LiCl掺杂PEDOT∶PSS提高蓝光量子点发光二极管的性能

基于全溶液制备的量子点发光二极管(QLEDs)通常存在电子-空穴注入不平衡的问题,严重地限制了蓝光QLEDs器件性能的提升。本文研究了不同浓度的金属卤化物(Li Cl)掺杂对聚(乙烯二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)薄膜的形貌、导电率、透光性以及所制备QLEDs器件性能的影响规律。实验结果表明,Li Cl的掺杂浓度(质量分数)为2%时蓝光QLED器件性能的提升效果最佳,这主要归因于Li Cl掺杂后的PEDOT∶PSS薄膜导电率和透光性的增强以及器件中空穴注入效率的提高。相较于未掺杂的PEDOT∶PSS基QLED器件,基于Li Cl掺杂的蓝光QLED器件的最大亮度、峰值电流效率、峰值功率效率和峰值外量子效率分别从5 083 cd·m^(-2)、0.91 cd·A^(-1)、0.59 lm·W^(-1)和2.31%提升到7 451 cd·m^(-2)、1.38 cd·A^(-1)、0.89 lm·W^(-1)和3.51%。结果表明,采用Li Cl掺杂PEDOT∶PSS空穴注入层是提高蓝光QLED性能的一种有效策略。

ZnSe基蓝光量子点的中间壳层结构调控及其发光性能研究

ZnSe作为一种不含重金属的宽带隙量子点(QDs),近年来在蓝光量子点及其发光二极管器件领域受到广泛关注。然而,ZnSe基核壳结构蓝光量子点的核壳界面处通常存在较大的晶格失配,易于形成缺陷态捕获载流子,从而影响其光学性能。本文通过将均质的单层ZnSeS合金层替换为具有组分渐变结构的ZnSeS合金层,合成了具有径向方向Se/S浓度渐变梯度的ZnSeS合金中间壳层的ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS量子点,并利用X射线衍射谱、稳态光致发光光谱、时间分辨发光光谱、透射电镜和电致发光测试等表征手段研究了不同合金中间壳层对量子点结构、形貌和光学性能的影响。结果表明,所合成的具有组分梯度ZnSeS壳层的量子点的发射波长均为深蓝色(444.5 nm),发射线宽窄(<18 nm),尺寸均一,具有闪锌矿结构,结晶度高;随着ZnSeS合金中间壳层沿量子点径向方向组分渐变平滑度的不断提高,量子点的荧光量子效率(PLQY)和色纯度等光学性质依次改善,其中通过S原子扩散形成的具有线性缓变ZnSeS壳层的量子点具有最窄的发射线宽(15.8 nm)和最高的PLQY(20.7%)。利用这种具有最优荧光性能的量子点作为发光材料制备的发光二极管器件的最大外量子效率为1.8%,最高亮度为750 cd/m^(2)。本研究提出的量子点合成方案和结构优化策略有助于促进高质量无毒蓝光ZnSe基核/壳量子点的发展。

基于有机-无机混合配体置换的蓝光量子点发光二极管性能

相较于红光和绿光量子点发光二极管(QLED),制备高效蓝光QLED仍然具有挑战性。比较研究了有机配体(辛硫醇,OT)、无机配体(ZnCl_(2))和有机-无机混合配体(OT和ZnCl_(2))置换原始油酸配体对量子点(QD)的光致和电致发光性能的影响规律及机制。实验结果表明,有机-无机混合配体置换对蓝光QLED的发光性能的提升效果最佳,ZnCl_(2)配体次之,辛硫醇配体最小,这主要归因于三种配体置换后量子点表面缺陷钝化以及量子点价带顶能级上移程度方面的差异。相较于原始油酸配体置换QLED,基于有机-无机混合配体置换量子点蓝光QLED的峰值功率效率和最高外量子效率分别约提高了2.08倍和1.89倍,最高亮度从2413 cd/m^(2)提高到了6994 cd/m^(2)。该研究为调控量子点表面化学性质和提高蓝光QLED性能提供了一种有效策略。

褶皱衍射光栅提升绿光量子点发光二极管的光耦合输出效率

为了解决绿光量子点发光二极管(QLED)基底模式陷入光问题,首先通过在柔性聚二甲基硅氧烷基底上蒸镀铝层,自发形成了准周期褶皱结构。这种简单、有效的方法可以制作大面积的褶皱结构,所制作的褶皱结构具有随机取向和宽周期分布的特点。然后,将褶皱结构作为外结构引入到QLED中,构筑了高效的绿光QLED。与参考QLED相比,褶皱QLED的外量子效率(EQE)从12.09%增加到16.06%,提升了32.8%;最大亮度从184600cd·m^(-2)增加到226500cd·m^(-2),在不改变发光峰位的情况下实现了基底模式陷入光的高效提取,为提升绿光QLED性能提供了一种新的选择。

