Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

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

Published: May 31, 2018 doi: 10.3791/57260

Summary

Протокол представляется для изготовления высокой производительности, чистый синий ZnCdS/ZnS основе квантовых точек светоизлучающие диоды, используя autoxidized алюминия катода.

Abstract

Стабильные и эффективные красный (R), зеленый (G) и синий (B) источники света, основанный на решение обработано квантовых точек (QDs) играют важную роль в следующее поколение дисплеев и твердотельного освещения технологий. Яркость и эффективности синий на основе QDs светоизлучающие диоды (СИД) по-прежнему уступает их красные и зеленые аналоги, благодаря изначально неблагоприятных уровни энергии различные цвета света. Для решения этих проблем, структура устройства следует обеспечивать баланс отверстия впрыска и электронов в Эмиссионный слой QD. Здесь, через простой autoxidation стратегию, чистый синий QD-светодиоды, которые очень яркие и эффективной демонстрируются, со структурой Ито / PEDOT:PSS / поли-TPD/QDs/Al: Al2O3. Autoxidized Al: Al2O3 катода могут эффективно сбалансировать вводят обвинения и расширить излучательной рекомбинации без введения дополнительных электронов транспортный уровень (ETL). В результате высокий цвет насыщенный синий QD-светодиоды достигаются при максимальной яркости более 13000 m cd-2и максимальный выход по току 1,15 cd A-1. Легко контролируемый autoxidation процедура открывает путь для достижения высокой производительности синий QD-LED.

Introduction

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 стоимость1,2,3,4. Начиная с первой демонстрации на основе QDs светодиодов в 1994 году огромные усилия были посвящены инженерных материалов и устройств структуры5,6,7. 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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. модель травления стекла Индий оксид олова (ITO)

  1. Вырежьте большие куски стекла ITO (12 × 12 см) на 15 мм полосками шириной. Очистите поверхность стекла ITO, используя ткань пыли с алкоголем.
  2. Проверьте в проводящие части стекла ITO с цифровой мультиметр. Обложка активная область стекла ITO с клейкой лентой, чтобы активная область шириной 2 мм в середине.
  3. Залейте порошок цинка на стекла ITO (до толщины примерно 0,5 мм).
  4. Залейте раствор соляной кислоты (36 wt %), на поверхность стекла ITO и позволяют стекла ITO полностью замочить в растворе соляной кислоты, а затем etch 15 s.
  5. Слейте раствор соляной кислоты после коррозии, а затем промойте стекла ITO с водой немедленно. Удалите клейкую ленту на стекла ITO.

2. Очистка стекла ITO

  1. Погружайте стекла ITO в чашке Петри, содержащих ацетон решение для 15 минут протрите от клея на стекла ITO, используя ватный тампон.
  2. Нарежьте стекла ITO квадратный (примерно 15 × 15 мм) с стеклорез.
  3. Sonicate стекла ITO последовательно в стиральный порошок водой, водопроводной воды, деионизированной воды, ацетон и изопропиловый спирт на 15 мин.
  4. Укладка феном стекла ITO азотом, следуют сушки в духовке при 150 ° C за 5 мин в атмосфере воздуха.
  5. Положите очищенного стекла ITO в камеру ультрафиолетовые озон и лечить за 15 мин.

3. Изготовление отверстия впрыска слоя

  1. Возьмите poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) решение из холодильника. Перемешайте раствор PEDOT:PSS при комнатной температуре за 20 мин до получения равномерно распределенные решения.
    Примечание: УФ-Озонотерапия (раздел 2.5) и агитации PEDOT:PSS раствора должно осуществляться одновременно во избежание неэффективности лечения УФ-озон. Температура в помещении поддерживается при 25 ° C.
  2. Взять около 2 мл PEDOT:PSS раствора с 10 мл шприц и установить фильтр сульфона (PES) полиэфиром 0,45 мкм на шприц.
  3. Место в центре спин coater стекла ITO. Налейте две капли раствора PEDOT:PSS на стекла ITO.
  4. Спин пальто отфильтрованные PEDOT:PSS решение на подложке ITO при 3000 об/мин за 30 s и затем обжигают PEDOT:PSS-покрытая ITO при 150 ° C для 15 минут, чтобы дать 30 Нм PEDOT:PSS фильм.

4. изготовление отверстий транспортного уровня

Примечание: Транспортный уровень отверстие и Эмиссионный слой изготавливаются в заполнен азотом бардачок с контролируемой концентрации кислорода и воды ниже 50 ppm.

  1. Растворяют poly(N,N′-bis(4-butylphenyl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine) (поли-TPD) в o дихлорбензол (1 мл) с концентрацией 25 мг мл-1. Движение при комнатной температуре на ночь в перчаточный ящик заполнен азотом.
  2. Налить 35 мкл раствора поли-Спок на PEDOT:PSS-покрытая ITO. Спин пальто поли-TPD решение при 3000 об/мин за 30 s 40 Нм поли-TPD фильм, а затем обжигают при 150 ° C за 30 мин.

5. Изготовление Эмиссионный слой

  1. Растворяют ZnCdS/ZnS квантовые точки в раствор (300 мкл) с концентрацией 14,3 мг мл-1.
  2. Залейте 35 мкл раствора ZnCdS/ZnS на вершину поли-TPD. Спин пальто ZnCdS/ZnS решение при 3000 об/мин за 30 s дать фильм 40 Нм.
    Примечание: Выпечки нет необходимости.

6. вакуумного напыления

  1. После того, как достигается давления 10-4 ПА, депозит алюминия Tris(8-Hydroxyquinolinate) (Alq3) на подложках с коэффициентом 0,3 Å s-1 в термическое испарение камеры дать 15 Нм Alq3 фильма.
    Примечание: Только для устройства структуры Ито осаждается Alq3 / PEDOT:PSS / поли-TPD/QDs/Alq3/Al.
  2. Скрип широкий активного слоя 2 мм с скребок подвергать стеклянной подложке ITO.
  3. Подложек в маску металла и передавать их в камеру термическое испарение. Депозит алюминиевых электрода с скоростью 1 Å s-1 , чтобы дать 100 Нм Аль фильма.

7. Autoxidation процедура

  1. Перевести катод Аль-подготовила в вакуумной печи, а затем насос воздуха из духовки, до тех пор, пока это почти вакуум.
  2. Откройте клапан дефляции и придать безводный смеси воздуха (O2= 20%, N2= 80%) в вакуумной печи с давлением 3 × 104 ПА окислять 0, 4.5, 12 и 17 ч при комнатной температуре (в духовке).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

UV-Vis поглощения и спектры фотолюминесценции (PL) были использованы для записи оптических свойств ZnCdS/ZnS оцениваются на основе ядра/оболочки синий QDs. просвечивающей электронной микроскопии (ТЕА) и сканирования изображения Электронная микроскопия (SEM) были собраны для морфологии QDs (рис. 1). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), электрохимические исследования и ультрафиолетового фотоэлектронная спектроскопия, которую (UPS) были использованы для выявления структурных свойств и уровни энергии QDs (рис. 2). Время решена фотолюминесценции (TRPL) измерения были использованы для выявления динамики перевозчик быстрый заряд на стыке между QDs/Al и QDs / Al: Al2O3 (рис. 3). Наконец Эль производительность QD-LED был выполненных (рис. 4, рис. 5и Таблица 1).

На рисунке 1a показана поглощение UV-vis и PL выбросов спектры ZnCdS/ZnS оцениваются на основе ядра/оболочки синий QDs рассеяны в толуоле. Решение QDs показал кромку поглощения в ~ 456 Нм и чистый темно голубым выбросов пик расположен в 451 Нм с узкой полную ширину на половину максимум (FWHM) только 17,8 Нм. Эскиз-схема QDs в врезные показывают, что структура градуированных ядро/оболочки QDs ограничены с короткой цепочкой 1-octanethiol как поверхности лигандами. С помощью короткой цепочкой, молекула 1-octanethiol для замены длинноцепочечных органических молекул, сокращается расстояние между QDs, который улучшает свойства инъекции заряда в фильме QDs. Образ электронного микроскопа (ТЕА) представитель передачи QDs ZnCdS/ZnS синий показали распределения относительно одинакового размера, и средний диаметр может быть определено 14 Нм ± 1,7 (рис. 1b). Постоянный химический состав градиента внутри QDs можно наблюдать из образа электронного микроскопа (HRTEM) высокое разрешение передачи одного ZnCdS/ZnS QD как показано на рисунке 1 c. Рисунок 1 d показывает SEM изображение слоя QDs спин покрытием на подложке поли-TPD в изготовление устройства. Единообразного и полностью покрыты слоем QDs можно увидеть от изображения SEM, который указывает на хорошие пленкообразующие свойства QDs.

Поверхности химические характеристики autoxidized Аль катод были проанализированы XPS измерения. Как показано на рисунке 2А, XPS спектр орбитального Аль 2 p могут быть установлены с тремя вершинами. Пики в 72,7, 74,3 и 75,5 eV соответствуют металлическим аль Атоми, γ фаза Al2O3и аморфных Алоx20. Для определения валентной зоны (VB) и проводимости уровни энергии группы (CB) ZnCdS/ZnS QDs21была выполнена измерения электрохимических циклической вольтамперометрии (CV). Как показано на рисунке 2b, начала окисления потенциал и потенциал начала сокращения были полны решимости быть -1.13 и 1,69 V, соответственно. В результате VB и CB значения для ZnCdS/ZnS QDs были рассчитаны быть 3.58 и 6.4 eV, соответственно. Мы измерили рабочие функции QDs слоя и частично окисляется Аль катода, UPS (рис. 2 c). Работа функции QDs и Al: Al2O3 были 3,87 и 3.5 eV, соответственно, которые были рассчитаны путем вычитания энергии по краям средней электронов от энергии ультрафиолетового источника он я (21.22 eV). Уровень энергии схема устройства приводится в 2d рис. 2e рисунок и Рисунок 2f отображения диаграммы Выравнивание уровня энергии QDs слоя с Al, Al: Al2O3. Функции работы и уровень Ферми Аль катода были взяты из предыдущего доклада22,23.

Далее мы измерили TRPL спектров различных слоев QDs определить заряд перевозчик динамика (рис. 3). TRPL кривые были установлены по Би экспоненциального распада. Для QDs, QDs/Al и QDs / Al: Al2O3 образцы, среднее время жизни были 8.945, 4.839 и 5.414 НС, соответственно. По сравнению с Аль QDs выборки, QDs / Al: Al2O3 образец выставлены длительный срок службы, который можно отнести к совершенствованию электронного впрыска и подавление не излучательной рекомбинации.

Для дальнейшей проверки эффект частично autoxidized Аль катода на производительность устройства QD-LED, были сфабрикованы QDs эмиссионных слоёв, связался с различными катодов. Параметры производительности QD-LED с различными катодов кратко излагаются в таблице 1. Устройство с чистой Аль катод показывает низкая яркость 435 cd м-2 с инжекцией неэффективных заряда (рис. 4a). Для того, чтобы улучшить способность электронной передачи, 15 Нм Alq3 слой был введен как ETL сбалансировать вводят обвинения. В результате яркость QDs-LED устройства Улучшено до 1300 cd m-2. После лечения окисления QD-LED устройства (Al: Al2O3) выставлены значительно повышенная производительность с максимальной яркости 13,002 cd м-2 и максимальный выход по току 1,15 cd A-1. Еще глубже проанализировать взаимосвязь между производительность устройства и окисления лечения был накоплен, вставив слой ультратонких Al2O3 (1,5 Нм) как описано в 24. Однако устройство /Al Al2O3выставлена максимальная яркость 352 cd м-2, который имеет не улучшение по сравнению с голой Аль-устройством на базе. Al2O3/Al:Al2O3 устройство выставлены скромный уровень яркости и эффективности (10600 cd м-2 и 1.12 cd A-1) и относительно высокой включения напряжения (определяется как 1 cd м-2) 4.8 V. CE-J кривых QD-LED показаны на рисунке 4В. Максимальная эффективность устройств с Аль: Al2O3 и Al2O3/Al:Al2O3 достиг 1,15 и 1.12 cd A-правовая-1, соответственно, которая была намного выше, чем у устройств с Al, Al 2 O3/Al и Alq3/Al катодов. В общем высокий приложенного напряжения побудит пространственное разделение функций волны электрона и отверстие и должны резко сократить уровень излучательной рекомбинации внутри QDs слоя. Autoxidized Al: Al2O3 катода можно подавить экситон, закалки в высокой плотности тока, благодаря расширенной электронно впрыска и отверстие блокирование способностей. Рисунок 4 c изображает J-V и L-V кривые QD-LED как функцию от времени autoxidation. Оптимизированное устройство было достигнуто с помощью 12 h autoxidized Аль катода.

