本論文圍繞金屬氧化物界面層在溶液工藝發(fā)光二極管器件（LED）中的應(yīng)用展開(kāi)研究,旨在理解溶液工藝氧化物界面層的性質(zhì)和LED性能之間的關(guān)系,開(kāi)發(fā)性質(zhì)滿(mǎn)足溶液工藝LED器件需求的氧化物界面層材料。針對(duì)氧化鋅（ZnO）膠體納米晶電子注入層和氧化鎳（NiOx）空穴注入層在溶液工藝LED應(yīng)用中存在的問(wèn)題,分別在納米晶合成和界面層薄膜后處理階段對(duì)它們的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控,并研究了調(diào)控前后界面層薄膜性質(zhì)對(duì)LED性能的影響。在電子注入層方面,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的控制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)ZnO納米晶的銦（In3+）摻雜,合成出了 In3+摻雜的ZnO納米晶（IZO）,發(fā)現(xiàn)In3+摻雜能提高ZnO納米晶的自由電子濃度。隨后,經(jīng)過(guò)配體交換和成膜工藝的優(yōu)化制備了高質(zhì)量的IZO納米晶薄膜,并實(shí)現(xiàn)In3+摻雜調(diào)控ZnO納米晶薄膜的表面功函數(shù)。將IZO薄膜作為電子注入層,應(yīng)用于溶液工藝有機(jī)發(fā)光二極管器件中。研究結(jié)果顯示:IZO納米晶能將器件的開(kāi)啟電壓降低0.5V,效率提高一倍多。基于掃描開(kāi)爾文探針顯微鏡的研究結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)器件性能的提高是因?yàn)?In3+摻雜對(duì)薄膜表面功函數(shù)的調(diào)控作用降低了器件中電子注入的勢(shì)壘。在空穴注入層方面,針對(duì)溶... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．２噴墨打印工藝制備的高分辨率（ａ）?ＯＬＥＤ像素點(diǎn)［１６］和（ｂ）量子點(diǎn)圖案［１９】

ｉｎｖｅｒｔｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．??根據(jù)發(fā)光材料的種類(lèi)和性質(zhì)差異，溶液工藝ＬＥＤ器件的具體結(jié)構(gòu)多種多樣。??但是，概括起來(lái)，溶液工藝ＬＥＤ器件的典型結(jié)構(gòu)有正型和反型兩種結(jié)構(gòu)（圖２．３）。??不管是正型結(jié)構(gòu)還是反型結(jié)構(gòu)，發(fā)光層和陰極之間一般都有電子傳輸層（ＥＴＬ），??發(fā)光層和陽(yáng)極之間一般都有空穴傳輸層（ＨＴＬ），而且電子傳輸層和空穴傳輸層??都可能不止一層，有可能是多種材料組成的多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)的界面層一般是??為了形成階梯式的能級(jí)結(jié)構(gòu)，減小電子或空穴的注入勢(shì)壟｜Ｕ５１，也可能是為了在??發(fā)光層和電子／空穴傳輸層之間插入空穴／電子阻擋層［２６＿２７１。??在正型和反型兩種結(jié)構(gòu)中，光都是從透明電極一側(cè)出來(lái)，常用的透明電極一??般為銦錫氧（ＩＴＯ）或氟錫氧（ＦＴＯ）電極。在正型結(jié)構(gòu)中，１Ｔ０或ＦＴＯ做陽(yáng)極，??陰極材料一般為Ｃａ、Ｍｇ、Ａ１或Ａｇ等功函數(shù)低的金屬。但由于Ｃａ和Ｍｇ化學(xué)??穩(wěn)定性差，易與空氣中的氧和水汽反應(yīng)，在引入合適的電子傳輸層后，陰極通常??可以采用Ａｌ、Ａｇ或金屬合金等更為穩(wěn)定的金屬［２５］。為了增大陽(yáng)極材料的功函數(shù)

的發(fā)光中心既可能是連續(xù)的鈣鈦礦晶體薄膜，也可能是有機(jī)分子半導(dǎo)體和膠體量??子點(diǎn)單晶，但是在不考慮不同發(fā)光中心內(nèi)部激子行為差異的情況下，溶液工藝??ＬＥＤ所涉及的基元物理過(guò)程類(lèi)似。如圖２．４所示，溶液工藝ＬＥＤ在外加電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)??下工作時(shí)所涉及的基元物理過(guò)程包括（１）電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入??到載流子傳輸／注入層的導(dǎo)帶（或最低未占分子軌道，ＬＵＭＯ）和價(jià)帶（或最高占??據(jù)分子軌道，ＨＯＭＯ）能級(jí)，（２）電子和空穴在載流子傳輸／注入層內(nèi)的傳輸，（３）??電子和空穴分別從載流子傳輸／注入層注入到發(fā)光層的導(dǎo)帶（或ＬＵＭＯ）和價(jià)帶??（或ＨＯＭＯ）能級(jí)，（４）注入的載流子在發(fā)光中心內(nèi)形成激子，（５）激子在發(fā)光??中心內(nèi)輻射復(fù)合釋放出光子，（６）光子發(fā)射出器件。上述每一個(gè)基元物理過(guò)程幾??乎都會(huì)受到界面層性質(zhì)的影響，并最終影響ＬＥＤ器件的性能。??ＥＱＥ是衡量ＬＥＤ器件光電轉(zhuǎn)換效率的最核心指標(biāo)，它的高低由上述六個(gè)基元??６??


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