面向量子点电致发光二极管的蓝光InP和ZnSe量子点研究现状

作为传统显示器强有力的竞争者之一,量子点发光二极管(QLED)在显示领域备受关注。然而,高性能蓝光QLED器件的发光材料中通常含有镉或铅,这两类重金属有毒元素对人体健康和生态环境不利,也阻碍了QLED器件的规模化商用进程。因此,高质量无镉无铅型蓝光量子点材料的研发成为推动新型显示产业发展的动力和业界迫切追求的目标。历经数十年发展,InP和ZnSe等无镉无铅量子点材料的蓝光发射性能已取得较大进步,随着合成策略及蓝光材料的进一步优化改进,环境友好型蓝光量子点发光二极管器件性能有望追上传统红、绿光量子点器件的步伐。本文分别从合成优化手段、表面包覆策略、核壳结构类型、发光性能参数等方面进行汇总,系统综述了当前无镉无铅型蓝光InP和ZnSe量子点材料的研究进展,指出了QLED蓝光材料未来的发展方向。

氯化锌修饰蓝光量子点发光二极管

采用氯化锌(ZnCl_(2))修饰镉基CdSe/ZnS蓝光量子点(B-QD)薄膜,发现与量子点表面结合力更强的ZnCl_(2)能够部分取代量子点长链配体油酸,有效钝化量子点表面缺陷,提高薄膜的荧光量子效率(PLQY)。此外,由于ZnCl_(2)具有偶极作用,使量子点真空能级提高0.2 eV,一方面可改善电子和空穴载流子注入平衡,另一方面可有效降低发光器件的启亮电压,提高器件的发光寿命。这种无机配体修饰量子点薄膜的方法可能为解决蓝光量子点发光二极管(B-QLEDs)因空穴注入困难和量子点表面缺陷导致器件性能不高的问题提供一个有效思路。

利用ZnCl_(2)原位钝化电子传输层提高量子点发光二极管性能

在量子点发光二极管(QLED)中,电子-空穴注入不平衡和量子点层/电子传输层间界面的荧光猝灭限制着QLED效率的提升。基于此,采用金属卤化物(ZnCl_(2))原位处理电子传输层方法来减少氧化锌(ZnO)电子传输层的氧空位,同时有效钝化其表面不饱和键,因此在一定程度上实现抑制量子点/电子传输层界面的荧光猝灭和提高QLED中的电子-空穴注入平衡的目的,最终得到了高亮度、高效率的QLED。原位钝化处理后的ZnO基QLED的最大亮度、峰值电流效率、峰值功率效率和峰值外量子效率(EQE)分别从未处理QLED的176800 cd/m^(2)、9.86 cd/A、8.38 lm/W和7.42%提高到219200 cd/m^(2)、15.14 cd/A、12.66 lm/W和11.65%。结果表明,ZnCl_(2)原位钝化ZnO电子传输层对QLED性能的提升起到重要的作用。

CdZnSe/ZnSeS/CdZnS红光量子点的合成及其在发光二极管中的应用

为实现高荧光量子产率和较浅价带的量子点,选用镉掺硫化锌(CdZnS)和硫掺杂硒化锌(ZnSeS)分别为最外层壳和内层壳,合成了核/壳结构为CdZnSe/ZnSeS/CdZnS的红光量子点。结果表明:内部ZnSeS壳层能有效地将激子限制在量子点的核心内,与CdZnSe核和CdZnS外层壳间晶格匹配较小,使量子点具有完美的纳米结构和高光致发光量子产率;CdZnS最外壳层能够调控量子点的价带,减小空穴从聚合物到量子点之间的注入能垒,有利于空穴从空穴传输层注入到红光量子点发光层,实现量子点发光二极管中载流子平衡的复合;基于这些新型量子点的红色量子点发光二极管的最大外部量子效率为18.5%,量子点发光二极管在低外加电压下表现出较高的亮度值,具有较高的功率效率。基于CdZnS壳层的量子点具有较高的光致发光量子产率和较浅的价带能级,其可作为一种极好的最外层壳,以实现高性能的量子点发光二极管。

单基质白光量子点用于WLED发光材料的研究进展

传统照明光源能耗大、寿命短,现有的节能三基色荧光灯存在汞污染,受发光材料限制,技术上难以得到突破,白光二极管(WLED)因为环保、节能、体积小等优点而成为照明材料研究的热点之一。比较了目前已有白光材料的优缺点,重点介绍了单基质白光量子点(QD),综述了白光QD的合成方法,分析了提高光转化性能的途径和影响因素,讨论了目前存在的技术问题和今后研究的方向。