Рисунок 5a показывает, что нормализованных спектров Эль QD-светодиодов на основе различных катодов. Пик Эль Аль: Al2O3 устройства был расположен в 457,3 нанометр с FWHM лишь 21,4 Нм, который указывается чистый синий свет без каких-либо паразитарные Эль выбросов. Contrastively EL спектра на основе Alq3/Al катод показывает паразитарные Эль возникла из Alq3. Стабильная Эль выбросов можно наблюдать от Al: Al2O3 на основе устройства под различные прикладные предвзятости (Рисунок 5b). Как показано на рис. 5 c, координата Эль спектра находит на самом краю диаграммы цветности светотехнической комиссией (МСК), что привело цвета с высокой насыщенностью. Инжир Юр 5 d показывает эксплуатационные фотографии QD-LED, которые можно легко приготовить с большой площадью 1 см2.

Figure 1
Рисунок 1: оптические свойства и морфологии ZnCdS/ZnS оцениваются на основе ядра/оболочки синий QDs. () поглощения и PL спектры QDs ZnCdS/ZnS, распределенных в раствор. (b) ТЕА изображение и изображение (c) HRTEM изображения QDs. (d) SEM QDs фильма спин покрытием на подложке поли-Спок, используемые в устройстве изготовление. Перепечатано с разрешения от 19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: использование Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), электрохимические исследования и ультрафиолетового фотоэлектронная спектроскопия (UPS) для выявления структурных свойств и уровни энергии QDs. () Al 2 p орбитальных XPS спектры autoxidized Аль: Al2O3 катода. (b) циклической вольтамперометрии (CV) кривые ZnCdS/ZnS QDs решения. (c) UPS спектры ZnCdS/ZnS QDs фильма и катод autoxidized Al: Al2O3 , подготовленный на ITO подложки. Врезные является полное представление спектров. (d) с плоским группы уровень энергии схема устройства QD-LED. уровень энергии (e) диаграмма на интерфейс QDs/Al и (f) QDs / Al: Al2O3 интерфейс. Перепечатано с разрешения от 19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: время решена фотолюминесценция распада для QDs пленок, контактирующих с различными слоями. Перепечатано с разрешения ссылка19. TRPL кривые были установлены по Би экспоненциального распада. По сравнению с Аль QDs выборки, QDs / Al: Al2O3 образца экспонаты больше жизни, который можно отнести улучшение электронного впрыска и пресечения не излучательной рекомбинации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: выполнение Эль QD-светодиодов на основе различных катодов. () плотность тока яркости напряжения (J-L-V) и (b) текущей эффективности текущая плотность (CE-J) кривые устройств с разными катодов. (c) J-L-V кривые устройств с различными Аль катоды autoxidized время. Перепечатано с разрешения от19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5: EL спектры, CIE координаты и эксплуатации фотографии Аль: Al2O3 на основе QD-LED. ()-Эль-спектры QD-LED на основе Al, Al: Al2O3, Al2O3: Al, Al2O3/Al:Al2O3 и Alq3/Al катодов. Врезные является операционной фотографии QD-LED с активной областью 4 мм2. (b)-Эль-спектры QD-LED, производный от различных отклонений. (c) системе координат Аль: Al2O3 на основе QD-LED. (d) операционной фотографии QD-LED с активной области 1 см2. Перепечатано с разрешения от 19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Тип образца Пик яркости Пик току Напряжение включения Пик выбросов FWHM
(cd м-2) (КР-1) (V) (Нм) (Нм)
Al 435 0,11 3.56 459.1 22,5
Al: Al2O3 13002 1.15 3.83 457,3 21,4
Al2O3/Al 352 0,11 3.70 458.8 20,9
Al2O3/Al:Al2O3 10600 1.12 4.80 457.1 20,8
ALQ3/Al 1300 0,57 4.20 455,9 17.5

