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QLED载流子传输层的形貌调控和性能研究

作 者: 陈学诚
导 师: 李耀刚
学 校: 东华大学
专 业: 材料学
关键词: QLED 空穴传输层 氧化镍 氧化钨 电子传输层 胶体量子
分类号: TN873
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要


QLED (Quantum Dots Light-Emitting Diode,量子点发光器件),是一种新兴的显示器件,结构与OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光显示器)相似,即空穴传输层、发光层以及电子传输层组成的三明治结构。对比OLED, QLED的特点在于其发光材料采用性能更加稳定的无机量子点。量子点独特的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应和表面效应使其展现出出色的物理性质,尤其是其光学性能。相对于有机荧光染料,胶体法制备的量子点具有光谱可调,发光强度大、色纯度高、荧光寿命长,单光源可激发多色荧光等优势。此外,QLED的寿命长,封装工艺简单或无需封装,有望成为下一代的平板显示器,具有广阔发展前景。目前根据QLED中载流子传输层的不同,可将QLED分为四种。分别为聚合物载流子传输层QLED,有机小分子载流子传输层QLED,无机载流子传输层QLED,以及杂化载流子传输层QLEDo其中无机载流子传输层,空气稳定性最好,无需进行封装,是本文研究的重点。然而,目前无机载流子传输层QLED器件效率很低,主要原因在于空穴载流子和电子载流子传输速率不平衡造成量子点充电以及荧光淬灭。因此,本文主要采用水热法对空穴传输层形貌进行调控,从而提高空穴传输层中空穴载流子传输速率,以期提高QLED器件效率本文的研究内容主要如下:(1)采用水热法和磁控溅射法在FTO导电玻璃表面成功制备了NiO薄膜。其中通过改变水热生长时间,制备了微纳米叶片状、具有垂直网络结构的NiO薄膜。霍尔测试表明所制备的NiO均为p-型半导体。水热法制备的具有垂直结构的NiO薄膜其空穴传输速率明显高于磁控溅射的NiO薄膜。(2)采用水热法和磁控溅射法在FTO导电玻璃表面成功制备了W03薄膜。其中通过改变水热溶剂和添加剂,制备了具有垂直生长结构的W03薄膜。霍尔测试表明所制备的W03薄膜均为p-型半导体。水热法制备的具有垂直结构的W03薄膜其空穴传输速率明显高于磁控溅射的W03薄膜。(3)采用微流体技术成功制备了胶体量子点CdSe,并成功对其进行包覆,制备出了CdSe/ZnS量子点,包覆后荧光性能得到明显改善。通过改变合成工艺参数在很宽的范围内实现了发光光谱的调控。所合成的CdSe量子点荧光量子产率高达85%,核壳结构CdSe/ZnS量子点荧光量子产率高达90%。量子点粒径分布均匀,荧光半峰宽为17~30nm,并能维持优异的光纯度和光亮度。(4)采用磁控溅射法制备了作为电子传输层的AZO薄膜,并完成了QLED整个器件的制备。对NiO-CdSe/ZnS-AZO和WO3-CdSe/ZnS-AZO两种QLED器件进行了I-E曲线测试。结果表明NiO-CdSe/ZnS-AZO具有良好的整流特性。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-29
  1.1 引言  12
  1.2 QLED概述  12-18
    1.2.1 QLED的结构  12-14
    1.2.2 QLED分类  14-18
    1.2.3 QLED的工作原理  18
  1.3 载流子传输层  18-22
    1.3.1 空穴传输层  19-20
    1.3.2 电子传输层  20-21
    1.3.3 制备方法  21-22
  1.4 胶体量子点  22-27
    1.4.1 热注入法制备胶体量子点  23-24
    1.4.2 微反应合成胶体量子点  24-26
    1.4.3 胶体量子点的发光原理  26-27
    1.4.4 胶体量子点在QLED中的优势  27
  1.5 本论文的研究目的和意义  27-29
第二章 基于不同方法制备形貌不同的空穴传输层NiO  29-38
  2.1 水热法制备NiO  29-30
    2.1.1 实验原料  29-30
    2.1.2 实验过程  30
  2.2 磁控溅射法制备NiO  30-31
    2.2.1 实验原料  30-31
    2.2.2 实验过程  31
  2.3 薄膜的表征方法  31-32
    2.3.1 X射线衍射(XRD)  31
    2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)  31-32
    2.3.3 表面轮廓仪  32
    2.3.4 紫外-可见透射光谱(UV-Vis)  32
    2.3.5 霍尔效应(Hall)  32
  2.4 结果与讨论  32-37
    2.4.1 成分结构分析  32-33
    2.4.2 微观形貌分析  33-35
    2.4.3 样品厚度分析  35
    2.4.4 光学性能分析  35-36
    2.4.5 电学性能分析  36-37
  2.5 本章小结  37-38
第三章 基于不同方法制备形貌不同的空穴传输层WO_3  38-46
  3.1 水热法制备WO_3  38-40
    3.1.1 实验原料  38-39
    3.1.2 实验过程  39-40
  3.2 磁控溅射法制备WO_3  40
    3.2.1 实验原料  40
    3.2.3 实验过程  40
  3.3 薄膜的表征方法  40
  3.4 结果与讨论  40-45
    3.4.1 成分结构分析  40-41
    3.4.2 微观形貌分析  41-43
    3.4.3 样品厚度分析  43
    3.4.4 光学性能分析  43-44
    3.4.5 电学性能分析  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 用于发光层的胶体量子点的制备  46-54
  4.1 实验部分  46-48
    4.1.1 实验原料  46-47
    4.1.2 实验过程  47-48
  4.2 结果与讨论  48-53
    4.2.1 XRD图谱分析  48
    4.2.2 荧光性能分析  48-50
    4.2.3 荧光稳定性和量子效率  50-52
    4.2.4 量子点的形貌分析  52-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章 电子传输层的制备以及QLED器件组装  54-59
  5.1 磁控溅射法制备电子传输层AZO  54-55
    5.1.1 实验原料  54
    5.1.2 实验过程  54-55
  5.2 AZO薄膜的性能表征  55-56
  5.3 QLED器件组装和性能测试  56-58
    5.3.1 器件组装  56-57
    5.3.2 性能测试  57-58
  5.4 本章小结  58-59
全文总结  59-61
参考文献  61-68
附录 攻读硕士期间获得成果  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 终端设备 > 显示设备、显示器
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