully accounting for bimolecular triplet annihilation and knowing the independently measured solid state inter-system-crossing yield of the polymer, a singlet generation yield of 44% is obtained, in the working device, which is clearly in excess of the simple quantum statistical 25% limit.     

Singlet and triplet exciton formation rates in conjugated polymer light-emitting diodes

By applying a molecular orbital perturbation approach, we calculate the formation rates for singlet and triplet molecular excitons associated with intermolecular charge-transfer processes. It is found that the interchain bond-charge correlation has a strong influence on the relative probabilities for generating singlet and triplet excitons. Most importantly, application of our approach to a model system for poly-(paraphenylenevinylene) shows that the ratio between the electroluminescence and photoluminescence quantum yields generally exceeds the 25% spin-degeneracy statistical limit.     

基于空穴注入层摩擦定向的偏振蓝光聚合物电致发光器件

研究了利用摩擦空穴注入层3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为定向层实现聚芴(PFO)薄膜的偏振电致发光,蓝光的色坐标为(0.20,0.21).从聚合物薄膜的紫外可见吸收和光致发光偏振特性,研究了不同定向层摩擦强度、退火温度以及退火时间下PFO薄膜的二向色性,并证明退火温度是决定器件偏振性能的关键因素.当摩擦强度为25 mm退火温度和时间分别为200℃和30 min时,得到较好的偏振性能,器件的电致发光偏振率约为3. 关键词： 偏振发光 摩擦定向 聚合物电致发光 空穴注入层