有机磷光材料的固态阴极射线发光研究

采用有机磷光材料三-(2-苯基吡啶)-铱(Ir(PPY)₃)与无机材料SiO₂复合制成夹层结构器件,用交流电压驱动获得了Ir(PPY)₃主峰位于517nm的发光和主峰位于435nm的蓝色发光.通过分析器件的光谱特性,发现这两个发光峰都是源于SiO₂中加速电子直接碰撞激发有机层引起的固态阴极射线发光.继实现多种有机聚合物材料和有机小分子材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的固体阴极射线发光之后,又证实了有机 关键词： 夹层结构器件 有机磷光材料 固态阴极射线发光     

基于CCD电极直接驱动控制的双脉冲发光图像高速曝光技术原理研究

电荷耦合器件(CCD)是一类高性能的光电成像器件,具有成像阵列大、图像质量好的特点。但由于正常工作驱动时序复杂,工作帧频一般较低,无法满足较高成像帧频的要求。针对一种双脉冲发光图像的高速高分辨高质量成像要求,根据CCD信号电荷收集及转移的电极驱动特性,选择合适的CCD类型,以电荷转移时序为时间分隔界限,设计了一种电极直接进行控制的时序,实现了两个光脉冲图像的分离积分及信号转移、读出等,完成了双脉冲发光图像的等效高帧频曝光的原理验证,在保持CCD原有高成像质量的情况下获得了μs级间隔的两幅图像可分辨的能力,并实现了一种二分幅相机系统。     

一种新型有机聚合物深红色发光材料的合成及发光特性的研究

合成了一种深红色发光的聚苯乙烯喹啉(PPV-Q)材料,研究了其光致发光,电致发光及吸收光谱。这种材料在紫外和蓝光区具有很强的吸收能力,波长为463 nm的光对此材料具有最高的激发能力。用此材料作为发光层制备了ITO/PPV-Q/Al结构的电致发光器件,发光光谱的中心波长为670 nm,发光光谱的半高全宽为90 nm左右。在不同驱动电压下,器件电致发光的色坐标(x=0.67, y=0.32)基本上没有变化, 是一种深红色的电致发光。器件中的电流随驱动电压的增加而明显增强,导致器件稳定性的降低。     

稀土有机电致发光器件

我们研制了用有机材料Tb(AcA)3·phen作为发射层的绿色发光二极管,两层结构为玻璃衬底ITO/芳香族二胺类衍生物TPD/Tb(AcA)3·phen/A1。各功能层均用真空热蒸发的方法制备。在正向直流偏压驱动下获得了Tb3+的特征发光,同时还发现一个峰位425um的蓝光发射,它来源于空穴输运层TPD。在室温条件下器件的阈值电压为4V,当驱动电压提高到16V时,器件的最高发光亮度达到200cd/m2,同时在相同条件下制备了结构为玻璃衬底ITO/芳香族二胺类衍生物TPB/Tb(AcA)3·phen/A1的器件,通过对两种器件光谱及电学特性的测量、比较与分析,探讨了有关稀土有机电致发光的发光机理等问题。     

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管, 兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供02 mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压（开启电压）为6 V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法. 关键词： 有机光发射晶体管 垂直 电容     

