有机电致发光器件薄膜封装研究进展

有机电致发光器件(OLEDs)对水汽和氧气非常敏感,渗入OLEDs内的水汽和氧气会腐蚀有机功能层及电极材料,严重影响器件寿命。文中根据OLEDs对封装材料的要求,分析了目前最有前景的OLEDs封装技术———薄膜封装,重点介绍了薄膜封装的分类和研究现状。     

MoO3修饰氧化石墨烯作为空穴注入层影响研究

研究了MoO₃修饰氧化石墨烯(GO)作为空穴注入层的影响。采用旋涂的方法制备了GO, 再真空蒸镀修饰层MoO₃,得到了空穴注入能力强和透过率高的复合薄膜。MoO₃的厚分 别采用0、3、5和8nm。通过优化MoO₃的厚度发现,当MoO₃的厚为5nm时,复合薄膜 的透过率达到最大值,在 550nm的光波长下透光率为88%,且此时采用 复合薄膜作为空穴注入层制备的结构为 ITO/GO/MoO₃(5nm)/NPB(40nm)/Alq₃(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机电致发光器件(OLED)性能 最佳。通过对OLED进一步的优化,改变Alq₃的厚度,分别取50、60和70nm,测量其电压 、电流、亮度、色坐标和电致发光(EL)光谱等参数发现,当Alq₃的厚为50nm时器件性能最 佳。最终制备了结构为ITO/GO/MoO₃(5nm)/NPB(50nm)/Alq₃(50nm)/LiF(1nm)/Al(100 nm)的OLED,在电压为10V时,最大电流效率达到5.87cd/A,与GO单独作为空穴注入层制备的器件相比,提高了50%。     

石墨烯掺杂Cs2CO3作为高效电子注入层的OLEDs性能研究

研制了石墨烯掺杂Cs₂CO₃(Cs₂CO₃:Graphe ne )作为高效电子注入层、结构为ITO/N,N′-bis-(1-naphthyl) -N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB)(50 nm)/tris-(8-hydroxy quinoline)-aluminum Alq₃(80 nm)/Cs₂CO₃:Gra phene (mss 20% 1nm)/Al(120 nm)的OLEDs。将其与标准器件ITO/NPB(50 nm)/Alq₃(80 n m)/LiF(0.5 nm)/Al(120 nm)作性能比较,研究石墨烯掺杂在Cs₂CO₃中作为电子注入层 对 OLEDs性能的影响。结果表明,基于Cs₂CO₃:Graphene结构作为电子注入层的器 件效率要高于LiF作为电子注入层的器件,其最大电流效率达到2.02 cd/A, 是标准器件的2.59倍;亮度也高于LiF作为电子注入层的器件,在10 V时达 到最大值7690cd/m²,是标准器件最大亮度 的2.07倍。性能得到提高的主要机理是由于Cs₂CO₃:Graphene的引入提高了电子注入效率。     

Se薄膜封装层对OLED器件寿命的影响

对于绿光OLED多层器件,在高真空条件下,利用真空蒸镀的方法,在各功能层蒸镀完成后,又在阴极的外面蒸镀了一层硒薄膜封装层,然后再按一般方法进行封装.对比了正常封装与增加Se薄膜封装层后器件的性能,对比实验中封装过程都未加干燥剂.研究发现未加Se薄膜封装层器件的半衰期为2 880 h,增加Se薄膜封装层器件的半衰期接近4 000 h,Se薄膜封装层的增加将器件的寿命延长了1.4倍;研究还发现Se薄膜封装层基本不影响器件的电流-电压特性、色坐标等光电性能.     

