关于有机半导体钙钛矿结构作为发光层的OLED的发展和研究
有机电致发光器件OLED技术介绍

有机电致发光器件OLED技术介绍有机电致发光器件OLED(Organic Light Emitting Diode)是一种新型的发光器件技术,由有机材料制成。
OLED技术结合了有机材料的特性和发光器件的的特性,可以在不需要背光的情况下发出颜色丰富、亮度较高的光。
它具有响应快、发光效率高、能耗低等优点,因此在显示技术领域具有广阔的应用前景。
OLED技术是基于有机材料中的发光现象。
有机材料是一种由碳元素构成的化合物,具有很强的光致发光特性。
与传统的LED器件相比,OLED器件不需要外部的背光源,而是利用有机材料自身的特性直接发光,因此OLED器件可以制作得非常薄,达到几个纳米的厚度。
OLED器件由四个不同的部分组成:一层有机发光层、两层电极和一层衬底层。
其中,有机发光层是OLED器件的最关键部分,它薄至仅几纳米,通过在该层中注入电荷,有机分子发生电致发光现象。
电荷分为正电荷和负电荷,它们在有机发光层内重组,释放出能量并发出光。
有机发光层的材料通常采用芳香族化合物以及有机金属配合物等。
OLED的工作原理是由电流经过电极进入有机发光层时,电流携带着电子和正孔进入有机发光层,电子和正孔在该层中相遇并发生复合。
在复合的过程中,电荷之间的能量被释放成光能,发出可见光。
而且,由于电荷可以自由运动,OLED器件具有快速的响应速度,可以实现高频率的图像刷新,扩大了其在电视和显示器领域的应用。
OLED技术具有许多优势。
首先,它可以制造出非常薄、灵活的器件。
由于有机材料可以制造成非常薄的膜,因此OLED显示器可以做到薄如蝉翼,并且可以弯曲、折叠,实现更灵活的设计。
其次,OLED器件具有高亮度和鲜艳的颜色。
由于OLED器件可以直接发光,而不需要背光源,因此可以实现更高的亮度,并且颜色更加鲜艳,对比度更高。
此外,OLED 器件的发光效率也比传统的LED器件高,能耗更低。
最后,OLED器件具有非常快速的响应速度。
由于电荷在有机材料中的运动速度非常快,因此OLED器件可以实现高频率的图像刷新,不会出现拖影现象。
有机半导体器件的现状及发展趋势

有机半导体器件的现状及发展趋势一、引言有机半导体器件是指以有机化合物为主要材料制成的半导体器件,其具有低成本、可加工性强、柔性可弯曲等特点。
近年来,随着科技的不断进步和人们对环保节能的追求,有机半导体器件在显示、照明、太阳能电池等领域得到了广泛应用,并且在未来的发展中具有巨大潜力。
二、现状1.应用领域目前,有机半导体器件主要应用于显示和照明领域。
其中,OLED (Organic Light Emitting Diode)是最为广泛使用的一种有机半导体器件,其可以制成柔性屏幕,并且具有高亮度、高对比度、色彩鲜艳等优点。
此外,在太阳能电池领域也开始出现了利用有机半导体材料制成的柔性太阳能电池。
2.技术发展随着技术的不断进步,有机半导体器件在性能和稳定性方面得到了持续提高。
例如,在OLED领域中,通过改进材料配方和结构设计等手段,使得OLED显示屏幕的亮度和寿命得到了极大提升。
此外,还出现了一些新型有机半导体材料,如有机小分子、聚合物、碳纳米管等,这些材料具有更好的电学性能和光学性能。
三、发展趋势1.应用拓展未来,有机半导体器件将会在更多领域得到应用。
例如,在生物医学领域中,利用柔性有机半导体器件可以制成可穿戴式医疗设备,实现对人体健康状态的监测和诊断。
在智能家居领域中,利用柔性OLED技术可以制成智能窗帘、智能灯具等产品。
2.技术创新未来,有机半导体器件的技术将会不断创新。
例如,在OLED领域中,将会出现更加高效的发光材料和更加先进的结构设计;在太阳能电池领域中,则将会出现更加高效的光电转换材料和更加稳定的器件结构。
3.市场前景随着人们对环保节能需求不断增加,以及柔性显示技术的不断发展,未来有机半导体器件的市场前景将会非常广阔。
根据市场研究机构的数据显示,到2025年,全球有机半导体器件市场规模将达到300亿美元以上。
四、结论有机半导体器件是一种具有广阔应用前景的新型半导体器件。
未来,随着技术的不断创新和市场需求的不断增加,有机半导体器件将会在更多领域得到应用,并且具有非常广阔的市场前景。