采用瞬态EL和延迟EL测试方法研究磷光掺杂体系的内部发光过程

有机磷光发光二极管(OLED)因为理论内量子效率能达到100%而成为研究热点,但是至今有机磷光OLED器件发光机理及过程仍然不完全清楚,需进一步研究. 本文中搭建了一套瞬态电致发光和延迟电致发光的测量系统,并首次综合运用瞬态电致发光和延迟电致发光测量来探测有机磷光OLED 器件发光层内部电荷载流子的运动,从而分析研究其内部发光过程及机理. 研究中首先制备了一种高效红色磷光材料(pbt)₂Ir(acac)衍生物(Irf)掺杂荧光材料作为发光层的器件,对其进行了瞬态EL测量,发现当驱动脉冲信号撤销时瞬态发光强度会突然出现一个瞬时过冲现象(transient overshoot),通过实验分析证实这个发光的瞬时过冲是由于发光层内部电子和空穴累积造成的,还证实了在发光层与空穴传输层界面存在空穴的累积. 通过延迟电致发光的研究发现在这种掺杂体系中发光主要来自于客体材料Irf的直接俘获电子空穴复合发光,而不是来自于主客体之间的能量传递,器件中的空穴传输发生在客体材料Irf上,而电子传递则主要在主体材料TAZ上. 同时还发现空穴注入是整个掺杂体系中重要的影响因素. 关键词： 瞬态EL 延迟电致发光 三线态-三线态湮没 overshoot     

基于离子注入隔离的微缩化发光二极管阵列性能

基于F离子注入隔离技术实现一种新型微缩化发光二极管(micromicro-LED)阵列器件,并系统研究注入能量及发光孔径对micro-LED阵列器光电性能的影响.研究结果表明:相比于F离子50 ke V单次注入器件, 50/100 ke V两次注入器件具有更好的光电性能,器件反向漏电降低8.4倍,光输出功率密度提升1.3倍.同时,在不同的发光孔径(6, 8, 10μm)条件下,器件反向漏电流均为3.4×10–8 A,但正向工作电压随孔径增大而减小,分别为3.3, 3.1, 2.9 V.此外,器件不同发光孔径的有效发光面积比(实际发光面积与器件面积之比)分别为85%, 87%, 92%.与传统台面刻蚀micro-LED器件相比,离子注入隔离技术实现的micro-LED器件具有较低反的向漏电流密度、较高的光输出密度及有效发光面积比.     

掺磷光材料有机电致发光器件的能量传递

将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iridium(III) (Ir(ppy)3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究,发现光致发光过程中起主导作用的是Fo¨ster能量转移机制;而在电致发光过程中,器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明：Ir(ppy)3的掺杂比例为5%时,器件的光功率效率最大,能量转移最充分。     

MOCVD法制备的p-ZnO/n-SiC 异质结器件及其电致发光性能

采用光辅助金属有机化学汽相沉积(PA-MOCVD)法在n-SiC(6H)衬底上制备出As掺杂的p型ZnO薄膜,并制备出相应的p-ZnO:As/n-SiC异质结器件。X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)测试表明,ZnO薄膜具有较好的结构和光学特性。电流-电压(I-V)测试结果表明,该型异质结器件具有良好的整流特性,开启电压为5.0 V,反向击穿电压约为-13 V。正向偏压下,器件的电致发光(EL)谱表现出两个分别位于紫外和可见光区域的发光峰,通过和ZnO、SiC的PL谱对照,证实异质结器件的发光峰来源于ZnO侧的辐射复合。     

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管, 兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供02 mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压（开启电压）为6 V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法.     

顶部反射镜对GaN基共振腔发光二极管性能的影响研究

本文在Ga N基共振腔发光二极管(RCLED)顶部设计制备了高反膜结构分布式布拉格反射镜(DBR)和滤波器结构DBR,对比分析了两种反射镜的反射率曲线特征以及对应的RCLED器件的光输出纵模模式、光谱线宽和输出光强等性能差异,详细研究了顶部反射镜的光反射特性对RCLED器件输出光谱性能的影响机理.研究结果表明,顶部反射镜是RCLED的重要组成部分,其反射率曲线特征决定器件的光输出性能.常规高反膜结构DBR顶部反射镜的反射率曲线具有较宽的高反射带,将其作为顶部反射镜可有效压窄RCLED发光纵模线宽,但是发光光谱仍呈现多纵模光输出特征.滤波器结构DBR顶部反射镜的反射率曲线在中心波长处具有较窄的透光凹带,利用透光凹带对输出光的调制作用,器件可实现单纵模光输出,在光通信、光纤传感等领域展示了广阔的应用前景.通过进一步设计RCLED顶部反射镜结构,可以改变其反射率曲线特性,进而优化RCLED器件的输出光谱特性,以满足器件在多个领域的应用需求.     

