Li、F掺杂ZnO作为电子传输层QLED器件的构筑及性能研究
发布时间：2021-01-07 17:03
量子点发光二极管（QLED:Quantum Dot Light-Emitting Diodes）作为一种新型的电致发光器件,与市场主流的显示器件有机发光二极管（OLED:Organic LED）和液晶显示器件（LCD:Liquid Crystal Display）相比,具有可溶液加工、材料稳定性高、色纯度高、发光颜色随量子点尺寸连续可调等优点,得到了越来越广泛的关注及深入的研究,并取得了长足的发展,有望成为下一代固态照明和显示的主流技术。然而,目前QLED器件的效率较低,寿命较短,其研究仍然处于实验室研发阶段。在全溶液法构筑的QLED器件中,ZnO纳米晶是目前广泛采用的电子传输层材料。众所周知,QLED器件中不仅存在着电子注入过剩,造成载流子注入不平衡的问题;而且ZnO表面丰富的缺陷态会引起激子解离而导致QDs层荧光猝灭,进而造成器件外量子效率较低的问题。目前为了解决这些问题,科研工作者们采取的解决方案有两种:一是在QDs发光层（EML）和ZnO电子传输层（ETL）之间插入缓冲层,既可阻挡电子从而减少电子的注入,也可避免ZnO和QDs的直接接触从而抑制ZnO表面缺陷态对QDs的荧光猝灭...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
首个QLED器件的结构及性能图[34]
者[37]设想采用无机材料作为电荷传输层构筑QLED，并取得了成功，GaN不仅在空气中有较好的稳定性，而且具有较好的电荷传输性能。该结构的QLED器件在空气中的稳定性较好，可以不用封装，达到了作者的预期。但是GaN的制备方法复杂、难度大，不易大量制备。这就限制了GaN材料在器件中的应用。虽然GaN在器件中的应用有一定的限制，但是为无机电荷传输材料指明了方向。Caruge等人[38]引入ZnO:SnO2作为电子传输层材料，并改进无机电荷传输材料的制备方法，采用磁控溅射的方法制备QLED的电荷传输层材料，构筑了的全无机QLED，结构如图1-6所示。磁控溅射制备技术难度相对于外延生长的方法技术难度较低，但是该方法制备ZnO:SnO2时需要加热，并且制备的NiO粗糙度过大，加热会破坏之前的量子点发光层，该工作中QLED器件的Lmax仅为200cd/m2，EQEmax还不到0.1%。虽然目前全无机结构的QLED整体性能较低，但是为以后QLED的发展奠定了基矗图1-6全无机QLED器件的(a)结构图；(b)能级示意图[38]由于全无机QLED在空气中表现出优异稳定性，进而引起广大科研工作者的关注并长期专注于全无机QLED器件的研究，2008年，Janssen等科研人员[40]发现溶液法制备的ZnO纳米颗粒具有较强电子传输能力，并且其导带能级与Al阴极更为匹配。将其用作电子传输层材料构筑了红、绿、蓝三基色的QLED器件，其结构示意图与能级示意图
Li、F共掺ZnO作为电子传输层QLED器件的构筑及性能研究8如图1-7所示。使得红、绿、蓝三色QLED器件的发光效率在当时处于世界前列。图1-7首次采用ZnO作电子传输层的QLED的(a)结构图；(b)能级示意图[40]2006年Caruge等人[36]继续优化器件结构，发现无机材料NiO有较好的空穴传输能力，并将其作为QLED器件的空穴传输层材料，电子传输层材料依然采用Alq3有机化合物，制备出了新型的有机电子传输层-无机空穴传输层混合的QLED器件结构。虽然首次报道的混合电荷传输层QLED器件并未显示出性能的显著改善，但是为以后有机-无机混合电荷传输层QLED器件的发展奠定了基矗经过长时间的探索与实验，证明了有机-无机混合电荷传输层相结合的结构是提高器件整体性能的有效手段。2011年Qian等人[41]首次采用全溶液法构筑了QLED器件，其电子传输层为溶液法合成的ZnO纳米颗粒。并且采用Poly-TPD作为空穴传输层，构筑了结构如图1-8所示的有机-无机混合电荷传输层QLED器件。该工作的红绿蓝三基色QLED的亮度达到当时的最高水平，分别为31000cd/m2，68000cd/m2和4200cd/m2。该工作首次实现了全溶液法构筑QLED，构筑方法简便，重复性高，材料简单易得。更重要的是，不仅提高了器件的亮度水平，而且器件的稳定性也大大增加。该结构作为主流QLED结构并沿用至今，并且目前为止一直采用ZnO作为电子传输层材料。图1-8全溶液法构筑QLED的(a)结构图；(b)能级结构示意图[41]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Colloidal quantum-dots surface and device structure engineering for high-performance light-emitting diodes[J]. Yuequn Shang,Zhijun Ning. National Science Review. 2017(02)
