电极修饰层PEO/LiF对聚合物发光二极管发光性能的提高

在以聚合物发光材料poly(2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene)(MEH-PPV)为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)的金属阴极与聚合物发光层之间插入一层绝缘的聚合物poly(ethylene oxide)(PEO),发光器件的发光性能有所提高,尤其是PEO/LiF共同对Al电极修饰时发光器件的开启电压、发光强度、电流效率等性能显著提高。初步分析表明修饰层的插入造成了发光聚合物层与金属电极界面形成势垒,通过空穴堆积抑制空穴的注入,增加电子的注入,并且PEO层可以有效抑制激子在阴极的猝灭。     

利用LiF/Al作为电极的有机电致发光器件

本文报道了利用LiF/Al作为负电极的有机电致发光器件,器件结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,LiF层的加入增强了电子注入,当其厚度为0.4nm时,器件的性能最好,与单层Al和Mg/Al电极的同类器件相比,此时器件的开启电压由Al电极时的4.3V和Mg/Al电极时的3.0V降低到了2.0V,器件的最大亮度分别由4000cd/m²、14000cd/m²提高到19600cd/m²,器件的发光效率也分别增加了5倍和2倍,达到2.66lm/W.     

CsF/Al阴极对提高芴基饱和红光器件性能的研究

从聚合物/电极界面修饰的角度对基于饱和红光聚合物PFO-SeBT(9,9-二辛基芴与4,7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑的无规共聚物)的发光二极管的性能进行了改进，通过采用CsF/Al阴极并优化CsF的厚度以及在PFO-SeBT1/阳极界面插入聚乙烯基咔唑(PVK)层，使器件的最大电致发光外量子效率达到1.79%，比采用低功函数的金属Ba/Al阴极器件的效率提高了两倍多.器件的性能得以改善的原因是CsF/Al阴极能有效提高电子注入能力以及PVK层对电子的阻挡作用. 关键词： 聚合物发光二极管 聚合物/电极界面 CsF/Al阴极 电子注入     

基于复合绝缘层SiNx/PMMA的有机金属-绝缘层-半导体器件

为改善有机半导体器件的界面性能,在氮化硅层上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成复合绝缘层。首先,利用原子力显微镜研究了不同浓度的PMMA复合绝缘层的表面形貌及粗糙度。接着,蒸镀六联苯(p-6P)、酞菁铜和金电极,构成有机的金属-绝缘层-半导体(MIS)器件。最后,研究了MIS器件的回滞效应及电性能。实验结果表明,复合绝缘层的粗糙度为单绝缘层的1/5,大约1.4 nm。复合绝缘层上的p-6P薄膜随着PMMA浓度增加形成更大更有序的畴,但单绝缘层上薄膜呈无序颗粒状。复合绝缘层的有机MIS器件几乎没有回滞现象,但单绝缘层的器件最大回滞电压约为12.8 V,界面陷阱电荷密度约为1.16×10~(12) cm~(-2)。复合绝缘层有机薄膜晶体管的迁移率为1.22×10~(-2) cm~2/(V·s),比单绝缘层提高了60%,饱和电流提高了345%。基于复合绝缘层的MIS器件具有更好的界面性能和电性能,可应用到有机显示领域。     

金属氟化物对聚合物发光二极管发光性能的提高

在以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)的金属阴极与聚合物发光层之间插入一层绝缘的金属氟化物,发光器件的发光性能有所提高,而且绝缘层的厚度会影响器件性能提高的最终效果。特别是具有LiF／Al的双层电极的发光器件,其发光特性与工作性能优良,但稳定性较差的Ba(Ca)／Al电极结构器件的发光特性具有可比性。初步分析表明绝缘层的插入造成了发光聚合物层与金属电极界面的能带发生弯曲,降低了发光器件中少数载流子电子的注入势垒,提高了发光器件中少数载流子电子的注入效率。从而最终导致了发光器件的开启电压、发光强度、外量子效率及电流效率等发光性能指标的显著提高。     

LiF修饰阴极的双层有机电致发光器件的延时效应

基于载流子的注入、传输和复合过程,建立了双层有机发光器件的电致发光延时理论模型;讨论了电致发光延时随电压、注入势垒、内界面势垒、阳极区厚度及LiF缓冲层(BL)厚度的变化关系。结果表明:(1)低电压下,EL延时由复合过程主导,而高电压下,输运过程起着更重要的作用;(2)当δe/δh2时,M/O界面属于欧姆接触,电流是空间电荷限制的,注入势垒的变化对复合时间trec影响较大,当δe/δh2时,M/O界面成为接触限制,注入势垒的变化对trec几乎没有影响;(3)当内界面势垒超过0.3eV,H′h对trec的影响明显变弱,复合延迟时间基本上由电压和其它因素控制;(4)当电压较小时,随Lh/L的增大,trec增大;当电压超过某一值后,trec几乎不随Lh/L的变化而变化;(5)对于LiF/Ag阴极,在不同的偏压下,LiF的厚度在3.1nm左右时的复合时间最短,对应的EL延迟时间也最短,这与实验中从电致发光效率的角度得出的LiF最佳厚度一致。     