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。     

低压驱动薄膜电致发光激发效率分布特性的实验研究

分析了利用探针层实验方法来测量激发效率在电致发光器件的发光层中分布的机理，并利用这种实验方法测量了激光发效率在低压驱动薄膜电致发光器件的发光层中的分布特性和器件的激光发特性。实验结果表明在这种低压驱动电致发光器的发光层中激光发效率是不均匀的，其分布与器件被激发的程度有关。     

MEH-PPV/SiO_2异质结发光机理和非晶SiO_2二次特性的研究

在薄膜电致发光中采用有机聚合物MEH-PPV和无机半导体SiO_2复合制成异质结发光器件,利用SiO_2的加速、倍增和离化的二次特性,实现了固态阴极射线发光.结构为ITO/SiO_2/MEH-PPV/SiO_2/Al的发光器件,其电致发光光谱的显著特征是有两个发光谱带.光谱中除了波长较长(峰值为583 nm)的MEH-PPV的激子发光谱外,还观察到了波长较短(峰值为403 nm)的蓝色发光谱,并且长短波的发光强度随着电压的不同而变化.电压较低时,只有长波光发射.当电压较高时,只有短波光存在.这种有两个谱带的发光是固态阴极射线发光的独特标志,它是一种全新的激发方式,引发出发光学中一些新而重要的问题.固态阴极射线发光理论的重要方面之一就足SiO_2的二次特性.文章研究了固态阴极射线发光动力学问题,高电场下SO_2二次特性及厚度对二次特性的影响.     

利用瞬态电致发光方法研究有机电致发光器件内部电荷行为

利用自主搭建的瞬态电致发光测量系统,连续施加两个电压相同的矩形脉冲作为器件驱动电压并且两个矩形脉冲之间存在一定的时间间隔,通过测量器件的瞬态EL和瞬态电流,从而分析研究器件内部电荷存储行为和发光过程。之前的研究发现了m-MTDATA∶3TPYMB混合发光层是激基复合物的发光,并且发现了其较长延迟发光是因为空穴传输层和电子传输层内储存的电荷再复合造成的。制备了以m-MTDATA∶3TPYMB(1∶1)混合层作为发光层、m-MTDATA作为空穴传输层、3TPYMB作为电子传输层的一组器件,通过对器件瞬态EL的分析,发现在第二个脉冲驱动下器件的EL强度稳定值比第一驱动驱动下的EL强度稳定值大,且第二脉冲的EL强度稳定值与第一脉冲EL强度稳定值的比值随通过器件的电流增大而减小,实验还发现第二脉冲撤销时的延迟发光衰减速度要比第一脉冲撤销时的快,这是由于第二脉冲撤销时发光层内极化子(电荷)对激子的猝灭(TPQ)比较严重。     

一种利用双发光区的有机红光电致发光器件

针对一般掺杂结构的红光有机电致发光器件效率随外加电压的增加而迅速下降。同时色度逐渐变差的特点,我们引入了在NPB层和Alq3层内同时掺杂DCJTB的具有双发光区的器件结构。制备的双发光区掺杂器件在驱动电压8—20V内发光效率只下降了4％;而色度从8V时的(x=0．6287,y=0．3663)变化到20V时的(x=0．6075,y=0．3841);器件的发光亮度从8V时的178cd／m^2变化到20V时的5962cd／m^2,具有较好的性能水平。观察到器件效率基本上不依赖于外加电压的变化而变化的特性,同时器件也保持一个比较好的色纯度,并对结果进行了分析。     