硫系玻璃薄膜封装层对OLED寿命的影响

在高真空条件下(3×10-4Pa),利用硫系玻璃(Se,Te,Sb)薄膜封装材料对有机电致发光器件(OLED)进行原位封装,有效避免了传统封装方法难以避免的水、氧危害,以达到延长器件寿命的目的。实验对比了正常封装与增加Se、Te、Sb薄膜封装层后器件的性能,对比实验中封装过程都未加干燥剂。研究发现Se、Te、Sb薄膜封装层分别可以使器件的寿命延长1.4倍,2倍,1.3倍以上;采用封装层对器件的电流-电压特性、色坐标等光电性能几乎不产生影响,但影响了器件散热,薄膜封装层使器件的击穿电压、最高亮度等参数稍有下降。     

Te薄膜封装层对有机电致发光器件寿命的影响

采用Te薄膜封装层作为OLED(organic light emitting diode)器件的保护层,以达到延长器件使用寿命的目的.在高真空(3×10-4Pa)条件下,利用真空蒸镀的方法,在绿光OLED多层器件各功能层蒸镀完成后,又在阴极的外面蒸镀了一层Te薄膜封装层,然后再按一般的方法进行封装.对比了一般封装与增加Te薄膜封装层后器件的性能,封装过程均未加干燥剂.研究发现,未加Te薄膜封装层器件的半衰期为2 880 h,增加Te薄膜封装层后器件的半衰期接近5 800 h.由此可见,Te薄膜封装层的增加将使器件的寿命延长两倍多.并且所增加的Te薄膜封装层基本不影响器件的电流-电压特性、亮度-电压特性、色坐标等光电性能.     

SiNx/SiOxNy叠层结构防潮能力的研究

研究了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺参数对SiN_x及SiO_xN_y防潮能力的影响,并测试了SiN_x/SiO_xN_y叠层薄膜的水汽渗透速率(WVTR)。实验结果表明:单层SiN_x薄膜和SiO_xN_y薄膜都存在临界厚度,当膜厚大于临界值时,继续增大厚度不会明显改善薄膜的WVTR。当沉积温度从50℃提高到250℃,SiN_x薄膜的WVTR从0.031g/(m²·day)降至0.010g/(m²·day)。SiO_xN_y沉积时,增大N₂O通入量对薄膜的WVTR影响不明显,但可以有效改善薄膜的弯曲性能。最后,4个SiN_x/SiO_xN_y叠层膜的WVTR下降到了4.4×10-4g/(m²·day)。叠层膜防潮能力的显著提升归因于叠层结构可以有效解耦层与层之间的缺陷,延长水汽渗透路径。     

有机电致发光器件的新型薄膜封装技术研究

针对有机电致发光器件(OLED)在空气中水汽和O2作用下寿命下降的问题,提出一种对OLED进行薄膜封装方法。封装薄膜由电子束蒸镀Al2O3薄膜和原子层沉积(ALD,atomic layer deposition)Al2O3薄膜相结合形成。利用Ca薄膜电学测试方法测定封装薄膜的水汽透过率(WVTR)。具体实现方法是,采用玻璃作为衬底,在100nm的Al电极上蒸镀200nm的Ca膜,然后对整个系统进行薄膜封装,只留出Al电极的一部分作为探针接触电极。实验发现,采用电子束蒸镀结合ALD的Al2O3薄膜封装,Ca薄膜变成透明的时间比未封装或采用单一结构封装得到了延长。为了检验薄膜封装效果,制作了一组绿光OLED,器件结构为ITO/MoOX(5nm)/mMTDATA(20nm)/NPB(30nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al,实验结果表明,本文提出的薄膜封装方法对器件进行封装,器件的寿命得到了延长。     