以LiF修饰阴极的有机电致发光器件性能的提高

提出了用一种无机半导体的模型来计算有机电致发光器件(OELDs)的J-V特性.通过在金属/有机物界面插入薄LiF层,由此引入的偶极子能极大地降低了电子的注入势垒和OELDs的开启电压.从而,载流子的注入得到了平衡,OELDs的性能得到了较大提高.经过数值计算,发现LiF插入层有一个约为1.5~5.0nm的最优厚度.LiF层太厚或太薄都会提高器件的开启电压、降低器件的性能.结果表明:这一模型可以用来解释OELD通过LiF修饰阴极后性能的提高.     

高温对MOSFET ESD防护器件维持特性的影响

静电放电(electro-static discharge, ESD)防护结构的维持电压是决定器件抗闩锁性能的关键参数,但ESD器件参数的热致变化使得防护器件在高温环境中有闩锁风险.本文研究了ESD防护结构N沟道金属-氧化物-半导体(N-channel metal oxide semiconductor, NMOS)在30—195℃的工作温度下的维持特性.研究基于0.18μm部分耗尽绝缘体上硅工艺下制备的NMOS器件展开.在不同的工作温度下,使用传输线脉冲测试系统测试器件的ESD特性.实验结果表明,随着温度的升高,器件的维持电压降低.通过半导体工艺及器件模拟工具进行二维建模及仿真,提取并分析不同温度下器件的电势、电流密度、静电场、载流子注入浓度等物理参数的分布差异.通过研究以上影响维持电压的关键参数随温度的变化规律,对维持电压温度特性的内在作用机制进行了详细讨论,并提出了改善维持电压温度特性的方法.     

采用热处理方法提高MEH-PPV单层聚合物有机发光二极管发光性能的研究

对以MEH－PPV为发光层的单层聚合物有机发光二极管（OLED）器件在最佳条件下进行真空热处理，并用金相显微镜观察施加电压后器件的阴极表面形貌。发现处理后的器件阴极表面的气泡及黑斑明显减少。器件的发光性能显著提高。与未经处理的器件相比，最大相对发光强度提高了一个数量级、启亮电压降低了2．0V，半寿命提高了12．7倍。初步分析表明热处理方法提高器件发光性能的主要原因在于有效地减少了器件在工作过程中由于焦耳热产生的某些气体，从而减少阴极表面气泡及黑斑的出现，另一方面，热处理方法也增强了有机发光层与阴极接触界面的结合力，提高电子注入水平。     

硅中掺铒发光的研究现状和前景

硅在微电子学领域有着极其广泛的应用，但它是一种间接能隙半导体，发光器件领域是它的缺项，利用在硅中掺入发光中心─—铒，已经研制出一种新的发光二极管（Ｓｉ：ＥｒＬＥＤ），它的发光波长是１．５３μｍ，恰好满足石英光纤通信的要求。进一步提高输出功率后，Ｓｉ：ＥｒＬＲＤ将可用作光纤通信用的单片光电子集成电路的光源部件。介绍了Ｓｉ：Ｅｒ发光研究的现状，讨论它的发光机制及制约输出动率的因素，探讨提高ＬＥＤ性能的途径。     

CBP有机薄膜对MEH-PPV聚合物发光二极管性能的影响

以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管的ITO阳极与发光层之间,加入一层溶解于氯仿中的有机小分子CBP,能显著改善发光器件的电流特性。在电压较低的时候能提高电流,在电压较高的时候能抑制电流,从而增加工作电压范围。此外,器件的电流效率也能得到显著的提高。实验结果表明,加入CBP层后,在低电压时,CBP层能够减缓空穴注入到发光层中,将其限制在CBP层,从而在器件中形成一个内电场,有助于电子的传输,降低开启电压,提高发光亮度。在电压较高时,CBP作为电子阻挡层,能阻挡电子漏泄到阳极,从而使在复合区的空穴与少数载流子电子的复合效率提高,改善器件的性能。     

不同电极对蓝光有机电致发光器件性能的影响

利用高真空多源型有机分子沉积系统分别制备了不同负电极为Al、LiF/Al和Mg:Ag的有机小分子多层电致发光器件,比较了不同负极对以五苯基环戊二烯（PPCP）为发光层的蓝光有机电致发光器件性能的影响,发现以LiF/Al作负极的器件在综合性能上优于其它器件。其中器件ITO／TPD／PPDP／Alq/LiF/Al蓝光发射的最大发光亮度达2375cd/m^2,最大发光效率为0.26lm/W.     

