Summary
ويرد بروتوكول لاختلاق عالية الأداء، ونقية زرقاء زنكدس/زولمتربتان-تعتمد الكم نقاط الضوء – ينبعث الثنائيات التي توظف كاثود ألومنيوم أوتوكسيديزيد.
Abstract
الأحمر مستقرة وفعالة (R) والأخضر (G)، ومصادر الضوء الأزرق (ب) استناداً إلى الكم الحل معالجة النقاط (قدس) تؤدي أدواراً هامة في تكنولوجيات الإضاءة الحالة الصلبة ويعرض الجيل القادم. السطوع وكفاءة الأزرق المستندة إلى قدس الضوء – ينبعث الثنائيات (LEDs) تظل أدنى من نظيراتها الحمراء والخضراء، بسبب طبيعتها غير المواتية مستويات الطاقة من ألوان مختلفة من الضوء. لحل هذه المشاكل، وينبغي تصميم هيكل جهاز لتحقيق التوازن بين حقن الثقوب والإلكترونات في طبقة QD انبعاثاتها. هذه الوثيقة، من خلال استراتيجية بسيطة autoxidation، نقية QD-المصابيح الزرقاء التي مشرق وكفاءة عالية أثبتت، بهيكل إيتو/PEDOT:PSS/بولي-TPD/قدس/: مباراة2س3. يمكن فعالية الرصيد حقن أوتوكسيديزيد: مباراة2س3 الكاثود وتعزيز التعديل الإشعاعي دون إدخال طبقة نقل الإلكترون إضافية (ETL). كنتيجة لذلك، يتم تحقيق عالية المشبعة اللون الأزرق QD-المصابيح مع الإنارة قصوى خلال مؤتمر نزع السلاح 13,000 م-2، وأقصى قدر من كفاءة الحالية من 1.15 cd A-1. يمهد الإجراء أوتوكسيديشن التي تسيطر عليها بسهولة الطريق لتحقيق الأداء العالي الأزرق QD-المصابيح.
Introduction
– الضوء ينبعث الثنائيات (LEDs) استناداً إلى نقاط الكم الغروية أشباه الموصلات وقد اجتذبت اهتماما كبيرا بسبب مزاياها الفريدة، بما في ذلك التجهيز الحل والطول الموجي الانبعاثات الانضباطي ونقاء اللون ممتازة، تصنيع مرنة ومنخفضة تكلفة تجهيز1،2،،من34. منذ مظاهرات المستندة إلى قدس المصابيح الأولى في عام 1994، قد كرست جهودا هائلة لهندسة المواد والأجهزة هياكل5،،من67. جهاز QD-الصمام نموذجي صمم ليكون بنية ساندويتش الطبقات الثلاث التي تتكون من ثقب طبقة نقل (هتل) وطبقة وكطبقة نقل الإلكترون (ETL). اختيار طبقة النقل تهمة مناسبة أمر بالغ الأهمية لتحقيق التوازن بين حقن الثقوب والإلكترونات في طبقة انبعاثاتها للتعديل الإشعاعي. في الوقت الراهن، أودعت فراغ الجزيئات الصغيرة تستخدم على نطاق واسع يتل، على سبيل المثال، باثوكوبرويني (BCP) و tris(8-Hydroxyquinolinate) (ألق3) و 3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole (TAZ)8. ومع ذلك، يسبب حقن الناقل غير متوازن وكثيراً ما تحول المنطقة جزئ يتل، مما يجعل الانبعاثات electroluminescence الطفيلية غير المرغوب فيها (ش) وتدهور أداء الجهاز9.
لتعزيز كفاءة الجهاز والاستقرار البيئي، أدخلت معالجة حل جسيمات نانوية أكسيد الزنك كطبقة نقل إلكترون بدلاً من المواد جزيء صغير المودعة في فراغ. وقد عرضت مشرقة جداً RGB QD-المصابيح لهندسة الأجهزة التقليدية، عرض الإنارة حتى 31,000، و 68,000، ومؤتمر نزع السلاح 4,200 م-2 للانبعاثات من اللون البرتقالي-الأحمر والأخضر والأزرق، على التوالي10. لهيكل جهاز مقلوب، عالية الأداء RGB QD-المصابيح مع انخفاض بدوره في الجهد بنجاح أظهرت مع سطوع والكفاءة الخارجية الكم (آق) 23,040 cd م-2 و 7.3% للاحمر، م 218,800 مؤتمر نزع السلاح-2 5.8 في المائة بالنسبة الأخضر، ومؤتمر نزع السلاح 2,250 م-2 و 1.7 في المائة للأزرق، على التوالي11. لتحقيق التوازن تهمة حقن والحفاظ على طبقة قدس، أدرجت العزل poly(methylmethacrylate) (البولي ميثيل ميثا اكريلات) رقيقة بين قدس ويتل أكسيد الزنك. محسن الأحمر العميق QD-المصابيح معارضها الكم الخارجية عالية الكفاءة تصل إلى 20.5 في المائة، وجهد منخفض دورة على فقط 1.7 V12.
