【摘要】：隨著近十幾年的發(fā)展,量子點(diǎn)發(fā)光二極管已經(jīng)具有較高的外量子效率,出色可見(jiàn)光色彩飽和度,可調(diào)節(jié)的窄帶近紅外發(fā)射等優(yōu)點(diǎn),使其在高分辨率顯示技術(shù)方面具有很大的應(yīng)用潛力。常用的量子點(diǎn)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中,有機(jī)材料PEDOT:PSS、Poly-TPD、TPBI通常分別作為空穴注入層、空穴傳輸層使用與電子傳輸層。有機(jī)材料能夠有效提高器件的外量子效率與亮度,然而有機(jī)材料作為傳輸層易受空氣環(huán)境影響,造成其相關(guān)器件存在易老化,壽命短等缺點(diǎn)。更重要的是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,有機(jī)材料生產(chǎn)成本較高,工藝復(fù)雜,具有毒性是不能被忽視的。因此,開(kāi)發(fā)出能夠替代現(xiàn)有有機(jī)小分子的無(wú)機(jī)新材料變得越來(lái)越重要。Kelvin探針作為一種非接觸式、無(wú)損、高效靈敏的振動(dòng)電容式設(shè)備,能夠有效測(cè)定導(dǎo)體,半導(dǎo)體的功函。在表面科學(xué),亞表面科學(xué)等領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在我們的研究工作中,我們用Kelvin探針來(lái)研究納米材料相對(duì)于參比電極的功函差;與此同時(shí),我們構(gòu)建了不同結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)發(fā)光二極管來(lái)研究單層或多層材料的相對(duì)功函與電荷傳輸特性,以?xún)?yōu)化器件材料與結(jié)構(gòu)�；谝陨�,我們的目標(biāo)如下。眾所周知,功函的提高有助于增強(qiáng)器件陽(yáng)極的空穴注入效率,能夠有效提升器件性能。因此,第一部分中我們對(duì)ITO的表面進(jìn)行不同方式處理,利用Kelvin探針研究如何提高ITO的表面功函,比如在大氣或真空環(huán)境下,對(duì)ITO進(jìn)行不同溫度的退火,或者將ITO置于紫外臭氧環(huán)境下,采用不同的紫外光照時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理,或者對(duì)其進(jìn)行酸堿處理等。我們發(fā)現(xiàn),利用紫外燈處理的ITO效果要比對(duì)ITO進(jìn)行退火或者酸堿處理好很多。ITO在大氣環(huán)境下退火,其功函提高了~0.2eV,而在真空環(huán)境下退火功函變化很小;只經(jīng)過(guò)紫外臭氧處理,其功函提高了~0.4eV,經(jīng)過(guò)酸堿處理,其功函只提高了~0.1eV。同時(shí),我們利用Kelvin探針研究了半導(dǎo)體氧化鋅納米顆粒與經(jīng)過(guò)摻雜鎂的Zn_(1-x)Mg_xO納米顆粒薄膜表面光電壓特性,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)摻雜后的Zn_(1-x)Mg_xO的光電響應(yīng)特性出現(xiàn)較為明顯的變化。第二部分,我們主要研究了摻雜鎂的氧化鋅合金Zn_(1-x)Mg_xO與P型半導(dǎo)體氧化鎳(NiO)在QLED上的應(yīng)用。納米氧化鋅已被廣泛用來(lái)做電子傳輸層,其優(yōu)異的電子傳輸性能,使量子點(diǎn)發(fā)光二極管的性能得到很大的提高。在我們的工作中,主要是在低溫下利用溶膠-凝膠法合成了Mg摻雜的Zn_(1-x)Mg_xO(Zn/Mg=20,10,3),通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀(XRD),透射電鏡(TEM),Kelvin探針,紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等的表征,我們發(fā)現(xiàn),Mg的含量并沒(méi)有改變納米ZnO的晶型,隨著Mg的增加,Zn_(1-x)Mg_xO吸收峰表現(xiàn)出較為明顯的藍(lán)移。我們把Zn_(1-x)Mg_xO應(yīng)用到QLED中作為電子傳輸層并與未摻雜Mg的ZnO進(jìn)行對(duì)比,器件的外量子效率與發(fā)光效率都有著較為明顯的提高,特別是外量子效率的提高較為明顯。當(dāng)Zn/Mg=20時(shí),提高了將近2倍左右。為了解決器件中陽(yáng)極ITO容易被酸性氛圍的PEDOT:PSS腐蝕問(wèn)題,我們合成了P型半導(dǎo)體NiO來(lái)替換PEDOT:PSS。我們之所以選擇NiO作為替換材料,首先因?yàn)樗膬r(jià)帶頂能夠與大多數(shù)有機(jī)聚合物的HOMO能級(jí)非常接近和匹配,NiO獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)使其成為最有潛力替換PEDOT:PSS的材料之一。我們通過(guò)構(gòu)筑量子點(diǎn)發(fā)光器件,并把NiO作為空穴注入層應(yīng)用到器件中,我們證實(shí)了NiO完全有可能作為有機(jī)物的替換材料。我們得到了其最大外量子效率達(dá)到1.46%,器件最高亮度達(dá)到了22000cd/m2,發(fā)光效率達(dá)到了2.27cd/A。除此之外,對(duì)比PEDOT:PSS作為空穴注入層,器件的穩(wěn)定性和壽命都有了很大的提高。
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【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2497140