基于共价有机聚合物空穴注入层的钙钛矿发光二极管EI北大核心CSCD

卤化物钙钛矿(ABX)量子点及其发光器件具有色纯度高、外量子效率高以及在可见光范围内可调等特点,近年来在照明、显示等领域中展现出巨大潜力。然而,钙钛矿量子点发光二极管(PeQLEDs)的稳定性正成为制约其商业应用的最大障碍,除了钙钛矿发光层本身的稳定性问题之外,传输层的水氧稳定性问题也不可忽略。为了解决这一发展过程中的难题,我们提出了基于氮唑类单体构筑共价有机聚合物材料(COP-N)替代传统的PEDOT∶PSS作为空穴注入层材料的新型PeQLEDs。我们发现COP-N具有本征的水氧稳定性,且与PVK之间的空穴注入势垒更小。这些特性使得基于COP-N的PeQLED在取得比PEDOT∶PSS更好发光效率的同时实现了近2倍的稳定性提升。我们认为,这种共价有机聚合物有望成为新型的空穴注入材料,实现高效稳定的钙钛矿电致发光,促进钙钛矿发光器件的发展。     

具有新型双空穴注入层的有机发光二极管

采用新型双空穴注入层N, N, N', N'-tetrakis(4-Methoxy-phenyl)benzidine/Copper phthalocyanine(MeO-TPD/CuPc)及器件结构:ITO/MeO-TPD(15 nm)/CuPc(15 nm)/ N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N, N'-bis(phenyl)benzidine (NPB, 15 nm)/8-hydroxyquinoline (Alq₃, 50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm), 研制出高效有机发光二极管(器件D), 与其他器件(器件A, 没有空穴注入层的器件; 器件B, MeO-TPD单空穴注入层; 器件C, CuPc单空穴注入层)相比, 其性能得到明显改善. 器件D的起亮电压降至3.2 V, 比器件A, B, C的起亮电压分别降低了2, 0.3, 0.1 V. 器件D在10 V时, 其最大亮度为23893 cd/m², 最大功率效率为1.91 lm/W, 与器件A, B, C的最大功率效率相比, 分别提高了43% (1.34 lm/W), 22% (1.57 lm/W), 7% (1.79 lm/W). 性能改善的主要原因是由于空穴注入和传输性能得到了改善, 通过单空穴型器件的J-V 曲线对这一现象进行了分析. 关键词： 有机发光二极管 空穴注入层 功率效率 势垒     

以硫氰酸亚铜作为空穴注入层的钙钛矿发光器件

同有机电荷注入材料相比,无机电荷注入材料具有许多优良的性质,包括高载流子迁移率、良好的稳定性、制备简单和成本低廉等,其在光电器件中的应用备受瞩目。本文采用硫氰酸亚铜(CuSCN)作为有机金属卤化物钙钛矿发光器件的空穴注入层,研究了在其上涂敷钙钛矿薄膜的形貌、晶体结构和光物理性质,并与在普遍采用的导电聚合物空穴注入层上制备钙钛矿薄膜的特性进行了比较。实验结果表明,CuSCN对钙钛矿发光具有显著的猝灭作用,在CuSCN与钙钛矿层之间加入有机间隔层能够明显提高钙钛矿薄膜的发光强度。在此基础上制备了以CuSCN作为空穴注入层的发光器件,器件的最大发光效率为11.7 cd/A,较采用导电聚合物作为空穴注入层器件的效率提高了近3倍,并且器件驱动稳定性也有一定程度的提高。     

