搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于量子点和MEH-PPV的白光发光二极管的研究

孙立志 赵谡玲 徐征 尹慧丽 张成文 龙志娟 洪晓霞 王鹏 徐叙瑢

引用本文:
Citation:

基于量子点和MEH-PPV的白光发光二极管的研究

孙立志, 赵谡玲, 徐征, 尹慧丽, 张成文, 龙志娟, 洪晓霞, 王鹏, 徐叙瑢

White light emitting diode based on quantum dots and MEH-PPV

Sun Li-Zhi, Zhao Su-Ling, Xu Zheng, Yin Hui-Li, Zhang Cheng-Wen, Long Zhi-Juan, Hong Xiao-Xia, Wang Peng, Xu Xu-Rong
PDF
导出引用
  • 利用无机纳米材料与有机聚合物材料相结合的方法制备白光发光二极管器件, 研究了蓝光量子点QDs(B)掺杂聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基-1, 4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV) 复合体系的发光特性及量子点QDs(B) 掺杂浓度(质量分数)不同对器件发光特性的影响. 制备了ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:QDs(B)/LiF/Al 结构的电致发光器件, 测试了器件的电致发光光谱和电学、光学特性. 当QDs掺杂浓度为40%, 驱动电压为8 V时器件能得到较为理想的白光发射. 同时, 对比研究了非掺杂体系的发光特性, 制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/QDs(B)/LiF/Al的器件, 掺杂体系相较于非掺杂体系, 器件的最大亮度增大, 启亮电压降低, 并分析了掺杂体系器件性能改善的原因.
    The white light emitting diode (LED) devices, in which blue-emitting quantum dots doped in the polymer of poly [2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1, 4-phenylene vinylene] (MEH-PPV) serve as the active layer, have been fabricated in a nitrogen-filled glove box; the devices have the structure of ITO/PEDOT/MEH-PPV:QDs(B)/LiF/Al. After a systematical investigation, we report the effect of different quantum dots (QDs) doping concentration (mass fraction) on the electroluminescent spectrum, current density, brightness, CIE coordinates of the devices and atomic force microscopy (AFM) characterizations of the emitting layer. With the increase of QDs doping concentration, we find that the QDs luminance intensity of the controlling devices continues to grow. When the QDs doping concentration is 40%, the normal white light emission is obtained in the devices. The CIE coordinates of the white QD-LED are (0.35, 0.32), which are close to the balanced white coordinates. Besides, we also fabricate the non-doped devices, in which the structure is ITO/PEDOT/MEH-PPV/QDs(B)/LiF/Al. After finishing the active layer's preparation, the morphology of the films are investigated by AFM. By comparing the analysis, the doped system has a lower level on the root mean squared roughness. In addition, the doped devices demonstrate a superior performance, and exhibit a low turn-on voltage and a high maximum value of luminance.
      通信作者: 赵谡玲, slzhao@bjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA032205)、国家自然科学基金(批准号: 11474018, 51272022, 61575019)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20130009130001, 20120009130005)、深圳市华星光电技术有限公司技术开发合同(合同编号: HETONG-150188-04E008)资助的课题.
      Corresponding author: Zhao Su-Ling, slzhao@bjtu.edu.cn
    • Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2013AA032205), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11474018, 51272022, 61575019), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No 20120009130005, 20130009130001), and the Technological Development Contract (csot) (Grant No. HETONG-150188-04E008).
    [1]

    Steckel J S, Snee P, Coe-Sullivan S, Zimmer J P, Halpert J E, Anikeeva P, Kim L A, Bulovic V, Bawendi M G 2006 Angew. Chem. Int. Ed. 45 5796

    [2]

    Steckel J S, Zimmer J P, Coe-Sullivan S, Stott N E, Bulovic V, Bawendi M G 2004 Angew. Chem. Int. Ed. 43 2154

    [3]

    O'Connor E, O'Riordan A, Doyle H, Moynihan S, Cuddihy A, Redmond G 2005 Appl. Phys. Lett. 86 201114

    [4]

    Bakueva L, Musikhin S, Hines M A, Chang T W F, Tzolov M, Scholes G D, Sargent E H 2003 Appl. Phys. Lett. 82 2895

    [5]

    Lee J I, Ha K S, Yoo H S 2008 Acta Biomater. 4 791

    [6]

    Sun Q J, Wang Y A, Li L S, Wang D Y, Zhu T, Xu J, Yang C H, Li Y F 2007 Nature Photon. 1 717

