Summary
Un protocole est présenté pour la fabrication de haute performance, pures bleu ZnCdS/ZnS-base quantique points diodes émettrices de lumière en utilisant une cathode en aluminium d’autoxydée.
Abstract
Stable et efficace rouge (R), vert (G) et sources de lumière bleues (B) basées sur des boîtes de solution-traité quantiques (QDs) jouent un rôle important dans les écrans de nouvelle génération et des technologies d’éclairage à semi-conducteurs. La luminosité et l’efficacité du bleus axée sur les QDs diodes électroluminescentes (LEDs) restent inférieurs à leurs homologues rouges et verts, en raison de niveaux d’énergie intrinsèquement défavorables de différentes couleurs de lumière. Pour résoudre ces problèmes, une structure de l’appareil devrait viser à équilibrer les trous d’injection et les électrons dans la couche QD émissive. Dans les présentes, à travers une stratégie simple autoxydation, pures QD-LEDs bleues qui sont très claires et efficaces sont démontrés, avec une structure de ITO / Modélation / Poly-DPT/QDs/Al : Al2O3. La cathode autoxydée Al : Al2O3 peut effectivement équilibrer les charges injectées et améliorer la recombinaison radiative sans introduire une couche supplémentaire transport d’électrons (ETL). En conséquence, hautes couleur saturée QD-LEDs bleues sont réalisés avec une luminance maximale plus de 13 000 cd m-2et une efficacité de courant maximale de 1,15 cd A-1. Les paves de procédure autoxydation facile à contrôler la façon d’atteindre de hautes performances bleu QD-LEDs.
Introduction
Diodes électroluminescentes (LEDs) basées sur des boîtes quantiques colloïdaux semi-conducteurs ont suscité un grand intérêt en raison de leurs avantages uniques, y compris la traitabilité de la solution, longueur d’onde d’émission accordable, pureté des couleurs excellent, fabrication flexible et faible traitement coûtera1,2,3,4. Depuis les premières démonstrations de LEDs axée sur les QDs en 1994, des efforts considérables ont été consacrées à l’ingénierie des matériaux et structures de dispositif pour5,6,7. Un dispositif typique de QD-LED est conçu pour avoir une architecture "sandwich" de trois couches qui se compose d’une couche de transport du trou (HTL), une couche émissive et une couche de transport d’électrons (ETL). Le choix d’une couche de transport de charge adapté est essentiel pour équilibrer les trous injectés et les électrons dans la couche émissive de recombinaison radiative. Actuellement, déposé sous vide de petites molécules sont largement utilisés comme ETL, par exemple, bathocuproine (BCP), tris(8-Hydroxyquinolinate) (Qal3) et 3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole (TAZ)8. Toutefois, l’injection de porteur déséquilibrée souvent provoque le changement de région de recombinaison d’ETL, faisant des émissions indésirables parasitaires électroluminescence (EL) et la détérioration de l’appareil performance9.
Afin d’améliorer l’efficacité du dispositif et la stabilité de l’environnement, traités à la solution des nanoparticules de ZnO ont été introduits comme une couche de transport d’électrons au lieu des matériaux de petites molécules déposé sous vide. Très lumineux QD-LED RGB ont été démontrés pour architecture de dispositif conventionnel, montrant la luminance jusqu'à 4 200 cd m-2 pour l’émission de rouge-orange, vert et bleu, respectivement10, 68 000 et 31 000. Pour une architecture de dispositif inversé, haute performance QD-LED RGB avec tour basse tension ont été avec succès a démontré avec éclat et efficacité quantique externe (EEQ) de cd 23 040 m-2 et de 7,3 % pour les rouges, cd 218 800 m-2 et de 5,8 % pour vert et cd 2 250 m-2 et 1,7 % pour le bleu, respectivement11. Afin d’équilibrer les charges injectées et préserver la couche émissive QDs, un isolant mince de poly(methylmethacrylate) (PMMA) a été inséré entre le PQ et ZnO ETL. Les LED rouge QD optimisés présentaient l’efficacité quantique externe haute jusqu'à 20,5 % et une basse tension de fonctionnement de seulement 1,7 V12.
En outre, optimisant l’optoélectronique propriétés et nanostructures de QDs joue aussi un rôle crucial dans le renforcement de la performance de l’appareil. Par exemple, très fluorescents bleus QDs avec photoluminescence quantum yield (PLQE) jusqu'à 98 % ont été synthétisés par optimisation de la ZnS bombardements temps13. De même, qualité supérieure, bleu-violet QDs avec près de 100 % PLQE ont été synthétisés en contrôlant précisément la température de réaction. Le bleu-violet QDs-LED dispositifs a montré remarquable luminance et EEQ jusqu'à 4 200 cd m-2 et 3,8 %, respectivement14. Cette méthode de synthèse est également applicable aux violet ZnSe/ZnS noyau/enveloppe QDs, les LED QD exhibé haute luminance (cd 2 632 m-2) et l’efficacité (EQE=7.83%) à l’aide de QDs Cd-gratuit15. Étant donné que les points quantiques bleu avec PLQE élevé ont été démontrés, efficacité d’injection haute charge dans la couche de QDs joue un autre rôle essentiel dans la fabrication de haute performance QD-LEDs. En substituant le long des ligands acide oléique chaîne pour raccourcir des ligands 1-octanethiol, la mobilité des électrons de QDs film était 2 fois, et une valeur élevée de l’EEQ plus de 10 % a été obtenue de16. L’échange de ligand surface peut également améliorer la morphologie des QDs film et réprimer la photoluminescence trempe parmi QDs. Par exemple, QDs-LED a montré des performances dispositif amélioré en utilisant chimiquement greffées QDs-semi-conducteurs polymères hybrides17. En outre, QDs haute performance ont été préparés par raisonnable optimisation de la composition graduée et l’épaisseur de QDs, en raison de l’injection de charge accrue, le transport et recombinaison18.
Dans ce travail, nous avons introduit une cathode d’aluminium (Al) autoxydée partielle pour améliorer les performances de ZnCdS/ZnS classés base de cœur/coquille bleu QD-LED19. Le changement de la barrière d’énergie potentielle de la cathode Al a été confirmé par spectroscopie photoélectronique ultraviolette (UPS) et spectrométrie de photoélectrons (XPS). Par ailleurs, le jeûne charge dynamique de transporteur au PQ et QDs/Al / Al : Al2O3 interface ont été analysés par mesures de photoluminescence résolue dans le temps (TRPL). Afin de valider davantage l’influence d’Al partiellement oxydé sur la performance de l’appareil, QD-LEDs avec différents cathodes (Al seulement, Al : Al2O3, Al2O3/Al, Al2O3/Al:Al2O3, et ALQ3/Al) ont été fabriqués. En conséquence, bleu pur haute performance QD-LEDs ont été démontrées en employant Al : Al2O3 cathodes, avec une luminance maximale du cd 13 002 m-2 et un maximum d’efficacité actuel de 1,15 cd A-1. En outre, il n’y avait aucun ETL organique supplémentaire impliqués dans l’architecture de l’appareil, qui peut éviter les indésirable EL parasite afin de garantir la pureté de la couleur sous différentes tensions de travail.
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Protocol
1. plan eau-forte d’Indium Tin Oxide (ITO) verre
- Couper les gros morceaux de verre ITO (12 cm x 12 cm) en 15 mm larges bandes. Nettoyer la surface de verre ITO en utilisant un chiffon à poussière avec de l’alcool.
- Vérifier la partie conductrice du verre ITO avec un multimètre numérique. Couvrir la zone active du verre ITO avec du ruban adhésif, afin que la zone active est de 2 mm de large au milieu.
- Verser la poudre de zinc sur la vitre de ITO (d’une épaisseur d’environ 0,5 mm).
- Verser la solution d’acide chlorhydrique (36 % en poids) sur la surface du verre ITO et laisser le verre ITO complètement tremper dans une solution d’acide chlorhydrique, puis Mordancer pendant 15 s.
- Versez la solution d’acide chlorhydrique après la corrosion, puis rincer le verre ITO avec de l’eau. Enlever le ruban adhésif sur la vitre de l’ITO.
2. nettoyage de la vitre de ITO
- Plongez le verre ITO dans une boîte de Pétri contenant la solution d’acétone pendant 15 min. essuyer au large de la colle sur la vitre de ITO à l’aide d’un tampon d’ouate.
- Couper le verre ITO en morceaux carrés (environ 15 mm × 15 mm) avec un coupe-verre.
- Laisser agir le verre ITO séquentiellement dans eau détergent, l’eau du robinet, eau désionisée, acétone et l’alcool isopropylique pendant 15 min.
- Séchez le verre ITO à l’azote suivie par séchage dans un four à 150 ° C pendant 5 min dans l’atmosphère.
- Mettez le verre de ITO nettoyé dans une chambre de l’ultraviolet-ozone et traiter pendant 15 min.
3. fabrication d’une couche d’Injection trou
- Prendre la solution de poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (Modélation) du réfrigérateur. Agiter la solution Modélation à température ambiante pendant 20 min obtenir une solution uniformément dispersée.
Remarque : Le traitement UV-Ozone (Section 2.5) et l’agitation de la solution Modélation devraient être effectuées simultanément pour éviter l’échec du traitement UV-Ozone. La température ambiante est maintenue à 25 ° C. - Prendre environ 2 mL de solution Modélation avec une seringue de 10 mL et d’installer un filtre de 0,45 µm sulfone (PES) : polyéther sur la seringue.
- Placer le verre ITO au centre de la rotation-coater. Verser deux gouttes de la solution Modélation sur le verre de l’ITO.
- Spin-manteau la solution filtrée Modélation sur le substrat ITO à 3 000 tr/min pendant 30 s et puis recuire la Modélation-enduit ITO à 150 ° C pendant 15 min donner un film de Modélation 30 nm.
4. fabrication d’une couche de Transport du trou
Remarque : La couche de transport du trou et la couche émissive sont fabriqués en une injection d’azote-boîte à gants avec la concentration de l’oxygène et l’eau contrôlée inférieure à 50 ppm.
- Dissoudre poly(N,N′-bis(4-butylphenyl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine) (Poly-DPT) dans o-dichlorobenzène (1 mL) avec une concentration de 25 mg mL-1. Remuer à température ambiante pendant la nuit dans les boîtes à gants rempli d’azote.
- Verser 35 µL de solution de Poly-DPT sur la Modélation-enduit ITO. Solution de spin-manteau la Poly-DPT à 3 000 tr/min pendant 30 s pour donner un film nm Poly-DPT 40 et puis recuire à 150 ° C pendant 30 min.
5. fabrication d’une couche émissive
- Dissoudre les points quantiques ZnCdS/ZnS dans une solution de toluène (300 µL) avec une concentration de 14,3 mg mL-1.
- Verser 35 µL de la solution ZnCdS/ZnS sur le dessus de la Poly-DPT. Spin-manteau la solution ZnCdS/ZnS à 3 000 tr/min pendant 30 s pour donner un film nm 40.
Remarque : Cuisson n’est pas nécessaire.
6. vide dépôts
- Après qu’une pression de 10-4 Pa est atteint, déposer l’aluminium Tris(8-Hydroxyquinolinate) (Qal3) sur les substrats avec un taux de 0,3 Å s-1 à une évaporation thermique chambre pour donner un film nm Alq3 15.
Remarque : L' Alq3 est déposé uniquement pour la structure de l’appareil d’ITO / Modélation / Poly-DPT/QDs/Alq3/Al. - Gratter une couche large active de 2 mm avec un grattoir pour exposer le substrat de verre ITO.
- Placer les substrats dans un masque en métal et de les transférer dans une chambre d’évaporation thermique. Déposer l’électrode en aluminium avec un taux de 1 Å s-1 pour donner un 100 nm Al film.
7. procédure d’autoxydation
- Transférer la cathode Al-établi dans une étuve à vide et puis pomper de l’air du four jusqu'à ce qu’il est presque vide.
- Ouvrez la soupape de purge et injecter l’air composé anhydre (O2= 20 %, N2= 80 %) dans l’étuve à vide avec une pression de 3 × 104 PA. oxyder pour 0, 4.5, 12 et 17 h à température ambiante (au four).
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Representative Results
D’absorption UV-Vis et spectres de photoluminescence (PL) ont été utilisés pour enregistrer les propriétés optiques des ZnCdS/ZnS classés base de cœur/coquille bleu QDs. microscopie électronique à Transmission (TEM) et la numérisation des images de microscopie électronique (SEM) ont été recueillis pour la morphologies des QDs (Figure 1). X-ray spectroscopie de photoélectrons (XPS), étude électrochimique et spectroscopie photoélectronique ultraviolette (UPS) ont été employées pour détecter les propriétés structurales et les niveaux d’énergie des QDs (Figure 2). Mesures de photoluminescence (TRPL) ont été utilisés pour détecter la dynamique de porteur de charge rapide à l’interface entre les QDs/Al et QDs résolue dans le temps / Al : Al2O3 (Figure 3). Enfin, EL performance de QD-LED a été réalisée (Figure 4, Figure 5et tableau 1).
Figure 1 a montre l’absorption UV-vis et spectres d’émission PL de la ZnCdS/ZnS classés à base de cœur/coquille bleus QDs dispersées dans le toluène. La solution QDs a montré une arête d’absorption à ~ 456 nm et un pic de pure bleu profond d’émission situé au 451 nm avec une étroite largeur à mi-hauteur (FWHM) de seulement 17,8 nm. Diagramme de croquis des QDs dans le spectacle de médaillon que la structure du noyau/enveloppe graduée des QDs sont plafonnées à chaîne courte 1-octanethiol en tant que ligands de surface. En utilisant une chaîne courte, la molécule de 1-octanethiol pour remplacer les longues chaînes de molécules organiques, la distance entre les QDs est raccourcie, ce qui améliore les propriétés d’injection de charge dans le film de QDs. Une image de microscopie électronique (TEM) transmission représentatif des QDs ZnCdS/ZnS bleu montre une distribution de taille relativement uniforme, et le diamètre moyen peut être déterminé à 14 nm ± 1,7 (Figure 1 b). Un gradient continu de composition chimique à l’intérieur des QDs peut être observé de l’image de microscopie électronique (HRTEM) de transmission haute résolution d’un seul QD ZnCdS/ZnS, comme illustré dans la Figure 1C. D de la figure 1 montre l’image de la SEM de la couche de QDs spin-enduit sur le substrat de Poly-DPT tel qu’utilisé dans la fabrication de dispositifs. Une couche uniforme et entièrement recouvert de QDs peut être vu de l’image de la SEM, qui indique les bonnes propriétés filmogènes de QDs.
Les caractéristiques de surface chimiques de l’autoxydée Al cathode ont été analysés par mesure de XPS. Comme le montre la Figure 2 a, le spectre XPS de l’orbitale 2p de Al peut être équipé de trois pics. Pics à 72,7, 74,3 et 75,5 eV correspondent aux atomes métalliques de Al phase γ de Al2O3et amorphe AlOx20. Mesure électrochimique voltampérométrie cyclique (CV) a été effectuée pour déterminer la bande de valence (VB) et les niveaux d’énergie de bande (publique BP) conduction du ZnCdS/ZnS QDs21. Comme illustré à la Figure 2 b, le potentiel d’oxydation de début et de la réduction de l’apparition potentielle ont été déterminés à -1,13 et 1,69 V, respectivement. En conséquence, les valeurs VB et CB de QDs ZnCdS/ZnS ont été calculés à 3,58 et 6,4 eV, respectivement. Nous avons mesuré les fonctions de travail de la couche de QDs et la cathode Al partiellement oxydée par UPS (Figure 2c). Les fonctions de travail de QDs et Al : Al2O3 étaient 3,87 et 3,5 eV, respectivement, qui ont été calculées en soustrayant les énergies sur les bords des électrons secondaires de l’énergie de la source de rayonnement ultraviolette il j’ai (21,22 eV). Le diagramme des niveaux d’énergie de l’appareil est donné en Figure 2d. Figure 2e et 2f Figure affichent les diagrammes de l’alignement du niveau d’énergie de la couche de QDs avec Al et Al : Al2O3. La fonction de travail et le niveau de Fermi de la cathode Al ont été prises depuis le précédent rapport22,23.
Ensuite, nous avons mesuré les spectres TRPL des différentes couches QDs afin de déterminer la dynamique de porteur de charge (Figure 3). Les courbes TRPL ont été ajustées par désintégrations bi-exponentielle. De QDs, QDs et QDs/Al / Al : Al2O3 échantillons, les durées de vie moyennes étaient 8.945, 4.839 et 5.414 ns, respectivement. Comparé avec le QDs/Al l’échantillon, les QDs / Al : Al2O3 échantillon expose une vie plus longue, qui peut être attribuée à l’amélioration de l’injection électronique et la suppression de la recombinaison non radiatif.