空穴注入层对微腔有机发光二极管光电性能的影响

有机发光二极管(OLED)因具有效率高、自发光、种类多样、能耗低、制造成本低、又轻又薄、发光谱域宽、无视角依赖性等一系列独特优点而引起广大科学家的极大关注。微腔可以窄化有机发光二极管出射光谱,提高有机发光二极管的色饱和度。以玻璃为衬底,金属Ag薄膜作为器件阳极金属反射镜,NPB为空穴载流子传输材料,Alq3为发光材料和电子载流子传输材料,Al膜作为器件阴极金属反射镜,制作了结构是衬底/Ag(15nm)/MoO3(xnm)/NPB(50nm)/Alq3(60nm)/Al(100nm)的A,B,C和D四种类型的微腔有机发光二极管,其中:A,x=4nm;B,x=7nm;C,x=10nm;D,x=13nm。在电压13V时,器件A,B,C,D的亮度分别达到928,1 369,2 550和2 035cd·m-2。在电流密度60mA·cm-2时,A,B,C,D器件的电流效率分别达到2.2,2.6,3.1和2.6cd·A-1。实验结果表明,在有机微腔发光二极管内部,电子为多数载流子,空穴是少数载流子。MnO3薄膜在4~10nm的厚度范围,能够极大地增强器件空穴的注入能力。并且,随着MnO3薄膜厚度的增加,空穴注入能力不断增大。     

新型钴基空穴传输层助力高效钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光二极管(Perovskite light-emitting diodes, Pero-LEDs)器件结构中,空穴传输层(HTL)是影响Pero-LEDs效率的关键性因素之一。由于醋酸钴(Co(OAc)₂)薄膜具有优异的光电特性,所以选其作为绿光Pero-LEDs的HTL。然而,纯的钴基底薄膜存在传输载流子能力较差、薄膜粗糙度较大等问题。因此,本文通过引入有机小分子添加剂乙醇胺(ETA)来有效调控传输层中Co³⁺/Co²⁺比例,提升传输层的导电能力。同时,因ETA的加入可以减缓退火过程中前驱体溶液的析出结晶速度,从而形成粗糙度较小的HTL薄膜,进而有利于形成高质量的钙钛矿薄膜。基于掺杂的HTL,其最优器件亮度高达45 207 cd/m²,最大外量子效率(EQE)达到15.08%,是一种性能较好的新型HTL。     

具有Au/MoO_3空穴注入层的有机发光二极管

研究了单层MoO3(5nm)和复合Au(4nm)/MoO3(5nm)HILs对OLEDs器件性能的影响,器件结构为ITO/HIL/NPB(40nm)/Alq3(60nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。与单层MoO3HIL的器件相比,具有复合Au/MoO3HIL的器件具有较大的电流和亮度。这是由于Au的功函数介于ITO和MoO3之间,导致Au的引入提高了空穴的注入效率。     

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。     

基于镁电子注入层的倒置磷光有机发光二极管

倒置有机发光二极管（Inverted organic light-emitting diodes,IOLEDs）因其结构容易与n型薄膜晶体管技术集成而得到了广泛研究。在IOLEDs研究中,为了使电子能从底阴极有效注入电子传输层,对各式各样的电子注入层结构进行了研究。本文制备并研究了采用超薄金属Mg作为电子注入层的高效率绿色磷光IOLEDs。研究发现超薄金属Mg薄膜具有优良的透光性;基于2 nm厚Mg电子注入层的IOLEDs具有最优的发光性能,其启亮电压、最大电流效率和外量子效率分别为3.06 V、46.5 cd/A和13.3%。     

基于LiF修饰层的喷墨打印钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高光致发光量子产率、高色纯度、带隙可调等优良光学性能,作为发光材料广泛用于制备钙钛矿电致发光二极管(PeLEDs).虽然已经取得了较好的研究进展,但是其大面积商业化的进程还比较缓慢,尚需进一步研究.为了实现钙钛矿薄膜发光二极管的大面积制备,本文使用喷墨打印技术,研究了不同基板结构对于钙钛矿前...     