基于CdSe/ZnS和Alq3的白光量子点LED的研究

采用CdSe/ZnS红光量子点(QD),利用旋涂和真 空蒸镀工艺制备了结构为ITO/TPD+PVK/QDs/Alq₃/LiF/Al的量 子点发光器件(QD-LED),并对器件的发光性能做了测试。研究了ITO表面处理、TPD空穴 传输层和QD发光层的厚 度对QD-LED性能的影响,并通过调整QD发光层和Alq₃电子传输层的 厚度,制备了可用于照明 的白光QD-LED。实验结果表明,ITO的表面处理可有效降低器件的开启电压,开启 电压从9V降到7V左右; TPD空穴传输层和QD发光层的厚度对器件的电流密度和发光亮度有较大的影响,而Alq₃电 子传输层和QD发光层 的合理配比可以混合出较高色温的白光。通过优化器件各参数,当TPD和PVK质量比为5∶1、QD度为1.0mg/ml和 Alq₃厚为60nm时,制备的器件在15V电压 时发光效率达到了1500c d/m²,色坐标为(0.3628,0.3796) ,显色指数为88.1。     

有机电致发光器件(OLED)的封装技术研究

有机电致发光显示器(OLED)对水汽和氧气非常敏感,渗入OLED器件内的水汽和氧气会和有机功能层及电极材料发生反应而影响器件寿命。为此,文中根据OLED器件对封装材料的要求,分析了OLED器件封装技术,重点介绍了薄膜封装技术的研究现状。     

Co3O4/Fe2O3异质结复合材料的制备及其紫外光光电探测性能

分别采用旋涂法和水热法在FTO衬底上制备Co₃O₄种子层和Co₃O₄薄膜,再在Co₃O₄薄膜上水热生长Fe₂O₃纳米棒,获得了高质量的Co₃O₄/Fe₂O₃异质结复合材料。通过改变Fe₂O₃前驱体溶液浓度来改变异质结复合材料中Fe₂O₃组分的含量。结果表明,Fe₂O₃纳米棒覆盖在呈网状结构的Co₃O₄薄膜上,随着Fe₂O₃前驱体溶液浓度即Fe₂O₃组分含量的增加,Co₃O₄/Fe₂O₃异质结复合材料对紫外光的响应逐渐增强,当Fe₂O₃前驱体溶液浓度为0.015mol/L时,异质结复合材料有着很好的光电稳定性,并表现出较高的响应率(12.5mA/W)和探测率(4.4×10¹⁰Jones)。     

YBa2Cu3-xZnxO7薄膜红外探测器的研究

在对红外探测器进行理论分析的基础上,设计并研制了液氮温度下的Yba2Cu3-xZnxO7薄膜红外探测器,系统地测试了器件的特征参数.最好的结果为:对于波长为10μm,调制频率为f=500Hz,带宽为Δf=1Hz的红外输入辐射Rv(500,10,1)=3587V/W,NEP(500,10,1)=6.5×10-12W/Hz1/2,D*(500,10,1)=7.2×1012cmHz1/2/W,τ(500,10,1)=1.2ms.     

New TIT capacitor with ZrO2/Al2O3/ZrO2 dielectrics for 60 nm and below DRAMs

New ZrO₂/Al₂O₃/ZrO₂ (ZAZ) dielectric film was successfully developed for DRAM capacitor dielectrics of 60 nm and below technologies. ZAZ dielectric film grown by ALD has a mixture structure of crystalline phase ZrO₂ and amorphous phase Al₂O₃ in order to optimize dielectric properties. ZAZ TIT capacitor showed small Tox.eq of 8.5 Å and a low leakage current density of 0.35 fA/cell, which meet leakage current criteria of 0.5 fA/cell for mass production. ZAZ TIT capacitor showed a smaller cap leak fail bit than HAH capacitor and stable leakage current up to 550 °C anneal. TDDB (time dependent dielectric breakdown) behavior reliably satisfied the 10-year lifetime criteria within operation voltage range.     