基于聚合物-量子点共混的量子点发光二极管

在ITO玻璃上制备了ITO/poly(3,4-ethylene dioxythiophene)∶poly(styrene sulphonate)(PEDOT∶PASS)/poly(N,N-bis(4-butylphenyl)-N,N-bis(phenyl)benzidine(poly-TPD)/QD/1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl(TPBi)/Li F/Al结构的量子点发光二极管(QD-LED)。通过优化量子点的浓度,发现浓度为30 mg/m L时的器件性能最优,最大外量子效率(EQE)为0.83%,最大发光亮度为4 076 cd/m2。为了进一步提高QD-LED的发光效率,将QD掺入聚合物poly(N-vinylcarbazole)(PVK)和1,3-Bis(5-(4-(tert-butyl)phenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)benzene(OXD-7)中,以使得注入的电子和空穴更加平衡,同时还有助于能量传递,降低QD团聚及修饰QD薄膜表面,减少激子猝灭效应等。为此,通过旋涂和蒸镀两步法制备ITO/PEDOT∶PASS/poly-TPD/(PVK∶OXD-7)∶QD/TPBi/Li F/Al结构的器件,改变(PVK∶OXD-7)∶QD比例(1∶1,1∶3,1∶5,0∶1),发现(PVK∶OXD-7)∶QD为1∶3时的QD-LED具有最优性能,最大EQE为1.97%,相当于非掺杂器件的2.3倍,并且发光峰没有发生偏移。     

磷酸酯聚芴阴极界面修饰层对聚合物电致发光性能的影响

发展了基于稳定金属电极的阴极界面材料,对促进聚合物电致发光器件的产业化进程具有重要意义。侧链含磷酸酯功能基团的聚芴衍生物（PF-EP）是一种极性聚合物中性材料,能溶于乙醇等醇类溶剂,非常适合制备多层溶液加工型发光器件。除此之外,它结合稳定的金属Al电极能实现有效电子注入。本文以PF-EP在绿光聚芴发光器件中的应用为例,详细对比分析了两种基于PF-EP的阴极电极结构（PF-EP/LiF/Al和PF-EP/Al）的器件EL性能。结果显示,PF-EP/LiF/Al阴极结构具有更优异的电子注入能力。基于单电子器件和X射线光电子能谱,本文对这一高效电子注入结构的注入能力和注入机理进行了探讨。     

掺杂型红色有机电致发光显示器件

全色显示是有机电致发光显示(OLED)器件发展的目标,而高性能红色发光器件一直是制约全彩色OLED器件实用化的瓶颈,也是目前有机电致发光显示研究的热点。制作了掺杂DCJTB和不同浓度的rubrene两种荧光染料的红色有机电致发光显示器件,以NPB和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层,发现器件性能与只掺杂DCJTB的器件相比有明显提高,发光效率提高到2～3倍。通过Frster理论和能带理论分析了器件的能量转移机理,研究发现Frster能量转移不是掺杂器件能量转移的主要形式,载流子俘获机制才是器件效率提高的主要原因;rubrene的引入使得能量能够更有效地从Alq₃转移到DCJTB,从而显著地提高了器件的发光效率和性能。     

发光层位置对白光有机发光二极管的影响

同一种主体材料MADN中混掺不同的掺杂剂,分别制备了两种白光有机发光二极管,测试并研究了它们的发光效率、寿命、发光亮度、电致发光光谱以及色平衡度。结果表明,两种白光器件的性能受发光层的顺序和厚度的影响显著。发光层顺序由阳极到阴极方向为橙/蓝的器件的稳定性要优于发光层顺序为蓝/橙的器件,这是由于橙光发光层中的rubrene对空穴的陷进作用可捕获穿越橙光发光层中的空穴,从而有效地调控了器件内部的电子、空穴浓度的平衡。通过对器件的优化,制得了色坐标为(0.3201,0.3459)的接近标准白光的有机电致发光器件。     

Performance Improvement of GaN-Based Violet Laser Diodes

The influences of InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs) and AlGaN electron-blocking layers(EBL) on the performance of GaN-based violet laser diodes are investigated. Compared with the InGaN/GaN MQWs grown at two different temperatures, the same-temperature growth of InGaN well and GaN barrier layers has a positive effect on the threshold current and slope efficiency of laser diodes, indicating that the quality of MQWs is improved. In addition, the performance of GaN laser diodes could be further improved by increasing Al content in the AlGaN EBL due to the fact that the electron leakage current could be reduced by properly increasing the barrier height of AlGaN EBL. The violet laser diode with a peak output power of 20 W is obtained.