Increased performance of an organic light-emitting diode by employing a zinc phthalocyanine based composite hole transport layer

We demonstrate that the electroluminescent performances of organic light-emitting diodes are significantly improved by employing a zinc phthalocyanine （ZnPc）-based composite hole transport layer （c-HTL）. The optimum ris-（8-hydroxyquinoline）aluminum （Alq3）-based organic light-emitting diode with a c-HTL exhibits a lower turn-on voltage of 2.8 V, a higher maximum current efficiency of 3.40 cd/A and a higher maximum power efficiency of 1.91 lm/W, which are superior to those of the conventional device （turn-on voltage of 3.8 V, maximum current efficiency of 2.60 cd/A, and maximum power efficiency of 1.21 lm/W）. We systematically studied the effects of different kinds of N’-diphenyl-N,N’-bis（1-naphthyl）（1,1’-biphenyl）-4,4’diamine （NPB）：ZnPc c-HTL. Meanwhile, we also investigate their mechanisms different from that in the case of using ZnPc as buffer layer. The specific analysis is based on the absorption spectra of the hole transporting material and current density–voltage characteristics of the corresponding hole-only devices.     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

The performance enhancement in organic light-emitting diode using a semicrystalline composite for hole injection

A semicrystalline composite, 3, 4, 9, 10 perylenetetracarboxylic dianhydride （PTCDA） doped N,N＇-di（1-naphthyl）- N,N＇-diphenylbenzidine （NPB）, has been fabricated and characterized. An organic light-emitting diode using such a composite in hole injection exhibits the improved performance as compared with the reference device using neat NPB in hole injection. For example, at a luminance of 2000 cd/m2, the former device gives a current efficiency of 2.0cd/A, higher than 1.6cd/A obtained from the latter device. Furthermore, the semicrystalline composite has been shown thermally to be more stable than the neat NPB thin film, which is useful for making organic light emitting diodes with a prolonged lifetime.     

Enhancing the performance of polymer light-emitting diode via methanol treatment

Enhanced performance of polymer light-emitting diodes (PLEDs) was realized by performing methanol treatment on the emissive layer. Experimental results show that with methanol treatment the electron current increased owing to the rougher surface topography of the emissive layer. Therefore, the balance between electron and hole current was improved. The maximum luminous efficiency and external quantum efficiency of PLEDs increased from 19.7 cd/A and 6.89% to 22.5 cd/A and 7.87%, respectively.     

无序光子晶体提高GaN基蓝光发光二极管光提取效率的研究

亚波长尺度光子晶体结构可有效提升发光二极管(LED)的光提取效率(LEE),然而在制造过程中会存在缺陷或无序.利用时域有限差分法对理想方形光子晶体结构进行了优化,在此基础上对三种无序光子晶体结构进行了仿真,研究了光子晶体结构参数的无序变化对GaN基蓝光LED LEE的影响.结果表明,光子晶体空气孔位置和半径的无序变化使优化的80 nm光子晶体LED的LEE下降,而可使非优化的60nm光子晶体LED的LEE增加;当光子晶体空气孔位置和半径的无序变化量从0到士20 nm之间变化时,LEE最大会产生53.8％的浮动;光子晶体刻蚀深度的无序变化对LEE影响较小,一般可以忽略,研究结果为高性能蓝光光子晶体LED的设计制作提供了重要的理论参考.     

Pure red emission of dye-doped organic molecules from microcavity organic light emitting diode

Organic red emitting diode was fabricated by using 4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]quinolizin-8-yl)vinyl]-4H-pyran (DCM)-doped tri-(8-quinolitolato) aluminum (Alq₃) as emitter with the structure of G/ITO/NPB(25 nm)/DCM:Alq₃(55 nm)/Alq₃(20 nm)/LiF (1.2 nm)/Al(84 nm), (glass/indium–tin-oxide/4,4-bis-[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, G/ITO/NPB), the wavelength of the maximal emission of which is 615 nm. By introducing cavity to Organic light emitting diode (OLED), we got pure red emitting diode with wavelength of the maximal emission of 621 nm and full-width at half-maximum (FWHM) of 27 nm. As far as we know, it is the best result in the dye-doped organic red emitting diode. We also made a device of G/ITO/NPB(25 nm)/DCM:Alq₃(29 nm)/DCM:PBD(26 nm)/Alq₃(20 nm)/LiF(1.2 nm)/Al(84 nm), in order to compare the performance of Alq₃ with that of 2-(4-biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (PBD) as host material. It was found that the performance of device A is better than that of C both in brightness and color purity,as well as in EL efficiency.     