    [7]

    Clapp A R, Medintz I L, Mauro J M, Fisher B R, Bawendi M G, Mattoussi H 2004 J. Am. Chem. Soc. 126 301

    [8]

    He Y D, Xu Z, Zhao S L, Liu Z M, Gao S, Xu X R 2014 Acta Phys. Sin. 63 177301 (in Chinese) [何月娣, 徐征, 赵谡玲, 刘志民, 高松, 徐叙瑢 2014 物理学报 63 177301]

    [9]

    Kim H H, Park S, Yi Y, Son D I, Park C, Hwang do K, Choi W K 2015 Sci. Reports 5 8968

    [10]

    Pust P, Schmidt P J, Schnick W 2015 Nature Mater. 14 454

    [11]

    Dai X L, Zhang Z X, Jin Y Z, Niu Y, Cao H J, Liang X Y, Chen L W, Wang J P, Peng X G 2014 Nature 515 96

    [12]

    Lee K H, Han C Y, Kang H D, Ko H, Lee C, Lee J, Myoung N, Yim S Y, Yang H 2015 ACS Nano 9 10941

    [13]

    Qi D F, Fischbein M, Drndić M, elmić S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 093103

    [14]

    Yang X Y, Divayana Y, Zhao D W, Leck K S, Lu F, Tan S T, Abiyasa A P, Zhao Y B, Demir H V, Sun X W 2012 Appl. Phys. Lett. 101 233110

    [15]

    Breeze A J, Schlesinger Z, Carter S A, Brock P J 2001 Phys. Rev. B 64 125205

    [16]

    Anikeeva P O, Halpert J E, Bawendi M G, Bulovic V 2009 Nano Lett. 9 2532

    [17]

    Wu C C, Wu C I, Sturm J C, Kahn A 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1348

    [18]

    Chen W B, Xu Z X, Li K, Chui S S Y, Roy V A L, Lai P T, Che C M 2012 Chin. Phys. B 21 078401

    [19]

    Liu Z M, Zhao S L, Xu Z, Gao S, Yang Y F 2014 Acta Phys. Sin. 63 097302 (in Chinese) [刘志民, 赵谡玲, 徐征, 高松, 杨一帆 2014 物理学报 63 097302]

    [20]

    Yin Y H, Deng Z B, Lun J C, L Z Y, Du H L, Wang Y S 2012 Chin. J. Lumin. 33 171 (in Chinese) [殷月红, 邓振波, 伦建超, 吕昭月, 杜海亮, 王永生 2012 发光学报 33 171]

    [21]

    Lee T W, Park O O, Kim J, Kim Y C 2002 Chem. Mater. 14 4281

    [22]

    Cho K S, Lee E K, Joo W J, Jang E, Kim T H, Lee S J, Kwon S J, Han J Y, Kim B K, Choi B L, Kim J M 2009 Nature Photon. 3 341

    [23]

    Fang Z D, Gong Z, Miao Z H, Xu X H, Ni H Q, Niu Z C 2003 Chin. Phys. Lett. 20 2061

  • [1]

    Steckel J S, Snee P, Coe-Sullivan S, Zimmer J P, Halpert J E, Anikeeva P, Kim L A, Bulovic V, Bawendi M G 2006 Angew. Chem. Int. Ed. 45 5796

    [2]

    Steckel J S, Zimmer J P, Coe-Sullivan S, Stott N E, Bulovic V, Bawendi M G 2004 Angew. Chem. Int. Ed. 43 2154

    [3]

    O'Connor E, O'Riordan A, Doyle H, Moynihan S, Cuddihy A, Redmond G 2005 Appl. Phys. Lett. 86 201114

    [4]

    Bakueva L, Musikhin S, Hines M A, Chang T W F, Tzolov M, Scholes G D, Sargent E H 2003 Appl. Phys. Lett. 82 2895

    [5]

    Lee J I, Ha K S, Yoo H S 2008 Acta Biomater. 4 791

    [6]

    Sun Q J, Wang Y A, Li L S, Wang D Y, Zhu T, Xu J, Yang C H, Li Y F 2007 Nature Photon. 1 717

    [7]

    Clapp A R, Medintz I L, Mauro J M, Fisher B R, Bawendi M G, Mattoussi H 2004 J. Am. Chem. Soc. 126 301

    [8]

