量子点发光二极管的性能优化研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxj364199013
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量子点材料以其高效率、带隙可调等优势刚面世便被应用于发光领域。近年量子点发光二极管(Quantum Light Emitting Diodes,QLED)的亮度、EQE 等性能已达到市场化要求,但QLED想要真正具备实用性,还需要考虑器件的稳定性和使用寿命;而QLED的器件结构决定其是否可以大规模生产。本文从这两个方面入手,先改良了无机空穴传输层和电子传输层材料,并验证了全无机QLED在稳定性和使用寿命方面的优越性,之后又设计了顶发射QLED,大幅提高了 QLED的光取出效率,具体内容如下:1.修饰了无机空穴传输层和电子传输层材料,制备了全无机QLED器件。由于传统的无机空穴传输层和电子传输层材料传输能力的不匹配,全无机QLED的性能一直没有明显的突破。我们在常见的无机空穴传输层材料NiOx中掺入Mg元素得到可溶液制备的Mg-NiOx纳米粒子,提高了空穴侧的载流子传输能力,改善了空穴传输层与量子点之间的能级匹配。同时我们对器件进行建模分析,将不同的无机电子传输层材料与Mg-NiOx进行搭配,对比器件内载流子浓度和载流子复合速率的变化,得到最佳的全无机QLED器件结构。全无机红、绿、蓝QLED器件亮度分别达到38444 cd/m2、177825 cd/m2、3103 cd/m2,为目前报道过的最高值。对全无机QLED器件进行稳定性测试,其使用寿命远高于有无机杂化器件,证明了我们设计的全无机QLED器件在稳定性和使用寿命方面的优越性,具有广阔的应用潜力。2.制备了高光取出效率的顶发射QLED。对顶发射QLED的微腔结构进行建模分析,得到适用于红、绿、蓝QLED的顶发射结构,最大化利用微腔效应提升器件的光取出效率。采用自组装配合物材料Hf(ACB1)4作为盖层,通过电致光谱角度偏移测试和角发射强度测试,证明Hf(ACBl)4盖层的加入使得顶发射QLED出射光谱的偏移得到有效改善,使顶发射QLED的发射接近于郎伯光源体。
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