氮化镓基蓝光发光二极管伽马辐照的1/f噪声表征

通过电离辐照对氮化镓基蓝光发光二极管器件有源区光/暗电流产生机制的研究, 建立了电离辐照减小发光二极管有效输出功率电学模型.通过电离辐照对氮化镓基蓝光发光 二极管器件有源区1/f噪声影响机制的研究, 建立了电离辐照增大发光二极管1/f噪声的相关性模型.在I < 1 μA 的小注入区,空间电荷区的复合电流随辐照剂量的增加而增加. 同时, 随着电离辐照产生缺陷的增加, 1/f噪声幅度增大. 在 I> 1 mA 的大注入条件下, 由于串联电阻的影响占主导地位,表面复合速率和电流随辐照剂量的增加而增加.同时, 随着电离辐照产生缺陷的增加, 1/f噪声幅度增大.根据辐照前后电流电压试验结果噪声测试结论, 证实了实验结论与理论推导结果的一致性. 在1 μA < I < 5×10^-5 A 的中值电流情况下, 由于高能载流子散射相关的迁移率涨落与辐照新增缺陷引起的载流子数涨落竞争机制, 随着辐照剂量增大, 1/f噪声在频域变化没有明显规律. 但是, 通过1/f噪声时域多尺度熵复杂度分析方法, 得出随着辐照剂量增大, 1/f噪声时域多尺度熵复杂度的结果. 最终证实1/f噪声幅度可以敏感地反映小注入和大注入情况下氮化镓基蓝光发光二极管电离辐照的可靠性. 噪声幅值越大, 则说明辐照感应N_it越高, 暗电流相关的复合电流越大, 光电流相关的扩散电流比例减少, 使得器件发光效率、光输出功率等性能参数下降, 继而影响器件可靠性, 造成失效率显著增大. 1/f噪声时域多尺度熵复杂度可以敏感地反映中值电流情况下氮 化镓基蓝光发光二极管的电离辐照可靠性.多尺度熵复杂度越大, 则说明辐照感应越多, 复合电流越大,器件可靠性越差.本文结论提供了一种基于 1/f噪声的氮化镓基蓝光发光二极管电离辐照可靠性表征方法. 关键词： f噪声')" href="#">1/f噪声 电离辐照 氮化镓基蓝光发光二极管     

Use of graphene for forming Al-based p-type reflectors for near ultraviolet InGaN/AlGaN-based light-emitting diode

We demonstrated the improved performance of near UV (365 nm) InGaN/AlGaN-based LEDs using highly reflective Al-based p-type reflectors with graphene sheets as a diffusion barrier. The use of graphene sheets did not degrade the reflectance of ITO/Al contacts, viz. ∼81% at 365 nm. The ITO/graphene/Al contacts annealed at 300 °C exhibited better ohmic behavior with a specific contact resistance of 1.5 × 10⁻³ Ωcm² than the ITO/Al contact (with 9.5 × 10⁻³ Ωcm²). Near UV LEDs fabricated with the ITO/graphene/Al contact annealed at 300 °C showed a 7.2% higher light output (at 0.1 W) than LEDs with the ITO/Al reflector annealed at 300 °C. The SIMS results exhibited that, unlike the ITO/graphene/Al, the ITO/Al contacts undergo a significant indiffusion of Al atoms toward the GaN after annealing. Furthermore, both Ga and Mg atoms were also more extensively outdiffused in the ITO/Al contacts after annealing. On the basis of the SIMS and electrical results, the possible explanations for the annealing-induced degradation of the ITO/Al contacts are described and discussed.