基于HATCN连接层的蓝光二极管的制备及性能研究开题报告

1．研究的背景、目的及意义

研究背景：众所周知红蓝绿是三原色，红色、绿色发光二极管早在上世纪中叶已经问世。但要把发光二极管用于照明，必须发明蓝色发光二极管，因为有了红、绿、蓝三原色后，才能产生照亮世界的白色光源。而且与白炽灯、荧光灯相比，蓝光二极管能耗更低，寿命更长，而且可实现智能化操控，是节能环保的“绿色照明”。由于蓝光二极管的应用领域广阔包括大屏幕全彩显示、照明灯具、激光器、多媒体显像、LCD背光源、探测器、交通信号灯、仪器、仪表、光纤通讯、电器、全息显示、卫星通讯、海洋通讯、图形识别等。在军事上可制成蓝光激光器，具有驱动能耗低、输出能量大的特点。其激光器读取器可将目前的信息存储量提高数倍，并大大提高探测器的精确性及隐蔽性，因此蓝光激光器将有广泛用于军事用途。另外，蓝光LD还可应用于光纤通讯、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域。因此蓝色发光二极管的市场价值巨大。

研究目的：设计制备基于HATCN连结层的蓝光发光二极管并对器件性能进行优化分析，工艺进行改进。研究确定具体的制备条件和工艺，对器件的性能进行表征，并对其基本的指标参数进行评价，最终设计制备具有高开路电压有机叠层光伏器件。

研究意义：通过实验训练培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力；此次研究的基于HATCN连结层的蓝光发光二极管具有重大的意义，实验结果表明,HAT-CN对载流子注入和色纯度的影响很明显。相比于传统器件将CuPc和2-TNATA作为连接层,HAT-CN作为连接层得到了更高的效率和色纯度，也有利于蓝光二极管材料在商业上的应用。

2．主要研究内容和预期目标

主要研究内容：

先研究前人研究的一些现状以及实验中存在一些不足，本文提出新的合理的设计方案。设计制备基于HATCN连结层的蓝光发光二极管并对器件性能进行优化分析，对合成器件的性能进行表征分析（J-V、AFM、XPS、UPS等），最后制备具有高开路电压有机叠层光伏器件。通过研究探索电荷连结层和电子输运对蓝光发光二极管驱动电压、电流效率、发光强度、功率效率等关键参数的影响。研究确定具体的实验路线，对器件制备过程进行优化，并对其基本的指标参数进行评价。

预期目标：

（1）制备不同厚度HATCN连结层的蓝光发光二极管，对器件制备过程进行优化。

（2）对器件性能进行表征分析，探索电荷连结层和电子输运对蓝光发光二极管驱动电压、电流效率、发光强度、功率效率等关键参数的影响。为选择合适厚度的HATCN电荷连结层和电子输运层提供借鉴，从而提高蓝光发光二极管的性能。

3．拟采用的研究方法、步骤

参考器件结构如下：

研究步骤：

（1）利用现代科技文献的查阅方法，查阅有关HATCN连结层的蓝光发光二极管的制备工艺与应用方面的科技文献资料，并对文献进行综合、分析、研究。在此基础上，设计制备具有高开路电压有机叠层光伏器件，拟定出具体实验方案，写出开题报告。

（2）查阅文献，设计实验路线，确定具体实验条件，制备出具有HATCN连结层的蓝光发光二极管，通过实验训练培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力。

（3）对制备的HATCN连结层的蓝光发光二极管进行表征（J-V、AFM、XPS、UPS等）。

（4）对所制备的HATCN连结层的蓝光发光二极管光电性能进行初步的评价

4．主要参考文献

[1] Reineke S, Thomschke M, Lüssem B, et al. White organic light-emitting diodes: Status and perspective[J]. Reviews of Modern Physics, 2013, 85(3): 1245.

[2]D'Andrade B W, Forrest S R. White organic light‐emitting devices for solid‐state lighting[J]. Advanced Materials, 2004, 16(18): 1585-1595.

[3]Yuan Y, Chen J X, Lu F, et al. Bipolar phenanthroimidazole derivatives containing bulky polyaromatic hydrocarbons for nondoped blue electroluminescence devices with high efficiency and low efficiency roll-off[J]. Chemistry of Materials, 2013, 25(24): 4957-4965.

[4]刘亚东,田杰,宋新潮,李继超,张倩. 组合空穴注入层在有机电致蓝光器件中的应用[J]. 激光与光电子学进展, 2015, 52(10): 102301

[5]高利岩;赵谡玲;徐征;张福俊;孙钦军;张天慧;孔超;空穴注入层对蓝色有机电致发光器件性能的影响[J];光谱学与光谱分析;2011年04期

[6]牟强;姚毅;张方辉;靳宝安;蒋谦;空穴注入层2T-NATA对OLED器件性能的影响[J];半导体技术;2010年03期

[7]张静;张方辉;阎洪刚;HAT-CN作为空穴注入层的高效白色荧光有机电致发光二极管;2011

[8]刘熙娟,温岩,朱绍龙;白光LED的使用寿命的定义和测试方法[J];光源与照明;2001年04期

[9]刘陈;有机电致发光器件的研究及优化设计[D];华中科技大学;2004年

5．具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

（1）2022-2-20～2022-2-26，完成毕业实习。

（2）2022-2-27～2022-3-10，收集及查阅资料，掌握本课题国内外最新研究现状、存在的问题，完成课题开题报告。

（3）2022-3-13～2022-3-17，在查阅文献资料的基础上，确定研究路线和实验方案,准备实验药品和实验仪器。

（4）2022-3-20～2022-6-9，完成合成实验、性能测试及结构表征。

（5）2022-6-5～2022-6-16，撰写毕业论文，准备答辩材料，完成毕业答辩。