Nickel silicidation techniques for strained Si1?xGex, Si1?x?yGexCy, and Si1?yCy alloys material-device applications

A nickel silicide process for Si_1-xGe_x, Si_1-x-yGe_xC_y, and Si_1-yC_y alloy materials compatible with Si technology has been developed. Low-resistivity-phase (12–20 μΘ cm) nickel silicides have been obtained for these alloys with different low sheet-resistance temperature windows. The study shows that thin (15–18 nm) silicide layers with high crystalline quality, smooth silicide surface, and smooth interface between silicide and the underlying material are achievable. The technique could be used to combine the benefits of Ni silicide and Si_1-xGe_x, Si_1-x-yGe_xC_y, and Si_1-yC_y alloys. The technique is promising for Si or Si_1-xGe_x, Si_1-x-yGe_xC_y, and Si_1-yC_y alloy-based metal-oxide semiconductor, field-effect transistors (MOSFETs) or other device applications.     

Excellent performance of gas sensor based on In2O3-Fe2O3 nanotubes

In₂O₃-Fe₂O₃ nanotubes are synthesized by an electrospinning method. The as-synthesized materials are characterized by scanning electron microscope and X-ray powder diffraction. The gas sensing results show that In₂O₃-Fe₂O₃ nanotubes exhibit excellent sensing properties to acetone and formaldehyde at different operating temperatures. The responses of gas sensors based on In₂O₃-Fe₂O₃ nanotubes to 100 ppm acetone and 100 ppm formaldehyde are 25 (240℃) and 15 (260℃), and the response/recovery times are 3/7 s and 4/7 s, respectively. The responses of In₂O₃-Fe₂O₃ nanotubes to 1 ppm acetone (240℃) and formaldehyde (260℃) are 3.5 and 1.8, respectively. Moreover, the gas sensor based on In₂O₃-Fe₂O₃ nanotubes also possesses an excellent selectivity to acetone and formaldehyde.     

微波法制备高活性H1-xSr2Nb3-xMoxO10 (x = 0, 0.05, 0.1, 0.15 and 0.2) 光催化剂

通过微波辅助法制备出高活性H1-xSr2Nb3-xMoxO10光催化材料,制备过程和时间均被大大缩短。采用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见吸收吸收光谱（UV-Vis DRS）等表征其材料性能。考察了催化材料在40W汞灯辐照下催化降解甲基橙的催化性能。实验结果表明,MoO3的掺入量为15%（摩尔分数）时,材料的光催化性能最优。     

Materials characterization of WNxCy, WNx and WCx films for advanced barriers

A ternary WN_xC_y system was deposited in a thermal ALD (atomic layer deposition) reactor from ASM at 300 °C in a process sequence using tungsten hexafluoride (WF₆), triethyl borane (TEB) and ammonia (NH₃) as precursors. The WC_x layers were deposited by a novel ALD process at a process temperature of 250 °C. The WN_x layers were deposited at 375 °C using bis(tert-butylimido)-bis-(dimethylamido)tungsten (^tBuN)₂(Me₂N)₂W (imido-amido) and NH₃ as precursors. WN_x grows faster on plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) oxide than WC_x does on chemical oxide. WN_xC_y grows better on PECVD oxide than on thermal oxide, which is opposite of what is seen for WN_x. In the case of the ternary WN_xC_y system, the scalability towards thinner layers and galvanic corrosion behavior are disadvantages for the incorporation of the layer into Cu interconnects. ALD WC_x based barriers have a low resistivity, but galvanic corrosion in a model slurry solution of 15% peroxide (H₂O₂) is a potential problem. Higher resistivity values are determined for the binary WN_x layers. WN_x shows a constant composition and density throughout the layer.     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

具有界面依赖光致发光的双层WS2/Ga2O3异质结的能带工程(英文)

利用垂直WS₂/Ga₂O₃异质结构中异质界面诱导了反常的光致发光(PL)发射。垂直堆栈的WS₂/Ga₂O₃异质界面使其形成了II型能带结构,导致与Ga₂O₃层接触的底层WS₂的PL强度下降。而异质界面的强耦合作用也影响了双层WS₂中的同质层间相互作用,使得上层WS₂出现反常的PL增强。这种堆栈新型二维异质结构为定制目标能带结构并控制其光子和电子行为提供一种新的手段。