وعلاوة على ذلك، تحسين البصرية الإلكترونية خصائص والنانو لقدس أيضا يلعب دوراً حاسما في تعزيز أداء الجهاز. على سبيل المثال، قدس الأزرق الفلورية العالية مع الكم photoluminescence العائد (بلقي) تصل إلى 98% تم تصنيعه عن طريق الاستفادة المثلى من زولمتربتان القصف الساعة13. قدس وبالمثل، عالية الجودة، والبنفسجي والأزرق مع قرب 100% بلك تم تصنيعه بدقة التحكم في درجة الحرارة رد فعل. البنفسجي والأزرق قدس تقودها الأجهزة أظهرت الإنارة ملحوظا واق ما يصل إلى مؤتمر نزع السلاح 4,200 م-2 و 3.8 في المائة، على التوالي14. هذا الأسلوب التجميعي ينطبق أيضا على البنفسجي زنسي/زولمتربتان الأساسية شل قدس، ومعارضها QD-المصابيح الإنارة عالية (2,632 cd م-2) والكفاءة (EQE=7.83%) باستخدام خالية على القرص المضغوط قدس15. حيث أظهرت النقاط الكم الأزرق مع بلقي عالية، رسوم عالية الكفاءة الحقن في طبقة قدس يلعب دوراً حاسما آخر في اختﻻق QD-المصابيح عالية الأداء. بالاستعاضة عن فترة طويلة سلسلة حمض الأولييك يغاندس لتقصير يغاندس 1-أوكتانيثيول، تنقل الإلكترون الفيلم قدس زيادة شقين، وقيمة آق عالية أكثر من 10% وحصل على16. يمكن أيضا تحسين مورفولوجية الفيلم قدس تبادل يجند السطحية وقمع تبريد photoluminescence بين قدس. على سبيل المثال، أظهرت قدس تقودها الجهاز تحسين الأداء باستخدام الهجينة البوليمر قدس انتشارية كيميائيا المطعمة17. وعلاوة على ذلك، أعدت قدس عالية الأداء من خلال التحسين معقول لتكوين متدرج وسمك شل قدس، سبب حقن تهمة المحسنة، والنقل، وممارسو18.
في هذا العمل، قدمنا كاثود ألومنيوم (Al) أوتوكسيديزيد جزئي لتحسين أداء زنكدس/زولمتربتان متدرج الأساسية/المستندة إلى شل الأزرق QD-المصابيح19. وأكد تغيير حاجز الطاقة الكامنة الكاثود Al مطيافية الأشعة فوق البنفسجية النانومترية (UPS) والأشعة السينية النانومترية القياس الطيفي (XPS). وعلاوة على ذلك، تهمة السريع ديناميات الناقل في قدس وقدس/بن/حللت: مباراة2س3 واجهة بقياسات photoluminescence حل الوقت (تربل). بغية مواصلة التحقق من تأثير ال المؤكسد جزئيا على أداء الجهاز, QD-المصابيح مع الزركونيم مختلفة (Al فقط، مباراة:2س3، Al2O3/Al، Al2O3/Al:Al2س3، و ألق3/Al) كانت ملفقة. كنتيجة، أزرق خالص عالية الأداء وقد عرضت QD-المصابيح باستخدام: مباراة2س3 الزركونيم، مع الإنارة كحد أقصى من القرص المضغوط 13,002 م-2 وكفاءة الحالية ذروة من 1.15 cd A-1. وعلاوة على ذلك، هناك لم يتل العضوية الإضافية المعنية في بنية الجهاز، الذي يمكن تجنب ش الطفيلية غير المرغوب فيها لضمان نقاء اللون تحت مختلف العامل الفولتية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1-نمط النقش الإنديوم أكسيد القصدير (إيتو) الزجاج
- قطع قطع كبيرة من الزجاج إيتو (12 سم × 12 سم) إلى 15 ملم شرائح واسعة. تنظيف سطح الزجاج إيتو باستخدام قطعة قماش خالية من الغبار مع الكحول.
- تحقق في الجانب موصلة من الزجاج إيتو مع متعدد رقمية. تغطي منطقة نشطة من الزجاج إيتو بشريط لاصق، حيث أن منطقة نشطة من 2 مم في الوسط.
- صب مسحوق الزنك على زجاج إيتو (بسمك حوالي 0.5 ملم).
- من أجل حل حامض الهيدروكلوريك (36% بالوزن) على سطح الزجاج إيتو ويسمح الزجاج إيتو تماما ينقع في محلول حمض الهيدروكلوريك، ثم أحفر لمدة 15 ثانية.