    He Y D, Xu Z, Zhao S L, Liu Z M, Gao S, Xu X R 2014 Acta Phys. Sin. 63 177301 (in Chinese) [何月娣, 徐征, 赵谡玲, 刘志民, 高松, 徐叙瑢 2014 物理学报 63 177301]

    [9]

    Kim H H, Park S, Yi Y, Son D I, Park C, Hwang do K, Choi W K 2015 Sci. Reports 5 8968

    [10]

    Pust P, Schmidt P J, Schnick W 2015 Nature Mater. 14 454

    [11]

    Dai X L, Zhang Z X, Jin Y Z, Niu Y, Cao H J, Liang X Y, Chen L W, Wang J P, Peng X G 2014 Nature 515 96

    [12]

    Lee K H, Han C Y, Kang H D, Ko H, Lee C, Lee J, Myoung N, Yim S Y, Yang H 2015 ACS Nano 9 10941

    [13]

    Qi D F, Fischbein M, Drndić M, elmić S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 093103

    [14]

    Yang X Y, Divayana Y, Zhao D W, Leck K S, Lu F, Tan S T, Abiyasa A P, Zhao Y B, Demir H V, Sun X W 2012 Appl. Phys. Lett. 101 233110

    [15]

    Breeze A J, Schlesinger Z, Carter S A, Brock P J 2001 Phys. Rev. B 64 125205

    [16]

    Anikeeva P O, Halpert J E, Bawendi M G, Bulovic V 2009 Nano Lett. 9 2532

    [17]

    Wu C C, Wu C I, Sturm J C, Kahn A 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1348

    [18]

    Chen W B, Xu Z X, Li K, Chui S S Y, Roy V A L, Lai P T, Che C M 2012 Chin. Phys. B 21 078401

    [19]

    Liu Z M, Zhao S L, Xu Z, Gao S, Yang Y F 2014 Acta Phys. Sin. 63 097302 (in Chinese) [刘志民, 赵谡玲, 徐征, 高松, 杨一帆 2014 物理学报 63 097302]

    [20]

    Yin Y H, Deng Z B, Lun J C, L Z Y, Du H L, Wang Y S 2012 Chin. J. Lumin. 33 171 (in Chinese) [殷月红, 邓振波, 伦建超, 吕昭月, 杜海亮, 王永生 2012 发光学报 33 171]

    [21]

    Lee T W, Park O O, Kim J, Kim Y C 2002 Chem. Mater. 14 4281

    [22]

    Cho K S, Lee E K, Joo W J, Jang E, Kim T H, Lee S J, Kwon S J, Han J Y, Kim B K, Choi B L, Kim J M 2009 Nature Photon. 3 341

    [23]

    Fang Z D, Gong Z, Miao Z H, Xu X H, Ni H Q, Niu Z C 2003 Chin. Phys. Lett. 20 2061