硕士论文
[1]Mg掺杂ZnO量子点的制备及其表面功能化[D]. 杨晶.东北师范大学 2011
本文编号：2962915
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
首个QLED器件的结构及性能图[34]
者[37]设想采用无机材料作为电荷传输层构筑QLED，并取得了成功，GaN不仅在空气中有较好的稳定性，而且具有较好的电荷传输性能。该结构的QLED器件在空气中的稳定性较好，可以不用封装，达到了作者的预期。但是GaN的制备方法复杂、难度大，不易大量制备。这就限制了GaN材料在器件中的应用。虽然GaN在器件中的应用有一定的限制，但是为无机电荷传输材料指明了方向。Caruge等人[38]引入ZnO:SnO2作为电子传输层材料，并改进无机电荷传输材料的制备方法，采用磁控溅射的方法制备QLED的电荷传输层材料，构筑了的全无机QLED，结构如图1-6所示。磁控溅射制备技术难度相对于外延生长的方法技术难度较低，但是该方法制备ZnO:SnO2时需要加热，并且制备的NiO粗糙度过大，加热会破坏之前的量子点发光层，该工作中QLED器件的Lmax仅为200cd/m2，EQEmax还不到0.1%。虽然目前全无机结构的QLED整体性能较低，但是为以后QLED的发展奠定了基矗图1-6全无机QLED器件的(a)结构图；(b)能级示意图[38]由于全无机QLED在空气中表现出优异稳定性，进而引起广大科研工作者的关注并长期专注于全无机QLED器件的研究，2008年，Janssen等科研人员[40]发现溶液法制备的ZnO纳米颗粒具有较强电子传输能力，并且其导带能级与Al阴极更为匹配。将其用作电子传输层材料构筑了红、绿、蓝三基色的QLED器件，其结构示意图与能级示意图
Li、F共掺ZnO作为电子传输层QLED器件的构筑及性能研究8如图1-7所示。使得红、绿、蓝三色QLED器件的发光效率在当时处于世界前列。图1-7首次采用ZnO作电子传输层的QLED的(a)结构图；(b)能级示意图[40]2006年Caruge等人[36]继续优化器件结构，发现无机材料NiO有较好的空穴传输能力，并将其作为QLED器件的空穴传输层材料，电子传输层材料依然采用Alq3有机化合物，制备出了新型的有机电子传输层-无机空穴传输层混合的QLED器件结构。虽然首次报道的混合电荷传输层QLED器件并未显示出性能的显著改善，但是为以后有机-无机混合电荷传输层QLED器件的发展奠定了基矗经过长时间的探索与实验，证明了有机-无机混合电荷传输层相结合的结构是提高器件整体性能的有效手段。2011年Qian等人[41]首次采用全溶液法构筑了QLED器件，其电子传输层为溶液法合成的ZnO纳米颗粒。并且采用Poly-TPD作为空穴传输层，构筑了结构如图1-8所示的有机-无机混合电荷传输层QLED器件。该工作的红绿蓝三基色QLED的亮度达到当时的最高水平，分别为31000cd/m2，68000cd/m2和4200cd/m2。该工作首次实现了全溶液法构筑QLED，构筑方法简便，重复性高，材料简单易得。更重要的是，不仅提高了器件的亮度水平，而且器件的稳定性也大大增加。该结构作为主流QLED结构并沿用至今，并且目前为止一直采用ZnO作为电子传输层材料。图1-8全溶液法构筑QLED的(a)结构图；(b)能级结构示意图[41]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Colloidal quantum-dots surface and device structure engineering for high-performance light-emitting diodes[J]. Yuequn Shang,Zhijun Ning. National Science Review. 2017(02)
硕士论文
[1]Mg掺杂ZnO量子点的制备及其表面功能化[D]. 杨晶.东北师范大学 2011
本文编号：2962915
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