基于ZnO做电子传输层的白光量子点LED研究

发布时间：2017-08-19 04:21

  本文关键词：基于ZnO做电子传输层的白光量子点LED研究

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【摘要】：胶体量子点(Colloidal Quantum Dots,简称QDs)具有荧光效率高、半波长窄、可随尺寸调整波长等优点,有望成为下一代LED器件的核心发光材料。目前,国内外对基于电致发光的量子点器件(QD-LEDs)研究刚刚起步,对白光器件的研究比较少。本论文采用CdSe/ZnS红光、CdSe/ZnS绿光量子点作为发光层,制备了结构为ITO/TPD:PVK/QDs+PEDOT/ZnO/LiF/Al的量子点发光器件,其PEDOT:PSS作为两层量子点之间的隔离层,ZnO作为电子传输层。进而对器件的电致发光性能做了测试。主要工作如下：首先,研究了ITO表面处理方法不同时对器件性能的影响。实验发现经体积比为5：1：1的去离子水、氨水、双氧水的混合溶液浸泡后,可提高ITO的表面功函数,降低器件的开启电压。实验中经处理后的器件开启电压减少了22%。其次,利用溶胶凝胶法制备了ZnO胶体并将其作为器件的电子传输层,采用全旋涂的方式制备了多层量子点白光LED,其中发光层采用不同颜色量子点层之间添加隔离层的结构,避免了各层量子点之间的互相干扰。探讨了TPD与PVK的质量比以及量子点浓度等工艺参数对器件性能的影响。研究结果显示当TPD和PVK的质量比为5：1,量子点浓度为1.0mg/ml,旋涂ZnO胶体做电子传输层时制备的器件发光效果最好,在电压15V时发光亮度达到了1500cd/m2,色坐标为(0.3819,0.4025),显色指数93.5。在此基础上,进一步利用湿法刻蚀使器件发光部分图形化,实现了特定字母发光的效果。最后,探讨了碳纳米管替代ITO作为器件阳极的可行性。采用旋涂和真空蒸镀工艺制备了结构为CNT-TCFs/TPD:PVK/QDs/Alq3/LiF/Al的器件,通过调节量子点层的厚度可以出射白光。实验发现,器件的电流密度会随着量子点层的厚度的减小而增大,发光亮度也随之增加。同时,CNT-TCFs的表面经过TPD:PVK修饰后,大大的改善了其表面平整性,从而提高了器件发光性能。当TPD与PVK的质量比为1：1时,器件的发光效果最好。
【关键词】：量子点LED 碳纳米管 白光LED 量子点 ZnO
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 量子点简介9-14
• 1.2.1 量子限制效应9-10
• 1.2.2 量子点的分类10-11
• 1.2.3 量子点的发光原理和发光特性11-12
• 1.2.4 量子点发光器件的研究进展12-13
• 1.2.5 量子点在其他领域的应用13-14
• 1.3 本论文主要研究内容14-16
• 第二章 量子点LED及白光LED原理16-30
• 2.1 量子点LED简介16-22
• 2.1.1 量子点LED的结构16-17
• 2.1.2 量子点LED的工作机理17-18
• 2.1.3 量子点LED的分类18-22
• 2.2 白光LED实现方式22-25
• 2.2.1 商用白光LED简介23-24
• 2.2.2 白光量子点LED24-25
• 2.3 光品质的衡量25-28
• 2.3.1 亮度25
• 2.3.2 光效25-26
• 2.3.3 色温26
• 2.3.4 色度26-27
• 2.3.5 显色性27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 纳米ZnO薄膜的应用及制备30-36
• 3.1 纳米ZnO薄膜的应用30-32
• 3.1.1 未来应用的展望31-32
• 3.2 纳米ZnO薄膜的制备32-33
• 3.3 溶胶凝胶法制备ZnO胶体33-35
• 3.3.1 配制方案33-34
• 3.3.2 溶胶凝胶法的优点与缺点34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 基于ZnO电子传输层的白光量子点LED的制备36-50
• 4.1 实验原料和实验器材37-38
• 4.2 单色光量子点LED器件的制备38-39
• 4.3 器件结构的优化39-45
• 4.3.1 ITO表面处理对器件的影响40
• 4.3.2 TPD的厚度对器件的影响40-43
• 4.3.3 量子点层厚度对器件的影响43
• 4.3.4 ZnO层对器件的影响43-45
• 4.4 白光量子点LED的制备45-46
• 4.5 图形化刻蚀的探讨46-48
• 4.6 本章小结48-50
• 第五章 碳纳米管导电薄膜阳极制备白光量子点LED器件50-56
• 5.1 CNTs做阳极的白光量子点LED器件的制备50-53
• 5.1.1 碳纳米管透明导电薄膜的制备51-52
• 5.1.2 出射白光的实现方式52-53
• 5.2 CNT-TCFs表面形貌表征53-54
• 5.3 量子点的浓度对器件的影响54-55
• 5.4 CNT-TCFs白光器件最优数据55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 发表论文和参加科研情况62-64
• 致谢64

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