  • [1] 李唯, 符婧, 杨贇贇, 何济洲. 光子驱动量子点制冷机. 物理学报, 2019, 68(22): 220501. doi: 10.7498/aps.68.20191091
    [2] 周亮亮, 吴宏博, 李学铭, 唐利斌, 郭伟, 梁晶. ZrS2量子点: 制备、结构及光学特性. 物理学报, 2019, 68(14): 148501. doi: 10.7498/aps.68.20190680
    [3]
    1. 翟顺成, 郭平, 郑继明, 赵普举, 索兵兵, 万云, 
    第一性原理研究O和S掺杂的石墨相氮化碳(g-C3N4)6量子点电子结构和光吸收性质. 物理学报, 2017, 66(18): 187102. doi: 10.7498/aps.66.187102
    [4] 高小钦, 卓宁泽, 王海波, 崔一平, 张家雨. 半导体量子点在白光LED器件上的应用研究. 物理学报, 2015, 64(13): 137801. doi: 10.7498/aps.64.137801
    [5] 何月娣, 徐征, 赵谡玲, 刘志民, 高松, 徐叙瑢. 混合量子点器件电致发光的能量转移研究. 物理学报, 2014, 63(17): 177301. doi: 10.7498/aps.63.177301
    [6] 杨双波. 温度与外磁场对Si均匀掺杂的GaAs量子阱电子态结构的影响. 物理学报, 2014, 63(5): 057301. doi: 10.7498/aps.63.057301
    [7] 刘志民, 赵谡玲, 徐征, 高松, 杨一帆. 红光量子点掺杂PVK体系的发光特性研究. 物理学报, 2014, 63(9): 097302. doi: 10.7498/aps.63.097302
    [8] 张盼君, 孙慧卿, 郭志友, 王度阳, 谢晓宇, 蔡金鑫, 郑欢, 谢楠, 杨斌. 含有量子点的双波长LED的光谱调控. 物理学报, 2013, 62(11): 117304. doi: 10.7498/aps.62.117304
    [9] 杨双波. 掺杂浓度及掺杂层厚度对Si均匀掺杂的GaAs量子阱中电子态结构的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 157301. doi: 10.7498/aps.62.157301
    [10] 屈俊荣, 郑建邦, 王春锋, 吴广荣, 王雪艳. 碳纳米管掺杂对聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔-PbSe量子点复合材料性能的影响. 物理学报, 2013, 62(12): 128801. doi: 10.7498/aps.62.128801
    [11] 琚鑫, 郭健宏. 点间耦合强度对三耦合量子点系统微分电导的影响. 物理学报, 2011, 60(5): 057302. doi: 10.7498/aps.60.057302
    [12] 段羽, 陈平, 赵毅, 刘式墉. 新型有机白光器件的初步研究. 物理学报, 2011, 60(7): 077805. doi: 10.7498/aps.60.077805
    [13] 孟维欣, 郝玉英, 许慧侠, 王华, 刘旭光, 许并社. 基于一种新型有机金属配合物的量子阱结构有机电致白光器件的性能研究. 物理学报, 2011, 60(9): 098102. doi: 10.7498/aps.60.098102
    [14] 赵宝锋, 唐怀军, 余磊, 王保争, 文尚胜. 掺杂离子型配合物的高效聚合物白光发光二极管. 物理学报, 2011, 60(8): 088502. doi: 10.7498/aps.60.088502
    [15] 王保争, 张安琪, 吴宏滨, 杨伟, 文尚胜. 一种基于荧光材料的聚合物白光发光二极管. 物理学报, 2010, 59(6): 4240-4244. doi: 10.7498/aps.59.4240
    [16] 王大刚, 周亚训, 王训四, 戴世勋, 沈祥, 陈飞飞, 王森. 应用于白光显示的Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光特性研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6256-6260. doi: 10.7498/aps.59.6256
    [17] 邹建华, 陶洪, 吴宏滨, 彭俊彪. 修饰阴极界面提高聚合物白光二极管发光效率. 物理学报, 2009, 58(2): 1224-1228. doi: 10.7498/aps.58.1224
    [18] 吴晓明, 华玉林, 印寿根, 张国辉, 惠娟利, 张丽娟, 王 宇. 不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究. 物理学报, 2008, 57(2): 1150-1154. doi: 10.7498/aps.57.1150
    [19] 邓宇翔, 颜晓红, 唐娜斯. 量子点环的电子输运研究. 物理学报, 2006, 55(4): 2027-2032. doi: 10.7498/aps.55.2027
    [20] 侯春风, 郭汝海. 椭圆柱形量子点的能级结构. 物理学报, 2005, 54(5): 1972-1976. doi: 10.7498/aps.54.1972
计量
  • 文章访问数:  3749
  • PDF下载量:  265
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2015-12-22
  • 刊出日期:  2016-03-05

基于量子点和MEH-PPV的白光发光二极管的研究

  • 1. 北京交通大学光电子技术研究所, 发光与光信息教育部重点实验室, 北京 100044
  • 通信作者: 赵谡玲, slzhao@bjtu.edu.cn
    基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA032205)、国家自然科学基金(批准号: 11474018, 51272022, 61575019)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20130009130001, 20120009130005)、深圳市华星光电技术有限公司技术开发合同(合同编号: HETONG-150188-04E008)资助的课题.

摘要: 利用无机纳米材料与有机聚合物材料相结合的方法制备白光发光二极管器件, 研究了蓝光量子点QDs(B)掺杂聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基-1, 4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV) 复合体系的发光特性及量子点QDs(B) 掺杂浓度(质量分数)不同对器件发光特性的影响. 制备了ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:QDs(B)/LiF/Al 结构的电致发光器件, 测试了器件的电致发光光谱和电学、光学特性. 当QDs掺杂浓度为40%, 驱动电压为8 V时器件能得到较为理想的白光发射. 同时, 对比研究了非掺杂体系的发光特性, 制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/QDs(B)/LiF/Al的器件, 掺杂体系相较于非掺杂体系, 器件的最大亮度增大, 启亮电压降低, 并分析了掺杂体系器件性能改善的原因.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回