钙钛矿量子点对液晶显示的作用

钙钛矿量子点对液晶显示的作用1.概述液晶显示技术是当今信息显示领域中应用最广泛的一种技术,它具有薄、轻、低功耗等优点,在手机、电视、电脑等电子产品中得到了广泛的应用。
近年来,钙钛矿量子点作为一种新型的发光材料,受到了广泛关注。
它具有发光稳定、发光效率高、颜色纯净等优点,被认为是液晶显示技术的重要发展方向之一。
本文将就钙钛矿量子点在液晶显示中的作用进行探讨。
2.钙钛矿量子点的特点钙钛矿量子点是一种新型的半导体材料,具有以下特点:1)发光效率高:钙钛矿量子点可以在较低的电压下实现高效的发光,其发光效率是传统LED的数倍。
2)色彩纯净:钙钛矿量子点可以发射较窄的波长光谱,使得显示色彩更加纯净,更符合人眼对颜色的感知。
3)发光稳定:钙钛矿量子点的发光稳定性较好,可以长时间保持相对稳定的发光性能。
3.钙钛矿量子点在液晶显示中的应用液晶显示是利用液晶分子在电场作用下的排列来调节光的透过性,从而实现图像显示的技术。
钙钛矿量子点在液晶显示中的应用主要体现在以下几个方面:1)提高色彩饱和度:由于钙钛矿量子点发光色彩纯净,可以被应用于提高液晶显示器的色彩饱和度,使得显示效果更加细腻丰富。
2)扩大色域范围:传统液晶显示器由于使用的是白光背光,色域范围有限。
而采用钙钛矿量子点作为背光源可以大大扩大液晶显示器的色域范围,实现更广泛的色彩显示。
3)提高发光效率:钙钛矿量子点作为发光材料,可以替代传统液晶显示器中的荧光粉材料,提高显示器的发光效率,降低功耗,延长使用寿命。
4.钙钛矿量子点对液晶显示的影响从上述应用可以看出,钙钛矿量子点对液晶显示技术具有积极的影响:1)提高显示效果:钙钛矿量子点可以提高液晶显示器的色彩饱和度和色域范围,使得显示效果更加逼真,更符合人眼的感知。
2)节能环保:采用钙钛矿量子点作为液晶显示器的背光源可以提高发光效率,降低能耗,达到节能环保的效果。
3)推动技术发展:钙钛矿量子点作为新型发光材料,推动了液晶显示技术的发展,促进了显示器的技术升级和产业升级。
全固态钙钛矿量子点及发光母粒

全固态钙钛矿量子点及发光母粒1. 简介全固态钙钛矿量子点是一种新型的半导体材料,具有优异的光电特性和发光性能。
由于其在光电器件、显示器件和生物医学领域的潜在应用,引起了广泛的研究兴趣。
全固态钙钛矿量子点及其发光母粒的研究不仅对于材料科学和光电器件领域具有重要意义,而且对推动新型材料在实际应用中的发展也具有深远的意义。
本文将对全固态钙钛矿量子点及发光母粒的研究现状、性能特点和应用前景进行综述。
2. 全固态钙钛矿量子点的合成方法目前,全固态钙钛矿量子点的合成方法主要包括溶液法、热分解法、离子交换法等。
溶液法是最常用的合成方法,通常通过钙钛矿晶种的溶解再结晶来实现对量子点的合成。
热分解法利用高温热解或溶胶-凝胶法将前驱体转化为全固态钙钛矿量子点。
离子交换法则是利用溶液中存在的钙离子与其他阳离子进行交换,合成全固态钙钛矿量子点。
这些方法各有优缺点,需要根据具体需求选择合适的合成方法。
3. 全固态钙钛矿量子点的性能特点全固态钙钛矿量子点具有优异的光致发光特性和较高的荧光量子产率,其发光波长可通过改变结构和成分调控,具有较宽的调制范围。
全固态钙钛矿量子点还具有窄的发光带宽、长的荧光寿命和优异的光稳定性。
这些性能特点使得全固态钙钛矿量子点在显示器件、白光LED等光电器件中具有巨大的应用潜力。
4. 全固态钙钛矿量子点的应用前景全固态钙钛矿量子点的应用前景非常广阔,主要包括显示器件、照明器件、生物成像和生物标记、传感器等领域。
在显示器件中,全固态钙钛矿量子点可应用于LED、QLED、LCD等各种显示技术中,具有较高的亮度和色彩饱和度。
在照明器件中,全固态钙钛矿量子点可以作为优质的发光材料,应用于室内照明、车灯等领域。
在生物医学领域,全固态钙钛矿量子点可作为生物成像探针,用于细胞成像、肿瘤治疗等领域。
在传感器领域,全固态钙钛矿量子点可以应用于化学传感、生物传感等领域,具有较高的灵敏度和选择性。
5. 结语全固态钙钛矿量子点及发光母粒作为一种新型的半导体材料,具有独特的光电特性和发光性能,引起了广泛的研究兴趣和应用价值。
钙钛矿发光材料在LED显示器中的应用