基于Lab VIEW的半导体光源P-I特性测试系统

采用PCI-6251数据采集卡和LahVIEW平台。设计了一套半导体光源的P-I特性测试系统。该系统通过软件驱动数据采集卡为发光器件提供合适的驱动电压,采集发光器件的光功率和驱动电流,实现了P-I特性曲线的测量、分析和存储等功能。测试结果表明该系统设计成本低、测量效率高、人机界面友好、操作简单、扩展性强,适用于教学、实验及科研等领域。     

无电学接触型氮化镓基Micro-LED器件光电性能EI北大核心CSCD

针对传统Micro-LED芯片巨量转移与键合、发光芯片与驱动电极高质量接触等技术难题,本文采用金属有机化合物化学气相沉积和原子层沉积工艺制备无电学接触型氮化镓基Micro-LED器件,研究了器件的伏安特性、亮度-频率特性、发光延迟特性及阻抗-频率特性等光电特性,并分析了器件工作机理。实验结果表明,交流驱动的无电学接触型Micro-LED器件的电流随着频率的增大而增大,且I-V特性呈线性关系。在20V_(pp)的驱动信号下,器件亮度随频率的增大先上升后下降,在频率为25 MHz时,器件亮度达到最大,且发光峰值滞后于电流峰值,说明器件的发光存在延迟。器件的等效阻抗随着频率的增大呈现先减小后趋于稳定的趋势,且器件在频率53 MHz附近出现负电容现象。     

聚合物级联发光器件

基于溶液加工方法制备了聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/氧化锌(ZnO)/乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)电荷产生层的聚合物级联发光器件, 发现PEDOT∶PSS层电导和厚度对器件的电流-电压特性影响较小, 不同PEDOT∶PSS对器件发光效率的影响主要来自于其对发光层激子不同的猝灭作用, PEDOT∶PSS厚度为60 nm的级联器件比PEDOT∶PSS 厚度为30 nm的级联器件的发光效率稍高, 原因是PEDOT∶PSS较厚时, 其表面形貌更均匀。级联器件的发光效率和驱动电压分别与发光子单元的发光效率和驱动电压之和相近, 说明在较低的电压下电荷产生层就能够有效产生电荷并注入到发光子单元中,级联器件的发光光谱中包含两个发光子单元的发光光谱,说明两个发光子单元在级联器件中都能正常工作。通过对电荷产生层的电容-电压(C-V)特性的测试, 确认了在电荷产生层中存在电荷的积累过程。证明了PEDOT∶PSS/ZnO/PEIE为有效的电荷产生层。首次报道了包含三个SY-PPV发光单元的级联器件, 三个发光子单元发光效率之和与级联器件的发光效率相当, 其最大发光效率和最大外量子效率分别为21.7 cd·A-1和6.95%。在器件亮度为5 000 cd·m-2时, 器件的发光效率和外量子效率分别为20.5 cd·A-1和6.6%。说明并没有由于发光子单元数目增加而影响级联器件的发光效率。并且其发光光谱和发光子单元的发光光谱相接近。通过 进一步降低CGL中空穴注入层对级联器件的影响有望提高级联器件的发光效率。     

Ir(Fppy)_3掺杂PVK体系发光特性的研究

对蓝色磷光材料Ir(Fppy)3不同浓度掺杂PVK薄膜的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性进行了研究。并制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(Fppy)3/BCP/Alq3/LiF/Al的蓝色磷光有机电致发光器件。实验结果发现,磷光材料掺杂浓度不同,器件发光特性不同。当Ir(Fppy)3掺杂浓度比较低时,EL光谱中可以观察到PVK较弱的发光;当Ir(Fppy)3掺杂浓度较高时,会发生浓度猝灭;当Ir(Fppy)3掺杂浓度比较适中时,EL光谱中观察不到PVK的发光,只有Ir(Fppy)3的发光。通过I-V-L特性的比较,当掺杂浓度为4%时,器件的光电特性最好。