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基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展

陈俊 王青松

陈俊, 王青松. 基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 17-27. doi: 10.3788/CO.20150801.0017
引用本文: 陈俊, 王青松. 基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 17-27. doi: 10.3788/CO.20150801.0017
CHEN Jun, WANG Qing-song. Recent progress of infrared upconversion device based on the integration of OLED[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 17-27. doi: 10.3788/CO.20150801.0017
Citation: CHEN Jun, WANG Qing-song. Recent progress of infrared upconversion device based on the integration of OLED[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 17-27. doi: 10.3788/CO.20150801.0017

基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展

doi: 10.3788/CO.20150801.0017
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.61307044);江苏省自然科学基金资助项目(No.BK20130321);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No.20133201120009);教育部留学人员回国启动基金资助项目;中科院红外成像材料与器件重点实验室开放课题资助项目(No.IIMDKFJJ-13-01)
详细信息
    通讯作者:

    陈 俊(1981—),男,安徽合肥人,博士,副教授,2011年于加拿大滑铁卢大学获得博士学位,主要从事红外上转换光电器件方面的研究。E-mail:junchen@suda.edu.cn

    王青松(1990—),男,江苏高邮人,硕士,主要从事光电器件方面的研究。E-mail:20134228004@stu.suda.edu.cn

  • 中图分类号: O472+.8;TN304.5

Recent progress of infrared upconversion device based on the integration of OLED

  • 摘要: 综述了不同类型上转换器件的的研究进展, 包括性能优化、器件集成以及物理机制。其中基于OLED的红外上转换器件将红外探测器与OLED串联集成起来, 使近红外光首先被吸收, 进而光生电流驱动OLED产生可见光, 可完成近红外-可见光上转换功能。该项研究拓展了OLED在红外夜视方面的应用。
  • 图  1  有机/无机结构近红外-可见光上转换器件结构图[17]

    Figure  1.  Schematic cross section of organic/inorganic infrared-to-visiable optical upconverter

    图  2  有机/基于不同HTL层结构的上转换器件L-V关系[18]

    Figure  2.  L-V relationship of organic/inorganic optical upconverter with different HTL layers

    图  3  (a)内置金属反射层的有机/无机近红外上转换器件横截面示意图;(b)OLED结构及界面金属层示意图[19]

    Figure  3.  (a)Schematic cross section of an inorganic-organic upconverter device. (b)Schematic configuration of the OLED layers of the integrated devices and the embedded mirror

    图  4  HPT/OLED器件结构图及工作示意图[20]

    Figure  4.  Schematic cross section of HPT/OLED and Schematic of the operation of this upconverter

    图  5  HPT/OLED器件工作机理图[21]

    Figure  5.  Schematic diagram of operation principle of HPT/OLED upconverter

    图  6  基于QWIP/OLED上转换器件示意图[22]

    Figure  6.  Schematic cross section of QWIP/OLED upconverter

    图  7  全有机OLED红外上转换器件结构[24]

    Figure  7.  Schematic cross section of organic upconverter

    图  8  80 mW红外照射下(以及无光)情况下,光强-偏压以及电流-偏压关系[24]

    Figure  8.  EL intensity-bias voltage and current-bias voltage curves under 80 mW infrared illumination and dark

    图  9  使用SnPc∶C60作为红外光敏吸收材料的红外上转换器件结构[25]

    Figure  9.  Schematic cross section of organic upconverter with SnPc∶C60 infrared absorbing layer

    图  10  (a)PbSe量子点红外-绿光上转换器件结构示意图;(b) 无光情况下该上转换器件能带示意图;(c)红外照射情况下该上转换器件能带示意图[26]

    Figure  10.  (a)Schematic cross-section view of PbSe QD infrared-to-green light up-conversion device,and schematic energy band diagrams of PbSe QD up-conversion devices,(b)in the dark and (c)in the IR illumination

    图  11  (a)复合结构无像素器件横截面示意图;(b)OLED能带示意图;(c)有机/无机界面能带[27]

    Figure  11.  (a)Schematic cross section of hybrid pixelless upconversion imaging device; (b)Schematic energy-level diagram of the OLED; (c)Energy-level alignment at the inorganic/organic interface

    图  12  (a)镂空的成像字符“IR”;(b)上转换器件表面拍摄到的图像(上转换器件工作在10 V偏压下,红外光束入射);(c)成像字符的最小特征尺寸(132 μm);(d)转换器件图像上对应的最小尺寸(144 μm)[23]

    Figure  12.  (a)Picture of the shaped apertures showing the letters “IR”; (b)Picture of the operating device at 10 V with NIR illumination through the aperture; (c)Design of the shaped aperture showing the minimum feature size(132 μm); (d)Picture of the operating device overlaid with the shaped aperture design showing the minimum captured fearture size(144 μm)

    图  13  红外相机的结构示意图,集成商用数码单反相机和上转换成像器件[28]

    Figure  13.  Schematic diagram of the infrared imaging camera with a commercial DSLR camera and an IR-OLED

    图  14  (a)新型红外/可见光双功能相机实物图,将透明的上传换器件以及2组消色差双合透镜和商用数码单反相机组装起来;(b)室光下,相机拍下的可见光照片;(c)红外背景下,相机拍下的红外图片[28]

    Figure  14.  (a)Image of the multi-spectral imaging camera by incorporating an IR-OLED in a commercially available DSLR camera. This is done by inserting a transparent IR-OLED between two achromatic doublet lenses in the DSLR camera. (b)Images taken by the multi-spectral imaging camera under the room light(top) and in the dark with IR flash(bottom)

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-23
  • 录用日期:  2014-12-20
  • 刊出日期:  2015-01-25

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