高效率钙钛矿量子点发光二极管研究进展

钙钛矿量子点具有光致发光量子产率高、发光光谱可调、光谱宽度窄、缺陷容忍度高以及独特的量子限域效应等优点,因此成为研制新型高效率发光二极管(LED)的热门材料。本文介绍了近几年基于钙钛矿量子点LED的研究最新进展。首先,介绍了钙钛矿量子点独特的晶体结构及钙钛矿发光器件的工作原理。然后,阐述了合成高光致发光量子产率(PLQY)量子点的方法及提高钙钛矿量子点LED效率的若干方法。最后,分析了当前钙钛矿量子点LED所面临的挑战如不稳定性及毒性,以及可应用在显示和照明方面的高效率LED所展现的前景。本综述为研制更高效率以及更加安全的钙钛矿量子点发光器件提供了有益的见解。

量子点材料在发光二极管中的应用前景

量子点（QD）发光材料具有发射频率随尺寸变化而改变、发射线宽窄、发光量子效率相对较高以及超高的光稳定性和溶液处理的特性。在过去的20年间．无机发光体已经被广泛应用于光电子学和生物医学等领域。其中，来自于中国和美国的研究人员已经深入地研究了高质量的多色量子点发光二极管（QD-LEDs）器件的物性，奠定了这些器件性能改进和优化的基石。

单相硫化锌量子点制作白光发光二极管(WQLEDs)

制备不含稀土元素、价格低廉且对环境友好的单相量子点发光材料,对于实现白光量子点二极管(WQLEDs)的大规模商业化应用至关重要.用一步水热法合成了硫化锌量子点(ZnS-QDs),其热分解温度高达680℃,荧光量子产率为16.3%.通过紫外吸收光谱和理论计算探讨了ZnS-QDs的锌空位发光机理,并制备出发标准白光的WQLEDs,工作电流在300 mA时的国际照明委员会(CIE)坐标为(0.3725,0.4006),显色指数(CRI)为76.6,相关色温(CCT)为4500 K,三色比(R,G,B)为R=14.6%,G=83.5%,B=1.8%,红绿蓝三种颜色中绿光占比最多,蓝光含量最少,有利于眼睛的保护.该研究实现了使用无稀土掺杂的单相量子点制备WQLEDs的目标.

旋涂法制备量子点LED功能层材料的研究进展

综述了采用旋涂法制备的量子点发光二极管（QLED）中各功能层材料的研究进展,对可旋涂制备的多种载流子注入层和传输层材料的特性及应用进行了对比总结。多项研究表明：对于电子传输层（ETL）,ZnO和TiO2等无机金属氧化物材料在电子迁移率及器件可靠性方面都要优于有机材料;对于空穴传输层（HTL）,则是具有较高空穴迁移率及成膜质量好的聚[双（4-苯基）（4-丁基苯基）胺]（Poly-TPD）、聚（9-乙烯咔唑）（PVK）等有机聚合物材料应用更为广泛;而MoOx和WOx等无机金属氧化物材料则由于其能级匹配和可靠性方面的优势更多用于空穴注入层。随着技术的成熟及QLED应用中对高效率和高可靠性的要求,无机金属氧化物材料在QLED中的应用将越来越广泛,结合成本低廉的旋涂法,将有力地推动QLED的商业化。

喷墨打印技术在印刷显示制造中的应用

目的为深入了解喷墨打印技术在显示器件制造中发挥的作用,开拓该印刷技术的应用领域和场景,加快推进喷墨打印大尺寸显示屏的商业化应用和工业化生产。方法分析显示器件制造中现有工艺的不足,阐述喷墨打印技术的原理及技术优势,结合大量研究实例和科研成果,进一步说明该技术在显示器件,尤其是有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)和量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diode,QLED)制造中的应用和作用,最后结合研究现状总结目前的发展瓶颈,指出解决方向。结论喷墨打印技术在印刷显示制造中发挥出独特优势,具有广泛的适用性和巨大的应用价值,面向产业化生产的道路虽有挑战但前景可期。

聚焦量子点发光二极管 研发高亮度长寿命QLED器件——河南大学材料学院申怀彬教授

申怀彬,教授,博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者,主要从事量子点发光二极管(QLED)研究,在Ⅱ-Ⅵ族发光量子点材料设计制备、高效高亮蓝色QLED和高性能三基色QLED器件构筑等方面开展了较为系统的工作。近5年来,在特种功能材料重点实验室主任/材料学院院长杜祖亮教授带领下。

一种基于混合量子点的橙光量子点LED制备

为研究混合量子点(QD)发光二极管(QLED)的性能,利用红、绿量子点混合作为发光层,制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红、绿1∶1混合)/ZnO/Al的橙光QLED,并与结构为ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红光)/ZnO/Al的红光QLED进行了对比。实验结果表明,基于红、绿QD混合的橙光QLED的制备方法是有效的,制备的橙光QLED电流密度和亮度均小于红光QLED,但电流效率远大于红光QLED。研究发现,器件性能与各功能层能级以及厚度密切相关,应通过选取适当能级的发光层材料,将注入的空穴以及电子同时限制在发光层内从而提高器件的电流效率,并调节各功能层厚度使得载流子注入平衡从而提高器件性能。