钙钛矿发光材料在LED显示器中的应用现代科技的进步使得LED显示器在各个领域得到广泛应用,从家庭娱乐到商业展示,无处不见它们的身影。
而作为LED显示器核心的发光材料也在不断地发展和改进,为我们带来更加出色的视觉体验。
其中,钙钛矿发光材料作为一种新型材料,其应用在LED显示器中备受关注。
钙钛矿(Perovskite)是一种结构特殊的晶体材料,其化学式为ABX3,A、B、X分别代表阳离子、阴离子和形成晶体结构的离子。
该材料具有优异的光电性能,包括高光电转换效率、宽光谱响应范围和较长的载流子寿命等特点,使其成为发光材料的研究热点。
首先,钙钛矿发光材料在LED显示器的背光源中得到了应用。
传统LED显示器的背光源多采用白光LED,其通过蓝光激发黄色荧光粉产生白光。
然而,蓝光激发黄色荧光粉会造成光能的大量损失,导致能效低下。
而钙钛矿发光材料具有较高的发光效率和窄的发光光谱,可以替代传统的荧光材料,提高显示器的亮度和能效。
其次,钙钛矿发光材料在LED显示器的发光层中得到了应用。
发光层是LED显示器中最关键的元件之一,直接决定了显示效果的优劣。
钙钛矿发光材料具有较高的发光效率和较长的载流子寿命,可以使LED显示器的发光层更加亮度高、色彩纯净、对比度高,大大提升了观看体验。
此外,钙钛矿发光材料还可以通过改变其化学组成和晶体结构来调节其光电性能,使其在LED显示器中显示出不同的颜色。
通过控制钙钛矿晶体中钙离子(Ca2+)和铅离子(Pb2+)的比例,可以实现发光材料从红光到蓝光的调节,满足不同显示需求。
然而,钙钛矿发光材料在LED显示器中的应用仍面临一些挑战。
首先,该材料的稳定性和可靠性有待提高,因为其易受潮湿和氧化等环境因素的影响,导致发光性能下降。
其次,制备工艺较为复杂,制造成本相对较高,限制了其规模化生产和商业化应用。
因此,需要加大研发力度,改进制备工艺,提高材料的稳定性和可靠性。
综上所述,钙钛矿发光材料作为一种新型材料,在LED显示器中的应用潜力巨大。
半导体发光材料的研究与应用

半导体发光材料的研究与应用随着科技的快速发展,人类对材料的要求也日益增高。
在众多材料中,半导体发光材料因其广泛的应用前景而备受关注。
其主要特点是在外界的激励下会发射可见光,具有高效能、高亮度、长寿命等优势,被广泛应用于LED照明、平板显示、激光器等领域。
本文将从半导体发光材料的基本结构、制备工艺以及应用发展等方面探讨其研究与应用现状。
一、半导体发光材料的基本结构半导体发光材料主要由三个部分组成,即发光源、能带结构和载流子注入层。
其中,发光源是决定材料发光颜色和亮度的关键因素,能带结构则是一种特殊的材料结构,其能带间隔会影响载流子的能级变化,进而影响材料的发光效果。
而载流子注入层则可以提高发光效率,使电子和空穴在载流子注入区间流动时透过层与发射源相遇,从而实现高效的激发和发光。
二、半导体发光材料的制备工艺半导体发光材料的制备工艺主要包括物理气相沉积、蒸镀法、溶液法和离子激发等。
其中,物理气相沉积是目前最常见的一种制备工艺。
其基本原理是将高纯度的单质金属蒸发或气化成为原子状态后,通过控制物理气相反应条件,使其在合适的反应介质中进行沉积反应,从而实现半导体发光材料的制备。
这种制备工艺具有高纯度、较低的成本等优势,但制备过程中需要耐心调节各项制备参数,也容易出现受到外界扰动后的材料不一致等问题。
三、半导体发光材料的应用发展近年来,半导体发光材料的应用领域日益扩展。
其中,LED照明成为切实可行的实现节能减排的新技术,被迅速工业化,目前半导体照明在市场规模、节能潜力等各个方面的优势逐步显现。
其次,绿色激光器的研究可为制备出新型的显示屏、激光打印机等高效、高色彩还原的光电应用设备提供支撑。
再者,纳米发光材料的应用研究为强化显微成像、荧光探测、生物传感等提供了新的解决方案。
总之,半导体发光材料是一种非常重要的材料,其在照明、显示等领域中的应用前景是非常广阔的。
未来发展方向包括提高光电转换效率、实现低成本制备、开发更多新型的功能性半导体发光材料等,这也将进一步推动半导体发光材料在各个领域的广泛应用。
有机发光二极管(OLED)的应用和发展
有机发光二极管(OLED)的应用和发展摘要: 有机电致发光现象最早发现于上世纪50年代。
