Расширение электронного впрыска и экситонных родов для чисто синий квантовых точках светоизлучающие диоды, вводя частично окисленного алюминия катод

Светоизлучающие диоды (СИД) на основе коллоидного полупроводниковых квантовых точек привлекла большой интерес из-за их уникальных преимуществ, включая решение технологичность, длина волны Перестраиваемые излучения, отличный цвет чистоты, гибкое изготовление и низкой обработки стоимость^1,2,3,4. Начиная с первой демонстрации на основе QDs светодиодов в 1994 году огромные усилия были посвящены инженерных материалов и устройств структуры^5,6,7. Типичный QD-LED устройство предназначено для имеют трехслойное сэндвич архитектуру, которая состоит из отверстия транспортного уровня (HTL), Эмиссионный слой и слой переноса электронов (ETL). Выбор подходящего заряда транспортный уровень имеет решающее значение для баланса вводят отверстий и электронов в Эмиссионный слой для излучательной рекомбинации. В настоящее время вакуум хранение малых молекул широко используются как ETL, к примеру, bathocuproine (BCP), tris(8-Hydroxyquinolinate) (₃Alq) и 3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole (таз)⁸. Однако несбалансированные перевозчик инъекции часто вызывает сдвиг региона рекомбинации ETL, делая нежелательных паразитарные электролюминесценции (EL) выбросов и ухудшение производительности устройства⁹.

Для повышения эффективности устройства и экологической стабильности, решение обработано наночастиц ZnO были введены как слой переноса электронов вместо мелкомолекулярных вакуум хранение материалов. Очень яркие QD-светодиоды RGB были продемонстрированы обычные устройства архитектуры, показаны яркости до 31000, 68,000 и 4200 cd м^-2 для выбросов оранжево красный, зеленый и синий, соответственно¹⁰. Для архитектуры Перевернутый устройства высокая производительность QD-светодиоды RGB с низкой включите напряжения успешно продемонстрировали с яркостью и внешних квантовой эффективности (EQE) 23,040 cd м^-2 и 7,3% на красный, 218,800 cd м^-2 и 5,8% для Грин и cd 2250 м^-2 и 1,7% синий, соответственно¹¹. Чтобы сбалансировать вводят обвинения и сохранения QDs Эмиссионный слой, изолирующие poly(methylmethacrylate) (PMMA) тонкой пленки был вставлен между QDs и ZnO ETL. Оптимизированный глубокий красный QD-светодиоды выставлены высокой внешней квантовой эффективности до 20,5% и низкой включения напряжения только 1.7 V¹².

Кроме того оптимизация оптоэлектронных свойства и наноструктур QDs также играет решающую роль в повышении производительности устройства. Например, весьма Флюоресцентная голубая QDs с квантовой фотолюминесценция доходность (PLQE) до 98% были синтезированы путем оптимизации ZnS, обстрел время¹³. Аналогичным образом высокое качество, фиолетово синие QDs с почти 100% PLQE синтезированы путем точного контроля температуры реакции. Фиолетово синий QDs-LED устройства показал замечательный яркости и EQE до 4200 cd м^-2 и 3,8%, соответственно¹⁴. Этот метод синтеза применяется также к фиолетовый ZnSe/ZnS ядро/shell QDs, QD-LED выставлены высокой яркости (2632 cd м^-2) и эффективность (EQE=7.83%) с помощью Cd бесплатно QDs¹⁵. Поскольку было продемонстрировано синий квантовые точки с высокой PLQE, эффективность инъекции высокий заряд в слое QDs играет другой решающую роль в изготовлении высокопроизводительных QD-LED. Заменив длинные цепи олеиновой кислоты лигандов сократить 1-octanethiol лигандами, подвижность QDs фильма было увеличение два раза, и высокое значение EQE свыше 10% было получено¹⁶. Обмен поверхности лиганд может также улучшить морфология QDs фильма и подавить, фотолюминесценция, закалки среди QDs. Например QDs-LED показали улучшение устройства производительности с помощью химически привитые QDs полупроводниковых полимеров гибриды¹⁷. Кроме того высокая производительность QDs были подготовлены путем разумной оптимизации состава градуированных и толщина оболочки QDs, благодаря расширенной заряда инъекции, транспорта и рекомбинации¹⁸.

В этой работе мы ввели частичное autoxidized катод алюминия (Al) для повышения производительности ZnCdS/ZnS оцениваются на основе ядра/оболочки синий QD-LED¹⁹. Изменения потенциальной энергии барьер Аль катода был подтвержден ультрафиолетового фотоэлектронная спектроскопия (UPS) и Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS). Кроме того, быстрый заряд перевозчик динамика на QDs/Al и QDs / Al: Al₂O₃ интерфейс были проанализированы измерениями времени решены фотолюминесценции (TRPL). С целью дальнейшего подтверждения влияние частично окисляется Аль на производительность устройства, QD-LED с различными катоды (только Al, Al: Al₂O₃, Al₂O₃/Al, Al₂O₃/Al:Al₂O₃, и ALQ₃/Al) были сфабрикованы. Как результат, высокая производительность чисто синими, продемонстрированную QD-LED, используя Al: Al₂O₃ катодов, с максимальной яркости 13,002 cd м^-2 и пик току 1,15 cd A^-1. Кроме того существует без дополнительных органических ETL участвующих в архитектуре, устройство, которое может избежать нежелательных паразитарные Эль гарантировать чистоту цвета при различных рабочих напряжений.