掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管

刘森坤; 罗宇; 王俊杰; 郭标; 肖毅; 王璞; 彭俊彪

doi:10.37188/CJL.20220086

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管

器件制备及器件物理 | 更新时间：2022-10-19

- 掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管
  增强出版
- