蓝光量子点发光二极管的研究和制备

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量子点发光二极管(QLED)的线宽窄,波长随尺寸可调,可用溶液法制备,这些优势都让它成为下一代显示器和固态照明的有力竞争者。自从1990年代报道的第一个量子点(QD)电致发光器件问世以来,量子点发光二极管的EL效率在近几年得以快速发展,已经可以媲美有机发光二极管的效率了,例如,在已报道的文献中,红绿光QLED的最大外量子效率(EQE)已经分别达到了21.6%和22.9%,而他们的超长的器件工作寿命也已经达到了产业化的要求,但是蓝光QLED的性能与产业化标准还相差甚远,尤其是器件的工作寿命,现在报道的最优的蓝光QLED器件的寿命才7000小时。与红绿光QLED不同,在蓝光QLED中,存在着电子注入不足的问题,因为蓝光QLED的QD/ZnO界面存在着更大的势垒,在这里,我们将LiF界面层插入到量子点层与ZnO之间,通过电子隧穿效应,LiF界面层促进了电子向量子点层的注入,同时,它还抑制了QD/ZnO界面的激子猝灭,所以,蓝光QLED的最大电流效率和EQE达到7.9 cd/A和9.8%,相对于对照器件,分别有1.39倍和1.45倍的提升。器件的工作寿命也提升了2倍,这表明器件的界面工程是制备高效稳定的蓝光QLED的一种有效方法。基于以上的实验结果,我们还应用了另一种方法去解决电子注入不足的问题,即应用Mg掺杂的ZnO做电子传输层(ETL),因为ZnMgO的导带相对于ZnO有所上移,减小了QD/ETL的界面势垒,所以电子能有效地注入到量子点层,同时,它还抑制了QD/ETL界面的激子猝灭,所以,蓝光QLED的最大电流效率和EQE达到8.4 cd/A和9.4%,相对于对照器件,分别提升了83%和81%。另外,它在初始亮度为670 cd/m2的T50为2.42小时,相对于对照器件有近1.6倍的提升。这表明对于制备高效稳定的蓝光QLED,ZnMgO是一种优异的电子传输材料。
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