Таблица 1: параметры-Эль-QD-LED на основе различных катодов. Перепечатано с разрешения ссылка19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Архитектура устройства синий QD-LED состоит из прозрачной анод Ито, PEDOT:PSS Хиль (30 Нм), поли-TPD HTL (40 Нм), ZnCdS/ZnS QDs EML (40 Нм) и Al: Al2O3 катода (100 Нм). Из-за пористой характер Аль катод мы получили окисленных Аль катод, подвергая его кислородом. 2e рисунок и Рисунок 2f отображения диаграммы Выравнивание уровня энергии QDs слоя с Al, Al: Al2O3. Когда QDs связаться с Аль катодом, шотки контакта формируется в интерфейсе QDs/Al, который вводит большое внутреннее сопротивление препятствовать электронно впрыска от катода (Рисунок 2e). Когда QDs контакт Al: Al2O3 катод, омического контакта формируется на QDs / Al: Al2O3 интерфейс (Рисунок 2f), который снижает барьер инъекции электрона и ускоряет электронно впрыска. Снижение барьера потенциальной энергии на интерфейс QDs/катодом повысила эффективность инъекции электрона и сократить потребление энергии. Для дальнейшего расследования экситон, закалки эффект на интерфейсе QDs/катод, были проанализированы TRPL спектры (рис. 3). QDs / Al: Al2O3 образца показали более длиннее время распада PL (5.414 НС) по сравнению с QDs/Al образца (4.839 НС), указанием облегчение закалки люминесценции QD/катод интерфейс25,26. Таким образом производительность расширение устройства может объясняться сокращение потенциального барьера и подавление люминесценции закалки.

Al: Al2O3 катод может приготовить легко контролируемых autoxidation процедур. Следует отметить, что существует без дополнительных ETL, участвующие в протоколе. Производительность устройства, как ожидается, будет улучшено после объединения autoxidized Al: Al2O3 катода с другими ЭТЛ (например, ZnO)12,,1315.

В заключение, мы представили новый метод для улучшения яркости и эффективности синий QD-LED с помощью autoxidized Аль катода. Высокий-насыщенный цвет синий QD-светодиоды были продемонстрированы с пиковой яркости 13,002 cd м-2 и пик току 1,15 cd A-1, который сообщается среди лучшее исполнение в других работах. Производительность устройства расширения можно отнести улучшение электронного впрыска и подавленные люминесценции закалки. Таким образом метод, представленный в настоящем Протоколе является важным шагом на пути к реализации высокопроизводительных синий QD-LED устройств.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

У нас есть ничего не разглашать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана NSFC (51573042), Национальный ключ базовых исследований программа Китая (973 проекта, 2015CB932201), фундаментальные исследования средств для университетов Центральной, Китай (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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Chen, O., Wei, H., Maurice, A., Bawendi, M., Reiss, P. Pure colors from core-shell quantum dots. MRS Bull. 38 (09), 696-702 (2013).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Dai, X., et al. Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots. Nature. 515 (7525), 96-99 (2014).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Wang, A., et al. Bright, efficient, and color-stable violet ZnSe-based quantum dot light-emitting diodes. Nanoscale. 7 (7), 2951-2959 (2015).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Yang, Y., et al. High-efficiency light-emitting devices based on quantum dots with tailored nanostructures. Nat. Photonics. 9, 259-266 (2015).
  19. 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).
  20. Rotole, J. A., Sherwood, P. M. A. Gamma-Alumina (γ-Al2O3) by XPS. Surf. Sci. Spectra. 5 (1), 18-24 (1998).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Bai, Z., et al. Hydroxyl-Terminated CuInS2 Based Quantum Dots: Toward Efficient and Bright Light Emitting Diodes. Chemistry of Materials. 28, 1085-1091 (2016).
  26. 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).

Tags

Инжиниринг выпуск 135 квантовые точки светоизлучающие диоды LED Autoxidation электронно впрыска яркости
Расширение электронного впрыска и экситонных родов для чисто синий квантовых точках светоизлучающие диоды, вводя частично окисленного алюминия катод
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, Z., Cheng, T., Wang, F., Bai,More

Wang, Z., Cheng, T., Wang, F., Bai, Y., Bian, X., Zhang, B., Hayat, T., Alsaedi, A., Tan, Z. Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode. J. Vis. Exp. (135), e57260, doi:10.3791/57260 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter