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量子点发光二极管（QLED）在下一代显示和照明技术中显示出巨大的潜力。进一步降低高效QLED的电阻对于提高其发光效率和降低其功耗至关重要。然而，提高ZnO基电子传输层（ETL）电导率经常导致QLED的外量子效率（EQE）的降低。 来自浙江大学等单位的研究人员报道了一种通过将Mg原子原位扩散到ZnO基ETL中来实现高导电QLED的简单方法。作者证明，热蒸发的Mg可以以长的穿透长度深入ZnO基ETL，产生促进电子传输性能的氧空位。Mg扩散的ETL在不牺牲EQE的情况下提高了最先进的QLED的电导率和发光效率。该策略应用于具有各种光学架构的QLED，从而显著提高了电流密度、亮度和发光效率。作者希望该方法可以扩展到使用ZnO基ETL的其他溶液处理LED。相关论文以题目为“Mg-Diffusion
of ZnO-Based Electron-Transport Layers for Highly Conductive Quantum-Dot
Light-Emitting Diodes”发表在J. Phys.
Chem. Lett期刊上。 论文链接： https://pubs./doi/pdf/10.1021/acs.jpclett.3c01465
量子点发光二极管已成为一类很有前途的具有成本效益和高效率的电致发光光源，用于柔性显示器和固态照明。在过去的几十年里，在开发具有接近单位内部量子效率和长工作寿命的QLED方面取得了令人鼓舞的进展。进一步降低QLED的电阻可以提高器件的亮度和发光效率，这对于在实际应用中实现低功耗是重要的。为此，通过优化功能材料的电学性能来改善QLED内部的电荷注入和电荷传输是令人感兴趣的。胶体氧化锌基纳米颗粒（ZnO基NP）是QLED中的基准电子传输材料。提高ZnO基电子传输层（ETL）导电性的传统策略包括合成直径更大的纳米颗粒以扩大跳跃距离。这种湿法化学方法的有效性受到ZnO胶体溶解度的限制。此外，直径较大的ZnO纳米颗粒具有较窄的带隙。在QLED中应用这些纳米颗粒作为ETL可能会导致QD层中激子的严重界面猝灭。最近，发现对整个QLED堆叠的后处理，例如器件的后退火或酸处理，可以触发阴极金属和ZnO ETL的相互扩散，进一步提高电流密度。然而，高退火温度或残留酸（或副产物H2O）可能最终导致开发中材料的降解。 在这里，浙江大学的专家们展示了一种实现高导电QLED的简单方法，即通过在热蒸发过程中将Mg金属扩散到ZnO基ETL中。Mg原子具有低的电子亲和力和相对较小的原子半径，容易扩散到薄膜中并与ZnO NP反应。采用综合的结构表征来量化镁的扩散过程并了解其机制。结果表明，这种温和的工艺在不影响效率的情况下显著提高了QLED的电导率。该策略的广泛适用性在具有长微腔长度或顶发射结构的QLED中得到了进一步验证。（文：爱新觉罗星）
图1 热蒸发法制备的Mg扩散ZnO薄膜的性能。
图2 Mg扩散到ZnO ETL中的机制的示意图。
图3 Mg扩散ETL对底部发射QLED性能的影响。
图4 Mg扩散ETL对具有其他光学结构的QLED的性能的影响。 |
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