- من أجل حل حمض الهيدروكلوريك بعد التآكل، ثم شطف الزجاج إيتو بالماء فورا. قم بإزالة الشريط اللاصق على زجاج إيتو.
2-تنظيف الزجاج إيتو
- تزج الزجاج إيتو في طبق بتري يحتوي على الأسيتون حل 15 دقيقة مسح قبالة الغراء على زجاج إيتو باستخدام كرة القطن.
- قطع الزجاج إيتو إلى قطع مربعة (حوالي 15 ملم × 15 ملم) مع قطع زجاج.
- Sonicate الزجاج إيتو التتابع في المياه المنظفات وماء الصنبور والمياه، والاسيتون وكحول الأيزوبروبيل لمدة 15 دقيقة.
- تسريحه الزجاج إيتو مع غاز النيتروجين يليه التجفيف في فرن على 150 درجة مئوية لمدة 5 دقائق في الهواء الغلاف الجوي.
- وضعت دائرة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية للزجاج إيتو تنظيفها وعلاج لمدة 15 دقيقة.
3-تصنيع الحقن ثقب طبقة
- إخراج الحل poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) من الثلاجة. إثارة الحل PEDOT:PSS في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 دقيقة للحصول على حلاً مشتتة بالتساوي.
ملاحظة: علاج الأوزون الأشعة فوق البنفسجية (القسم 2.5) والتحريض لحل PEDOT:PSS يجب أن يتم في نفس الوقت لتجنب فشل العلاج الأوزون الأشعة فوق البنفسجية. الحفاظ على درجة حرارة الغرفة عند 25 درجة مئوية. - يستغرق حوالي 2 مل من محلول PEDOT:PSS مع حقنه 10 مل، وتثبيت عامل تصفية [سولفون] (PES) إيثر ميكرومتر 0.45 في المحاقن.
- ضع الزجاج إيتو في مركز سبين-المغطى. من أجل نقطتين محلول PEDOT:PSS على الزجاج إيتو.
- تدور-معطف الحل PEDOT:PSS التي تمت تصفيتها على الركازة إيتو في 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 s ويصلب ثم PEDOT:PSS-المغلفة إيتو عند 150 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة لإعطاء فيلم PEDOT:PSS 30 نانومتر.
4-تصنيع ثقب طبقة النقل
ملاحظة: ثقب طبقة النقل وطبقة مصطنعة في مملوءة بالنيتروجين صندوق قفازات مع تركيز الأكسجين والمياه التي تسيطر عليها أدناه 50 جزء من المليون.
- حل poly(N,N′-bis(4-butylphenyl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine) (بولي-TPD) في س-ثنائي كلور البنزن (1 مل) مع تركيز 25 مجم مل-1. ضجة في درجة حرارة الغرفة بين عشية وضحاها في صندوق القفازات مملوءة بالنيتروجين.
- من أجل 35 ميليلتر من محلول بولي-TPD على PEDOT:PSS-المغلفة إيتو. الحل تدور-معطف بولي-TPD على 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية لإعطاء فيلم nm TPD بولي 40، ويصلب ثم عند 150 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
5-تصنيع طبقة انبعاثاتها
- حل زنكدس/زولمتربتان الكم النقاط في حل التولوين (300 ميليلتر) بتركيز من مغ 14.3 مل-1.
- من أجل 35 ميليلتر من محلول زنكدس/زولمتربتان على الجزء العلوي من بولي-TPD. تدور-معطف الحل زنكدس/زولمتربتان على 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ق لإعطاء فيلم 40 نانومتر.
ملاحظة: الخبز ليس ضروريا.
6-الفراغ ترسب
- بعد الوصول إلى ضغط من 10-4 باسكال، إيداع الألومنيوم Tris(8-Hydroxyquinolinate) (ألق3) على ركائز بمعدل 0.3 s-1 في التبخير حراري للدائرة لإعطاء فيلم nm ألق3 15.
ملاحظة: تودع ألق3 فقط لهيكل الجهاز إيتو/PEDOT:PSS/بولي-TPD/قدس/ألق3/Al. - كشط طبقة واسعة نشطة مم 2 مع كاشطة لفضح الركيزة الزجاج إيتو.
- طرأت ركائز قناع معادن وتحويلها إلى دائرة التبخير حراري. إيداع مسرى الألومنيوم بمعدل 1 s-1 إعطاء 100 نانومتر الفيلم.
7-الإجراء أوتوكسيداتيون
- نقل الكاثود Al-أعد في فرن فراغ، وثم ضخ الهواء من الفرن حتى يتم تقريبا من فراغ.
- فتح صمام الانكماش وضخ الهواء المركب اللامائى (س2= 20%، ن2= 80 في المائة) في الفرن فراغ مع ضغط من 3 × 104 "بنسلفانيا أكسدة" ل 4.5 0, 12, وح 17 في درجة حرارة الغرفة (في الفرن).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
امتصاص الأشعة فوق البنفسجية مقابل وأطياف photoluminescence (PL) المستخدمة لتسجيل الخصائص البصرية لتصنيف زنكدس/زولمتربتان الأساسية/المستندة إلى شل الأزرق قدس. مجهر إلكتروني (TEM)، وجمعت مسح صور المجهر الإلكتروني (SEM) مورفولوجيس لقدس (الشكل 1). الأشعة السينية الطيفي النانومترية (XPS) ودراسة الكهروكيميائية مطيافية الأشعة فوق البنفسجية النانومترية يعملن (UPS) للكشف عن الخصائص الهيكلية ومستويات الطاقة لقدس (الشكل 2). حل الوقت استخدمت القياسات فوتولومينيسسينسي (تربل) للكشف عن ديناميات الناقل شحن سريع في الواجهة بين قدس وقدس/بن/: مباراة2س3 (الشكل 3). وأخيراً، كان أداء ش QD-المصابيح المؤداة (الشكل 4و الشكل 5و الجدول 1).
يظهر الشكل 1a امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بالنسبة وأطياف الانبعاث رر من زنكدس/زولمتربتان متدرج قدس الزرقاء الأساسية/المستندة إلى شل فرقت في التولوين. الحل قدس أظهرت حافة امتصاص في ~ 456 الواقعة شمال البحر الأبيض المتوسط ونقية والأزرق العميق انبعاثات ذروتها في 451 شمال البحر الأبيض المتوسط مع عرض كامل ضيقة في نصف الحد الأقصى (فوهم) من 17.8 فقط شمال البحر الأبيض المتوسط. رسم تخطيطي لقدس في إظهار اقحم أن هيكل متدرج الأساسية شل قدس هي توج مع سلسلة قصيرة 1-أوكتانيثيول يغاندس السطحية. باستخدام سلسلة قصيرة، جزيء 1-أوكتانيثيول لتحل محل سلسلة طويلة من الجزيئات العضوية، المسافة بين قدس هو تقصير، مما يحسن من خصائص تهمة حقن في الفيلم قدس. وأظهرت صورة مجهر الإلكتروني (TEM) انتقال ممثل من قدس زنكدس/زولمتربتان الأزرق توزيع حجم موحد نسبيا، ويمكن تحديد متوسط القطر لتكون 14 ± 1.7 نانومتر (الشكل 1b). ويمكن ملاحظة تدرج تركيب الكيميائي مستمر داخل قدس من انتقال عالية الدقة صورة المجهر الإلكتروني (هرتيم) مفردة QD زنكدس/زولمتربتان كما هو مبين في الشكل 1 ج. د الرقم 1 تظهر صورة SEM قدس الطبقة المغلفة تدور على الركازة بولي-TPD المستخدمة في تصنيع الجهاز. طبقة قدس موحدة وتغطيتها بالكامل يتبين من الصورة ووزارة شؤون المرأة، والتي تشير إلى الخصائص المكونة للفيلم جيدة لقدس.
وجرى تحليل الخصائص الكيميائية السطحية من أوتوكسيديزيد الكاثود Al بقياس XPS. كما هو مبين في الشكل 2 ألف، يمكن تركيبها طيف المداري ف 2 ال XPS مع قمم ثلاث. القمم في 72.7 و 74.3 75.5 eV تناظر المعدني الذرات، المرحلة γ Al2O3، والو غير متبلورx20. وقد أجريت قياس فولتاميتري دوري الكهروكيميائية (CV) لتحديد نطاق التكافؤ (VB) ومستويات الطاقة الفرقة (CB) التوصيل ل "قدس" زولمتربتان زنكدس/21. كما هو موضح في الشكل 2، تحددت أكسدة بداية المحتملة وإمكانية الحد من ظهور ب-1.13 و 1.69 الخامس، على التوالي. كنتيجة لذلك، حسبت قيم VB، وبناء القدرات "قدس" زنكدس/زولمتربتان ب eV 3.58 و 6.4، على التوالي. قمنا بقياس وظائف عمل طبقة قدس والكاثود Al المؤكسد جزئيا من UPS (الشكل 2 (ج)). مهام العمل قدس ومباراة: كانت2س3 eV 3.87 و 3.5، على التوالي، التي حسبت بطرح طاقات عند حواف الإلكترونات الثانوية من طاقة مصدر الأشعة فوق البنفسجية قال أنا (21.22 eV). ويرد المخطط مستوى الطاقة للجهاز في 2d الشكل. 2e الشكل و الشكل 2 واو عرض المخططات محاذاة مستوى الطاقة طبقة قدس مع شركة ومباراة:2س3. وظيفة العمل ومستوى فيرمي الكاثود Al مأخوذة من22،التقرير السابق23.
وبعد ذلك، قمنا بقياس الأطياف تربل طبقات قدس مختلفة لتحديد ديناميات الناقل المسؤول (الشكل 3). تم تركيب منحنيات تربل باضمحلال بي أسي. لقدس وقدس/ال قدس/: مباراة2س3 عينات، وكان عمر متوسط 8.945 و 4.839 5.414 ns، على التوالي. بالمقارنة مع قدس/Al عينة، في قدس/: مباراة2س3 عينة أظهرت أطول مدى حياة، التي يمكن أن تعزى إلى تحسين حقن الإلكترون وقمع جزئ غير الإشعاعي.
كذلك التحقق من أثر جزئيا أوتوكسيديزيد الكاثود Al على أداء الجهاز QD-المصابيح، كانت ملفقة طبقات قدس اتصلت مع الزركونيم مختلفة. بارامترات الأداء QD-المصابيح مع الزركونيم مختلفة ملخصة في الجدول 1. يظهر الجهاز مع الكاثود Al نقية سطوع منخفض للقرص المضغوط 435 م-2 بسبب حقن تهمة عدم الكفاءة (الشكل 4 أ). من أجل تحسين قدرة الإرسال الإلكتروني، قدم 15 نانومتر ألق3 طبقة ك ETL لتحقيق التوازن بين هذه التهم حقن. كنتيجة لذلك، تحسين سطوع الجهاز قدس تقودها إلى مؤتمر نزع السلاح 1,300 م-2. بعد علاج الأكسدة، عرضت الجهاز QD-المصابيح (مباراة:2س3) أداء محسن جذريا مع الإنارة كحد أقصى من القرص المضغوط 13,002 م-2 وأقصى قدر من كفاءة الحالية لمؤتمر نزع السلاح 1.15 A-1. واكتسبت المزيد من التبصر في العلاقة بين أداء الجهاز وعلاج الأكسدة بإضافة طبقة3 2س شركة سامسونج (1.5 نانومتر) كما هو موضح في 24. بيد Al2O3/Al الجهاز أظهرت أقصى استضاءة 352 cd م-2، التي لديها لا تعزيز بالمقارنة مع الجهاز القائم على بن العارية. س2ال3/Al:Al2س3 الجهاز أظهرت مستوى متواضع للإنارة والكفاءة (10,600 cd م-2 و ألف قرص مضغوط 1.12-1)، ودورة عالية نسبيا على جهد (يعرف 1 cd م-2) 4-8 ف م ي منحنيات QD-المصابيح مبينة في الشكل 4b. كفاءات الحد الأقصى من الأجهزة مع: مباراة2س3 وال2س3/Al:Al2س3 وصلت إلى 1.15 و 1.12 cd ألف-1، على التوالي، التي كانت أعلى بكثير من تلك الأجهزة مع القاعدة، بن 2 O3/Al، والق3الزركونيم/Al. وبصفة عامة، جهد العالي التطبيقي سوف تحفز الفصل المكاني لمهام موجه الإلكترون والثقب وينبغي تخفيض هائل في معدل جزئ الإشعاعي داخل طبقة قدس. يمكن قمع الكاثود أوتوكسيديزيد: مباراة2س3 أكسيتون تبريد في الكثافة العالية الحالية، بسبب حقن الإلكترون المحسنة وثقب عرقلة قدرات. ويصور الشكل 4 ج ي-V ومنحنيات الخامس L QD-المصابيح كدالة للزمن أوتوكسيديشن. وقد تحقق الجهاز الأمثل باستخدام أوتوكسيديزيد ح 12 شركة الكاثود.
ويبين الشكل 5a الأطياف ش تم تسويتها من المصابيح QD استناداً إلى الزركونيم مختلف. ذروة ش الجهاز3 2س: مباراة كان يقع في 457.3 شمال البحر الأبيض المتوسط مع فوم 21.4 فقط شمال البحر الأبيض المتوسط، مما يشير إلى ضوء أزرق الخالص دون أي انبعاثات ش الطفيلية. كونتراستيفيلي، يظهر الطيف ش استناداً إلى الكاثود/Al3ألق ش طفيلية التي نشأت من ألق3. ويمكن ملاحظة مستقرة ش الانبعاثات من مباراة:2س3 على أساس الجهاز تحت التحيزات تطبيقية مختلفة (الشكل 5 (ب)). كما هو موضح في الشكل 5 ج، إحداثي الطيف ش يقع على حافة جداً من الرسم التخطيطي التصنيف اللجنة الدولية دي L'Eclairage (CIE)، مما لون مشبعة عالية. التين وتبين لدى عودتهم د 5 صور التشغيل QD-المصابيح التي يمكن إعدادها بسهولة مع مساحة كبيرة من 1 سم2.
رقم 1: تصنيف الخصائص البصرية ومورفولوجيس من زنكدس/زولمتربتان الأساسية/المستندة إلى شل قدس الأزرق- () أطياف الامتصاص ورر "قدس" زنكدس/زولمتربتان الموزعة في حل التولوين. (ب) تيم الصورة وصورة (ج) هرتيم للصورة قدس. (د) وزارة شؤون المرأة من الفيلم قدس المغلفة تدور على الركازة بولي-TPD المستخدمة في تصنيع الجهاز. طبع بإذن من 19. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2: استخدام مطيافية إلكترون (XPS) ودراسة الكهروكيميائية مطيافية الأشعة فوق البنفسجية النانومترية (UPS) بالأشعة السينية للكشف عن الخصائص الهيكلية ومستويات الطاقة لقدس. () ال ف 2 أطياف XPS المداري من الكاثود أوتوكسيديزيد: مباراة2س3 . (ب) فولتاميتري دوري (CV) منحنيات الحل "قدس" زنكدس/زولمتربتان. (ج) الأطياف UPS الفيلم "قدس" زنكدس/زولمتربتان والكاثود أوتوكسيديزيد: مباراة2س3 أعد على ركائز إيتو. اقحم يتم عرض كامل للاطياف. (د) شقة الفرقة مستوى الطاقة رسم تخطيطي للجهاز QD-الصمام. مستوى الطاقة (ه) الرسم التخطيطي في قدس/شركة واجهة و (f) قدس/2س: مباراة3 واجهة. طبع بإذن من 19. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: أفلام تسوس فوتولومينيسسينسي الوقت وتصميما لقدس الاتصال مع طبقات مختلفة- طبع بإذن من المرجع19. تم تركيب منحنيات تربل باضمحلال بي أسي. بالمقارنة مع قدس/Al عينة، في قدس/عينة ال: Al2O3 يسلك أطول مدى حياة، التي يمكن أن تعزى إلى تحسين حقن الإلكترون وقمع جزئ غير الإشعاعي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4: أداء ش QD-المصابيح استناداً إلى مختلف الزركونيم. () الكثافة الحالية-الإنارة-(J-L-V) والجهد (ب) منحنيات الكثافة الحالية كفاءة (م-ي) الحالية المميزة للأجهزة مع الزركونيم مختلفة. (ج) ي-L-V منحنيات الأجهزة مع بن مختلفة الزركونيم أوتوكسيديزيد الوقت. طبع بإذن من19. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5: الأطياف ش واحداثيات CIE وصور التشغيل2س: مباراة3 على أساس QD-المصابيح. () ش أطياف QD-المصابيح استناداً إلى القاعدة، مباراة:2س3،2س ال3: Al, Al2O3/Al:Al2س3 والق3الزركونيم/Al. اقحم يتم التشغيل صور QD-المصابيح مع منطقة نشطة من 4 مم2. (ب) ش أطياف QD-المصابيح المستمدة من التحيزات المختلفة. إحداثيات CIE (ج) س2: مباراة3 على أساس QD-المصابيح. (د) صور التشغيل QD-المصابيح مع منطقة نشطة من 1 سم2. طبع بإذن من 19. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
| نوع من عينة | ذروة النصوع | أقصى قدر من الكفاءة الحالية | دورة على الجهد | ذروة الانبعاث | فوم |
| (م-2مؤتمر نزع السلاح) | (-1القرص المضغوط) | (ت) | (نيو مكسيكو) | (نيو مكسيكو) | |
| نادي | 435 | 0.11 | 3.56 | 459.1 | 22.5 |
| مباراة:2س3 | 13002 | 1.15 | 3.83 | 457.3 | 21.4 |
| Al2O3/Al | 352 | 0.11 | 3.70 | 458.8 | 20.9 |
| Al2O3/Al:Al2س3 | 10600 | 1.12 | 4.80 | 457.1 | 20.8 |
| ألق3/Al | 1300 | 0.57 | 4.20 | 455.9 | 17.5 |
الجدول 1: معلمات ش من المصابيح QD استناداً إلى الزركونيم مختلفة. طبع بإذن من المرجع19.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
بنية الجهاز الأزرق QD-الصمام يتكون من إيتو شفافية اﻷنود HIL PEDOT:PSS (30 نانومتر)، "هتل" بولي-TPD (40 نانومتر)، "يمل قدس" زنكدس/زولمتربتان (40 نانومتر)، وكاثود3 2س: مباراة (100 نانومتر). نظراً لطابع الكاثود Al المسامية، حصلنا كاثود Al المؤكسدة التي يعرضها للأوكسجين. 2e الشكل و الشكل 2 واو عرض المخططات محاذاة مستوى الطاقة من طبقة قدس مع شركة ومباراة:2س3. عند الاتصال قدس مع الكاثود Al، يتم تشكيل جهة اتصال شوتكي في واجهة قدس/بن، الذي يقدم مقاومة داخلية كبيرة تعوق حقن الإلكترونات من الكاثود (الشكل 2e). عند الاتصال قدس الكاثود3 2س: مباراة، جهة اتصال المقاومها تتشكل في قدس/3 2س: مباراة واجهة (الشكل 2 واو)، مما يقلل من الحاجز حقن الإلكترون ويعجل بحقن الإلكترون. تحسين كفاءة حقن الإلكترون الانخفاض حاجز الطاقة الكامنة في واجهة قدس/الكاثود وتخفيض في استهلاك الطاقة. لمواصلة التحقيق أكسيتون تبريد أثر في واجهة قدس/الكاثود، تم تحليل الأطياف تربل (الشكل 3). قدس: مباراة2س3 عينة أظهرت وقتاً أطول من تسوس رر (5.414 ns) مقارنة بالعينة قدس/Al (4.839 ns)، مما يشير إلى تخفيف تبريد التﻷلؤ في QD/الكاثود واجهة25،26. ولذلك، أداء الأجهزة المحسنة يمكن أن يعزى إلى انخفاض الحاجز المحتملة وقمع تبريد التﻷلؤ.
يمكن إعداد الكاثود3 2س: مباراة بالإجراءات أوتوكسيداتيون التي تسيطر عليها بسهولة. تجدر الإشارة إلى أن هناك لم يتل إضافية تشارك في البروتوكول. أداء الجهاز المتوقع لإدخال مزيد من التحسينات بعد الجمع بين الكاثود أوتوكسيديزيد: مباراة2س3 يتل أخرى (مثلاً، أكسيد الزنك)12،،من1315.
وفي الختام، قدمنا طريقة جديدة لتحسين السطوع وكفاءة المصابيح QD الزرقاء على حد سواء باستخدام أوتوكسيديزيد الكاثود Al. لقد ثبت ارتفاع المشبعة اللون الأزرق QD-المصابيح مع الإنارة ذروة لمؤتمر نزع السلاح 13,002 م-2 وذروة كفاءة الحالية من 1.15 cd أ-1، الذي هو من بين أفضل أداء في أعمال أخرى. أداء الأجهزة المحسنة يمكن أن تعزى إلى حقن الإلكترون محسنة وتبريد التﻷلؤ المكبوتة. ولذلك، الطريقة التي عرضت في هذا البروتوكول خطوة هامة نحو تحقيق عالية الأداء الأزرق QD تقودها الأجهزة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدينا شيء الكشف عنها.
Acknowledgments
وأيد هذا العمل تشرف (51573042)، الوطنية المفتاح الأساسي البحث البرنامج الصين (973 المشروع، 2015CB932201)، أموال البحوث الأساسية للجامعات الوسطى، الصين (JB2015RCJ02، 2016YQ06، 2016MS50، 2016XS47).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Indium Tin Oxide (ITO)-coated glass substrate |
CSG Holding Co., Ltd. | Resistivity≈10 Ω/sq | |
| Zinc powder | Sigma-Aldrich | 96454 | Molecular Weight 65.38 |
| Isopropyl alcohol | Beijing Chemical Reagent | 67-63-0 | Analytically pure |
| Toluene | Innochem | I01367 | Analytically pure |
| Acetone | Innochem | I01366 | Analytically pure |
| Hydrochloric acid | acros | 124210025 | 1 N standard solution |
| O-dichlorobenzene | acros | 396961000 | 98+%, Extra Dry |
| Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) | H. C.Stark | Clevious P VP Al 4083 | |
| Poly(N,N′-bis(4-butylphenyl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine) (Poly-TPD) | Luminescence Technology | LT-N149 | |
| Aluminum tris(8-Hydroxyquinolinate) (Alq3) | Luminescence Technology | LT-E401 | |
| UV-O cleaner | Jelight Company | 92618 | |
| Filter | Jinteng | JTSF0303/0304 | Polyether sulfone (0.45 μm) |
| Ultrasonic cleaner | HECHUANG ULTRASONIC | KH-500DE | |
| Digital multimeter | UNI-T | UT39A | |
| Spin coater | IMECAS | KW-4A | |
| Digital hotplate | Stuart | SD160 |
References
- Shirasaki, Y., Supran, G. J., Bawendi, M. G., Bulović, V. Emergence of colloidal quantum-dot light-emitting technologies. Nat. Photonics. 7 (1), 13-23 (2012).
- Chen, O., Wei, H., Maurice, A., Bawendi, M., Reiss, P. Pure colors from core-shell quantum dots. MRS Bull. 38 (09), 696-702 (2013).
- Dai, X., Deng, Y., Peng, X., Jin, Y. Quantum-Dot Light-Emitting Diodes for Large-Area Displays: Towards the Dawn of Commercialization. Adv. Mater. 29 (14), (2017).
- Wang, L., et al. High-performance azure blue quantum dot light-emitting diodes via doping PVK in emitting layer. Org. Electron. 37, 280-286 (2016).
- Colvin, V., Schlamp, M., Alivisatos, A. P. Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer. Nature. 370 (6488), 354-357 (1994).
- Tan, Z., et al. Colloidal nanocrystal-based light-emitting diodes fabricated on plastic toward flexible quantum dot optoelectronics. J. Appl. Phys. 105 (03), 034312 (2009).
- Tan, Z., et al. Bright and color-saturated emission from blue light-emitting diodes based on solution-processed colloidal nanocrystal quantum dots. Nano Lett. 7 (12), 3803-3807 (2007).
- Lee, C. -L., Nam, S. -W., Kim, V., Kim, J. -J., Kim, K. -B. Electroluminescence from monolayer of quantum dots formed by multiple dip-coating processes. physica status solidi (b). 246, 803-807 (2009).
- Lee, T. -C., et al. Rational Design of Charge-Neutral, Near-Infrared-Emitting Osmium(II) Complexes and OLED Fabrication. Advanced Functional Materials. 19, 2639-2647 (2009).
- Qian, L., Zheng, Y., Xue, J., Holloway, P. H. Stable and efficient quantum-dot light-emitting diodes based on solution-processed multilayer structures. Nat. Photonics. 5 (9), 543-548 (2011).
- Kwak, J., et al. Bright and efficient full-color colloidal quantum dot light-emitting diodes using an inverted device structure. Nano Lett. 12 (5), 2362-2366 (2012).
- Dai, X., et al. Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots. Nature. 515 (7525), 96-99 (2014).
- Lee, K. -H., Lee, J. -H., Song, W. -S., Ko, H., Lee, C., Lee, J. -H., Yang, H. Highly efficient, color-pure, color-stable, blue quantum dots light-emitting devices. ACS Nano. 7 (8), 7295-7302 (2013).
- Shen, H., et al. High-efficient deep-blue light-emitting diodes by using high quality ZnxCd1-xS/ZnS core/shell quantum dots. Adv. Funct. Mater. 24 (16), 2367-2373 (2014).
- Wang, A., et al. Bright, efficient, and color-stable violet ZnSe-based quantum dot light-emitting diodes. Nanoscale. 7 (7), 2951-2959 (2015).
- Shen, H., et al. High-efficiency, low turn-on voltage blue-violet quantum-dot-based light-emitting diodes. Nano Lett. 15 (2), 1211-1216 (2015).
- Fokina, A., et al. The role of emission layer morphology on the enhanced performance of light-emitting diodes based on quantum dot-semiconducting polymer hybrids. Adv. Mater. Interfaces. 3 (18), 1600279 (2016).
- Yang, Y., et al. High-efficiency light-emitting devices based on quantum dots with tailored nanostructures. Nat. Photonics. 9, 259-266 (2015).
- Cheng, T., et al. Pure Blue and Highly Luminescent Quantum-Dot Light-Emitting Diodes with Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement via Partially Oxidized Aluminum Cathode. Adv. Opt. Mater. 5 (11), 1700035 (2017).
- Rotole, J. A., Sherwood, P. M. A. Gamma-Alumina (γ-Al2O3) by XPS. Surf. Sci. Spectra. 5 (1), 18-24 (1998).
- Liu, J., Yang, W., Li, Y., Fan, L., Li, Y. Electrochemical studies of the effects of the size, ligand and composition on the band structures of CdSe, CdTe and their alloy nanocrystals. Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (10), 4778-4788 (2014).
- Abbaszadeh, D., Wetzelaer, G. A. H., Doumon, N. Y., Blom, P. W. M. Efficient polymer light-emitting diode with air-stable aluminum cathode. J. Appl. Phys. 119 (9), 095503 (2016).
- Yu, L., et al. Optimization of the energy level alignment between the photoactive layer and the cathode contact utilizing solution-processed hafnium acetylacetonate as buffer layer for efficient polymer solar cells. Acs Appl. Mater. Interfaces. 8 (1), 432-441 (2016).
- Li, F., Tang, H., Anderegg, J., Shinar, J. Fabrication and electroluminescence of double-layered organic light-emitting diodes with the Al2O3/Al cathode. J. Shinar, Appl. Phys. Lett. 70 (10), 1233-1235 (1997).
- Bai, Z., et al. Hydroxyl-Terminated CuInS2 Based Quantum Dots: Toward Efficient and Bright Light Emitting Diodes. Chemistry of Materials. 28, 1085-1091 (2016).
- Wang, Z., et al. Efficient and Stable Pure Green All-Inorganic Perovskite CsPbBr3 Light-Emitting Diodes with a Solution-Processed NiOx Interlayer. The Journal of Physical Chemistry C. , (2017).