Pour vérifier l’effet de partiellement autoxydée Al cathode sur la performance de l’appareil QD-LEDs, QDs émissifs couches mis en contact avec des cathodes différents ont été fabriqués. Les paramètres de performance de QD-LED avec différents cathodes sont résumées dans le tableau 1. L’appareil avec pure Al cathode montre faible luminosité du cd 435 m-2 en raison de l’injection de charge inefficace (Figure 4 a). Afin d’améliorer la capacité de transmission électronique, une couche de nm Alq3 15 a été introduit comme ETL pour équilibrer les charges injectées. En conséquence, la luminosité de l’appareil de QDs-LED amélioré à cd 1 300 m-2. Après traitement d’oxydation, le dispositif de QD-LEDs (Al : Al2O3) expose un rendement considérablement amélioré avec une luminance maximale du cd 13 002 m-2 et un maximum d’efficacité actuel de 1,15 cd A-1. Connaître la relation entre les performances du dispositif et traitement d’oxydation a été acquise en insérant une ultraminces Al2O3 couche (1,5 nm) tel que décrit dans 24. Cependant, l’Al2O3/Al appareil présentait une luminance maximale de cd 352 m-2, qui n’a aucune amélioration par rapport à l’appareil Al nu. L’Al2O3/Al:Al2O3 appareil exposé à un niveau modeste de luminance et efficacité (cd 10 600 m-2 et cd 1,12 A-1) et une tension de fonctionnement relativement élevées (définie comme cd 1 m-2) de 4,8 V. le CE-J courbes des QD-LED sont indiquées dans la Figure 4 b. L’efficacité maximale des dispositifs avec Al : Al2O3 et Al2O3/Al:Al2O3 atteint 1,15 et 1.12 cd A-1, respectivement, qui était beaucoup plus élevée que celle des dispositifs avec Al, Al 2 O3/Al et Qal3/Al cathodes. En général, une haute tension appliquée va entraîner la séparation spatiale des électrons et des trous des fonctions d’onde et devrait réduire considérablement le taux de recombinaison radiative à l’intérieur de la couche de QDs. La cathode autoxydée Al : Al2O3 peut supprimer exciton trempe à haute densité de courant, en raison de l’injection électronique améliorée et le trou de blocage des capacités. Figure 4C dépeint les J-V et les courbes de L-V de QD-LED en fonction du temps d’autoxydation. Le périphérique optimisé a été réalisé à l’aide d’une autoxydée de 12 h Al cathode.
Figure 5 a présente que les spectres EL normalisées de QD-LED selon divers cathodes. Le pic d’EL de l’Al : Al2O3 appareil se trouvait à 457.3 nm avec un FWHM de seuls 21,4 nm, ce qui indique une pure lumière bleue sans aucune émission de EL parasitaire. Contrastively, le spectre EL basé sur Alq3/Al cathode présente un parasite EL provenaient de Qal3. Stable EL des émissions peuvent être observées de Al : Al2O3 basé périphérique sous différents biais appliquées (Figure 5 b). Comme illustré à la Figure 5 c, la coordonnée du spectre EL localise au bord même du diagramme de chromaticité de Commission Internationale de l’éclairage (CIE), ce qui entraîne une forte couleur saturée. Fig URE 5D montre les photographies d’exploitation de QD-LED, qui peut être facilement établi avec grande surface de 1 cm2.
Figure 1 : propriétés optiques et morphologies de ZnCdS/ZnS notés QDs bleus à base de cœur/coquille. (un) spectres d’Absorption et de PL des QDs ZnCdS/ZnS distribué dans une solution de toluène. (b), TEM image et image (c) HRTEM de QDs. (d) SEM de QDs pelliculés spin-sur le substrat de Poly-DPT tel qu’utilisé dans la fabrication de dispositifs. Reproduit avec la permission du 19. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : utilisation de rayons x spectroscopie de photoélectrons (XPS), étude électrochimique et spectroscopie photoélectronique ultraviolette (UPS) pour détecter les propriétés structurales et les niveaux d’énergie des QDs. (a) Al 2p orbitales spectres XPS d’autoxydée Al : Al2O3 cathode. (b) la voltampérométrie cyclique (CV) des courbes de la solution QDs ZnCdS/ZnS. (c) les spectres de UPS du film ZnCdS/ZnS QDs et la cathode autoxydée Al : Al2O3 préparé sur des substrats de l’ITO. Inset est la vue complète des spectres. diagramme de Θnergies (d) plate bande du dispositif QD-LED. diagramme de niveau d’énergie (e) à l’interface de QDs/Al et (f) Les QDs / Al : Al2O3 interface. Reproduit avec la permission du 19. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : décomposition de photoluminescence résolue dans le temps pour les QDs filme en contact avec différentes couches. Réimprimé avec la permission de référence19. Les courbes TRPL ont été ajustées par désintégrations bi-exponentielle. Comparé avec le QDs/Al l’échantillon, les QDs / Al : Al2O3 échantillon présente une durée de vie plus longue, qui peut être attribuée à l’amélioration de l’injection électronique et la suppression de la recombinaison non radiatif. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : EL performance de QD-LED basée sur différents cathodes. (un) densité de courant-luminance-tension (J-L-V) et (b) actuels courbes caractéristiques de rendement courant de densité (CE-J) des dispositifs avec des cathodes différents. courbes (c), le J-L-V des dispositifs avec différents Al cathodes autoxydée temps. Reproduit avec la permission du19. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : EL spectres, CIE coordonnées et exploitation des photographies d’une Al : Al2O3 fonctionnant QD-LED. (a) EL spectres de QD-LED basé sur Al, Al : Al2O3, Al2O3: Al, Al2O3/Al:Al2O3 et Qal3/Al cathodes. Inset est les photographies d’exploitation de QD-LED avec une zone active de 4 mm2. (b), EL les spectres de QD-LEDs issus de divers biais. (c) CIE coordonnées des Al : Al2O3 calculées QD-LEDs. (d) d’exploitation photographies de QD-LED avec une zone active de 1 cm2. Reproduit avec la permission du 19. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| Type d’échantillon | Luminance de crête | Efficacité de courant de crête | Tension de fonctionnement | PIC d’émission | FWHM |
| (cd m-2) | (A-1cd) | (V) | (nm) | (nm) | |
| 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 |
Tableau 1 : EL paramètres de QD-LED basés sur différents cathodes. Réimprimé avec la permission de référence19.
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Discussion
L’architecture du dispositif du bleu QD-LED est constitué d’une anode transparente ITO, un HIL Modélation (30 nm), un Poly-DPT HTL (40 nm), une ZnCdS/ZnS QDs EML (40 nm) et un Al : Al2O3 cathode (100 nm). Grâce au caractère poreux de la cathode de Al, nous avons obtenu une cathode Al oxydé par l’exposant à l’oxygène. Figure 2e et 2f Figure affichent les diagrammes d’alignement Θnergies de QDs couche avec Al et Al : Al2O3. Lorsque les QDs entrer en contact avec la cathode Al, un contact Schottky est formé à l’interface de QDs/Al, qui introduit la grande résistance interne pour empêcher l’injection d’électrons de la cathode (Figure 2e). Lorsque les QDs Contactez l’Al : Al2O3 cathodiques, un contact ohmique est formé aux QDs / Al : Al2O3 interface (Figure 2f), ce qui réduit la barrière d’injection électronique et accélère l’injection électronique. La diminution de la barrière d’énergie potentielle à interface QDs/cathode amélioré l’efficacité d’injection électronique et réduit la consommation d’énergie. Afin d’étudier l’exciton trempe d’effet à l’interface de QDs/cathode, on a analysé les spectres TRPL (Figure 3). Les QDs / Al : Al2O3 échantillon ont montré un plus long temps de décroissance de PL (5.414 ns) comparée à celle de l’échantillon de QDs/Al (4.839 ns), indiquant la réduction de la trempe de luminescence à QD/cathode interface25,26. Par conséquent, la performance de l’appareil amélioré peut être attribuée à la barrière de potentiel réduite et la suppression de la trempe de luminescence.
L’Al : Al2O3 cathode peut être préparée par autoxydation facilement contrôlé procédures. Il est à noter qu’il n’y aucune ETL supplémentaire dans le protocole. La performance de l’appareil devrait être encore améliorée après alliant la cathode autoxydée Al : Al2O3 autre ETL (p. ex., ZnO)12,13,15.
En conclusion, nous avons présenté une nouvelle méthode pour améliorer la luminosité et l’efficacité de QD-LEDs bleues à l’aide d’autoxydée Al cathode. Hautes couleur saturée QD-LEDs bleues ont été démontrées avec une luminance de crête de cd 13 002 m-2 et un maximum d’efficacité actuel de 1,15 cd A-1, qui figure parmi les meilleures performances dans d’autres travaux. La performance de l’appareil amélioré peut être attribuée à l’injection électronique améliorée et la luminescence supprimé trempe. Par conséquent, la méthode présentée dans le présent protocole est une étape importante vers la réalisation de dispositifs QD-LED bleus de haute performance.
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Disclosures
Nous n’avons rien à divulguer.
Acknowledgments
Ce travail a été soutenu par la NSFC (51573042), The National clé base recherche Programme de Chine (973 project, 2015CB932201), fonds de la recherche fondamentale pour les universités de la centrale, la Chine (2016YQ06, 2016MS50, JB2015RCJ02, 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
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