这项技术最早存在很大的缺点,一开始并未引起广泛的研究兴趣。
直到20年前发生的突破性进展,OLED得以实现了各种功能化,并成为了最有前途的显示和发光器件。
本文先介绍了OLED的历史,然后讲解了OLED的原理,并重点介绍了OLED 的应用化技术和在各种方面的应用,最后提出了对我国OLED 技术发展的展望。
关键词电致发光;半导体;有机发光二极管;显示器;OLED 照明光电综合;显示驱动电路1Abstract:phenomenon of OLED is found in 1950s.This technology had many disadvantages at early time,at the beginning ,researchers have no interests on it.Until the breakthrough progressment of 20 years ago,OLED just could accomplish every kind of effection and became the most promising showing and optical apparatus.First of all,this article introduces the history of OLED,then explains the theory,and puts more attention on applied technologies and applies of every aspect,at last,it involves the development of OLED technologies .The key words : OLED semiconductor showplay Electroluminescent OLED illumination photoelectric synthesis show drive equipment(一)OLED的历史有机电致发光现象最早由A. Bernanose等在上世纪50年代发现。
钙钛矿和量子点发光nature
钙钛矿和量子点发光是当前研究领域中备受关注的两大技术,它们在光电子学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文将分别对钙钛矿和量子点发光进行介绍,并比较它们在发光性能、制备工艺、应用领域等方面的差异,旨在全面展现这两种发光材料的特点和优势。
1. 钙钛矿发光技术钙钛矿是一种具有优异光电性能的发光材料,其光电子学性能优异,被广泛应用在LED器件、光伏电池、光传感器等领域。
钙钛矿发光具有以下特点:(1)发光效率高:钙钛矿发光材料具有较高的发光效率,能够将输入的能量转化为可见光,使得光源亮度较高,色彩更加鲜艳。
(2)发光波长可调:钙钛矿发光波长范围较宽,可以通过调控材料的成分和结构来实现发光波长的调节,满足不同领域的应用需求。
(3)制备工艺成熟:目前钙钛矿的制备工艺已经相当成熟,可以通过溶液法、气相沉积等多种方法进行大规模制备,降低了制备成本,提高了材料的商业化应用价值。
2. 量子点发光技术量子点是一种具有特殊结构和发光特性的半导体纳米材料,其发光性能优异,被广泛应用在显示器件、生物成像、光催化等领域。
量子点发光具有以下特点:(1)发光色彩纯净:量子点发光具有色彩纯净、饱和度高的特点,能够实现更加真实、细腻的显示效果,广泛应用于LED显示屏、电视机等领域。
(2)宽发光谱范围:量子点发光谱范围较宽,可以通过调控量子点的尺寸和成分来实现发光波长的调节,满足不同领域的应用需求。
(3)生物兼容性强:量子点具有良好的生物兼容性,被广泛应用于生物成像、药物递送等领域,在医学和生物医学领域具有广阔的应用前景。
3. 钙钛矿和量子点发光的比较(1)发光性能比较:钙钛矿发光效率较高,而量子点发光色彩纯净度更高,两者在发光性能上各有优势。
(2)制备工艺比较:钙钛矿发光材料的制备工艺较为成熟,而量子点需要精密的合成工艺,制备工艺相对较为复杂。
(3)应用领域比较:钙钛矿在LED光源、光伏电池等领域具有较为广泛的应用前景,而量子点在显示器件、生物成像等领域具有独特优势。
有机发光器件(OLED)界面的研究进展
有机发光器件(OLED)界面的研究进展邹元明;陈倩倩;宋思思【摘要】近年来,随着我国社会的进步和经济水平的不断提高,科学技术水平也不断提高和进步,人们的生活质量和水平随之提高,生活方式也发生了一定的改变.当代,人们的生活更加丰富多彩,光在人们生活中也扮演着越来越重要的角色.无论是人们使用的手机、电脑等智能产品的屏幕还是车站、商场等公共场所的广告投屏都需要发光器的支持.因此,OLED广泛应用于各个领域当中,为人们的生活提供便利.OLED全称为OrganicLight-Emitting Diode,即有机发光器件,它的出现和发展在一定程度上丰富了人们的生活方式,促进了经济发展.主要将对有机发光器件(OLED)界面的研究进展进行简要的探讨和分析.%In recent years,with the progress of our society and the continuous improvement of the economic level,the level of science and technology has also been continuously improved and improved.People’s quality of life and level have increased,and lifestyle has changed.In contemporary times,people’s lives are more colorful,and light plays an increasingly important role in people’s lives.Whether it is the screen of smart products such as mobile phones and computers used by people,or the advertising screens of public places such as stations and shopping malls,it needs the support of illuminators.OLED can be widely used in various fields to facilitate people's lives.OLED is called OrganicLight-Emitting Diode,which is an organic light-emitting device.Its appearance and development have enriched people's lifestyle and promoted economic development to some extent.This paper will brieflydiscuss and analyze the research progress of organic light-emitting device(OLED)interface.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P134-135)【关键词】有机发光器件;界面;研究进展【作者】邹元明;陈倩倩;宋思思【作者单位】烟台九目化学制品有限公司,山东烟台 264006;烟台九目化学制品有限公司,山东烟台 264006;烟台九目化学制品有限公司,山东烟台 264006【正文语种】中文【中图分类】TN383.1有机发光器件的出现和发展无论是对人们的日常生活还是对工商业的发展都有一定的促进作用,它有很多值得称赞的优点,和其他发光器件如LCD即液晶显示器相比,OLED不需要背光源,所以OLED的功耗比较低,可以最大程度的节能;OLED的响应速度很快,能够更好地实现运动图像的播放;OLED与其他发光技术相比是主动发光的,所以视角很宽阔,不会出现失真的情况等。
钙钛矿发光二极管的性能研究与应用
钙钛矿发光二极管的性能研究与应用第一章:引言钙钛矿(Perovskite)发光二极管是一类新型半导体器件,具有较高的发光效率、低成本、广泛的光谱范围和易于制备等优势。
近年来,钙钛矿发光二极管在显示、照明、显示器、光伏等领域得到了广泛的关注和研究。
本文旨在介绍钙钛矿发光二极管的性能研究和应用现状,并探讨未来的发展趋势。
第二章:钙钛矿发光二极管的制备钙钛矿发光二极管的制备主要包括两种方法:有机金属气相沉积法和溶液法。
有机金属气相沉积法是将有机金属化合物与空气混合后,通过高温反应和沉积形成钙钛矿晶体。
溶液法是将钙钛矿材料溶解在有机溶剂中,通过旋涂、喷涂等工艺制备薄膜或器件。
在制备过程中,关键参数如温度、时间、流量、浓度等需要严格控制,以确保钙钛矿晶体的纯度和结构完整性。
第三章:钙钛矿发光二极管的性能研究钙钛矿发光二极管具有较高的发光效率、宽谱范围、较快的响应速度和良好的稳定性。
其中,发光效率是研究的重点之一。
发光效率受到不同影响因素的影响,包括周期性表面纳米结构、掺杂浓度、晶体缺陷等。
目前,研究者通过控制器件的材料、制备工艺和结构等方面,提高了钙钛矿发光二极管的发光效率和色纯度。
另外,钙钛矿发光二极管在不同波段均能发光,因此可以实现全彩显示、白光照明等多种应用。
第四章:钙钛矿发光二极管的应用研究钙钛矿发光二极管的应用涉及照明、显示、显示器和光伏等领域。
在照明领域,钙钛矿发光二极管的高效发光特性使其成为一种更加环保、能源节约的照明源,被视为传统白光LED的最有利替代方案。
在显示领域,钙钛矿发光二极管具有宽色域、高亮度、高对比度等优点,可以实现更好的显示效果。
在显示器领域,钙钛矿发光二极管的快速响应和高稳定性使其受到越来越多的关注和使用。
在光伏领域,钙钛矿材料的光伏转换效率高,可以制备高效太阳能电池。
第五章:钙钛矿发光二极管的发展趋势随着钙钛矿发光二极管领域的深入研究,钙钛矿材料的制备工艺和性能已经得到了很大提高,这为其在各个领域的应用提供了广阔的前景。
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关于有机半导体钙钛矿结构作为发光层的OLED的发展和研究关于有机半导体钙钛矿结构作为发光层的OLED的发展和研究姓名:王海学号:51151213009专业:物理电子学摘要OLED具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示和 3D 显示等诸多优点,将成为未来20 年最具“钱景”的新型显示技术。
同时,由于OLED 具有可大面积成膜、功耗低以及其它优良特性,因此还是一种理想的平面光源,在未来的节能环保型照明领域也具有广泛的应用前景。
而对于现在材料的研究中,核心就是研究发光层的材料,而怎么样找到能提高发光的效率得发光层材料成为发展OLED的主要热点和难点。
随着有机半导体逐渐成为被更多人研究,它在发光领域被更多人所探索。
有机和无机的杂化形成的钙钛矿结构作为发光层的OLED能够克服传统OLED克服不了的困难,比如制备复杂,昂贵的成本,亮度不纯。
所以对于钙钛矿结构的发光层的OLED的研究尤其显得非常有必要。
1.1研究现状1987年,美国Kodak公司的C.W.Tang和S.V.Slyke等人发现了低分子有机材料的发光现象,并采用超薄膜技术和新型空穴传输材料制成了低电压高效率的OLED器件,接着在1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出了以涂布方式将多分子应用在OLED上,进而引起了人们对OLED的研究兴趣,从此全球有百余家科研单位和商业公司开始OLED的研究开发和产业化工作。
目前走在前列的是日本、韩国以及我国台湾。
OLED从有机材料上来分,分为小分子OLED和高分子OLED(PLED)。
小分子OLED的核心专利主要掌握在柯达公司手中,而对于高分子OLED的核心专利主要掌握在英国剑桥显示科技公司CDT手中。
其他公司想从事OLED的生产,一般需要得到柯达或CDT 的专利授权。
日本先锋公司在1997年率先推出了OLED车载显示器,建成了世界上第一条OLED生产线。
2000年,美国摩托罗拉公司首先推出了采用日本先锋公司生产的OLED显示屏的手机。
2001年,日本索尼公司和韩国三星公司相继推出了13in和15.1in的全彩色有源驱动OLED显示屏样品。
2002年4月,东芝松下推出了17in全彩色低温多晶硅驱动OLED显示屏。
日本TDK在2004年10月展览会上展出1.8in的OLED全彩面板和1.5in单彩OLED。
早在2000年11月,著名学者,诺贝尔化学奖得主AlanHeeger博士在圣地亚哥的Intertech2000OLED会议上向世界宣称:有机发光二极管(OLED)显示技术是一种"颠覆性"技术!在今后10年内它将作为显示技术的主宰取代LCD。
目前,OLED的产品已经从实验室走向了市场,OLED在手机上的应用极大的推动了其技术的发展,对现有的LCD提出了强有力的挑战。
2.1 OLED的研究方法虽然目前对于OLED的研究比较火热也很成熟,但是仍有一些问题急需解决,比如物理机制和很多关键技术都处于空白或者无法达成共识的状态。
关键技术大都涉及到工艺,并不是我们研究的范围,通过一些实验法解释一些物理机制。
目前急需解决的是发光效率和寿命的问题。
而发光层的材料选择尤为重要,所以寻找合适的发光层材料是我们提高OLED发光效率的突破口。
图1图一是OLED的结构示意图。
一般情况下,显示层一般有五层组成,分别是电子注入层,电子传输层,发光层,空穴注传输层,空穴注入层,还有阴极和阳极。
下面分别讲一下每层的功能和作用。
2.1.1阴极材料为了克服低功函数金属的化学稳定性差的问题,有研究者选用分别有低功函和低活性两种特性的金属形成合金做阴极材料,如Mg,Ag,Li,Al等。
2.1.2阳极材料OLED的阳极材料比阴极材料多了透明度的要求,常用的有透明导电氧化物ITO、ZnO等,在可见光区接近透明。
当用金属做阳极时,则必须在保证导电性的前提下,使厚度小到在可见光区有足够的透明度,这个厚度通常小于20nm。
2.1.3空穴注入层ITO表面的功函数经过处理后虽然可以升高到接近5eV,但仍不能轻松越过有机材料的HOMO能级造成的势垒,常见的做法是在ITO/HTL 之间插入空穴注入层。
空穴注入层的选择依据是其HOMO能级与ITO 的匹配度,原则是要大于ITO的HOMO的绝对值,但又不能太大。
而好的空穴注入材料,通常也具有空穴传输能力,有时与空穴传输层不分。
常见的空穴注入层有小分子材料CuPc,高分子材料 PEDOT等。
2.1.4空穴传输层对空穴传输层的要求除了空穴迁移率要高之外,更重要的是有良好的成膜性和热稳定性,因为通常有机材料的空穴迁移率都能满足要求,这时成膜的平整度和高温下的稳定度就成了主要考量的参数。
常见的空穴传输材料有TPD, NPB等。
2.1.5电子注入层电子注入材料的种类繁多,有碱金属氧化物,桂酸盐,碳酸盐,氟化物等它们在器件中的厚度通常不大于5mn。
电子成功的注入到有机材料中之后,若是受到空间电荷限制而无法有效的传递到发光区参与复合发光,仍然无法解决载流子不平衡的问题。
因此,电子注入层还需要搭配合适的电子传输层,这样才能有效的利用注入的电子。
2.1.6电子传输层/空穴阻挡层电子传输层由于弥补了有机材料先天性的不足,在正确选择的情况下通常能使OLED的效率得到显著提升。
适合做电子传输层的材料应当具有以下特点:1)有较高的电子迁移率。
这样才能使激子复合区域远离阴极,并提高激子产生的速率。
2)有合适的HOMO和LUMO能级。
这是为了使电子有最小的注入势全,减小工作电压。
3)最好同时具有空穴阻挡能力,减少空穴在阴极处的漏电流。
具有空穴阻挡能力的电子传输材料应当有大能隙和低HOMO能级(例如大于6.0eV)。
2.1.7发光材料一般而言,发光材料应具有可见光波段的发射光谱,突光内量子效率越高越好。
OLED中的发光材料根据分子量大小可分为两大类:小分子和高分子(或称聚合物):1)小分子材料的优点是可用于多层器件,在器件结构上根据需要尽情组合设计,自由度极高。
缺点是制备过程需要真空,工艺相对于旋涂较为复杂。
2)高分子材料的优点是可以溶于有机溶剂旋涂成膜,制备工艺成本低。
缺点是只能制备单层器件,无法对载流子复合区域进行精准定位,器件结构上几乎没有可选择的余地。
OLED的发光方式可以大致被分为本征发光、激基复合物发光和掺杂系统发光三种。
其中掺杂系统的制备手段有混合共蒸和溶液共溶旋涂两种,在本文中都会用到。
主客体掺杂发光系统的应用是最为广泛的。
因为具有优越的电子传输和发光特性的发光主体材料可以和各种高荧光效率的客体发光材料相结合,得到高效率的电致发光和多种发光色度。
且主客体材料的能级通过人为设计搭配,可以适应各种界面能级,转换成不同功能层,其组合方式拥有无限可能。
3.1实验室处理方法3.1.1 ITO基片的清洗和处理本文中的器件都制备于ITO导电玻璃基底上,ITO出厂时已被腐蚀成条状。
ITO玻璃基片均经过严格的清洗:①用脱脂棉和洗漆剂擦洗掉基片表面的油污和杂质,并用去离子水冲洗,视情况可重复多次,以清水从表面流过无停顿点为合格。
②将基片依次浸入丙酮、无水乙醇和去离子水中用超声波清洗仪清洗10~15分钟,去掉表面残留的难溶有机物。
③在超净间里用高压氮气将基片表面吹干。
④在通风橱里紫外灯下通入氧气8~10分钟,利用臭氧填补表面氧空位,提高阳极功函数。
3.1.2 薄膜制备方法薄膜的制备方法有三大类:外延法、甩膜法和真空法。
只有在生长单晶薄膜时需要用到外延法。
用膜法就是用适当的溶剂将髙分子材料(分子量大于1000的材料归类为高分子)溶解,用滴管把少量溶液滴在旋转的圆盘上,使溶液向四面散开。
待溶剂挥发后,得到厚度均勾的薄膜。
这种方法最简便,成本最低,也可发展延伸为浸泡、喷涂及印刷等方法。
真空法可分为等离子体溅射、电子束蒸发和热蒸发[58],在本文中都会不同程度的涉及到:1.等离子体溅射是在不太低的真空中产生真空放电,形成等离子体,其中由离子轰击原料做成的紀面将表面的原子濺射到选定的衬底上。
常用于制备无机金属氧化物、氮化物薄膜等,如OLED中的ITO (Indium Tin Oxides)阳极。
不能在有机薄膜之上直接使用等离子体溅射,因为来自IE材的轰击能量很大,会轻易的破坏结构相对“松软”的有机薄膜。
2.普通热蒸发方法是将样品放在耐高温的鹤舟、钼舟或石英舟里,舟的两端或托架连接着电极,通电流加热,通常使用低电压大电流。
热量要从舟传到材料,再由材料底层传到表层,等表层温度升高到蒸发温度,材料才会无阻碍的被蒸发,整个原料受热是不均匀的,其过程所费时间也较长,这是热蒸发的缺点。
3.电子束蒸发则是将电子束聚集在待蒸样品上,产生的热使样品蒸发,和普通热蒸发在本质上是相同的。
但它可以在很小的区域内很快的达到很高的温度,这在有的情况下是非常必要的。
蒸发温度高低可通过调节电子束电流的大小加以控制。
4.1待解决的问题用钙钛矿结构的有机物和无机物聚合而成的新物质MAPbBr3作为发光层具有很多优点,但是怎样让它进一步提高他的发光效率和发光寿命是目前我们需要解决的问题。
首先得知道MAPbBr3到底哪种离子影响OLED的寿命和发光效率的,我们采用控制变量法来研究。
我们确定两外两种原子的量一定,然后在制备MAPbBr3物质的时候,改变另一种原子不同的量然后测出他们的发光寿命和发光效率,然后在结合理论分析影响发光寿命和效率的物理机理到底是什么。
第二种想法是从工艺上对我们实验中做的OLED进行改造,看对发光效率和发光寿命有什么影响。
传统意义上的制作发光层的薄膜是用的甩膜法,我们知道甩膜法制作的薄膜不是很均匀,而且也不是很平整,那我们换一种做膜的方法,看看他的发光效率有什么影响。
因此,针对这两种想法,在后面的实验中去试试,而且再找出其它的钙钛矿结构的有机无机聚合物,比如吧Pb换成Mn,Br换成其他的卤素元素看看结果是不是也不同。
都是接下来实验中要做的事。
5.1总结通过半年的研究生学习,我发现研究生阶段和本科还是有诸多不同,比如本科时候需要整天泡在图书管里,看更多的与专业相关的书籍,强调上课认真听讲,期末好好复习,但是到了研究生更多的是自己思考,更多的是学习方法,学习思想。
就拿实验来说,首先得看文献,看文献不是为了从里面学到很多知识,因为课本上的比文献上要具体多少倍,而且文献上的也是某个领域的最前沿,很多东西还没有用科学方法的验证和时间的考研,所以不一定对。
我们要从文献中学到什么,我想首先得学到方法,当你处理一种物质的时候,你最起码知道有多少种方法去做他,每一种方法都具有什么样的优缺点,而且哪种方法你实验室能够实现。
其次我觉得通过看文献你要知道你所研究的这个领域目前的热点是什么,只有掌握了这个你才知道你实验的目的是什么,是要解决那个问题:是发明中一种方法还是发现一一种新材料,避免和前人做重复工作造成无用功。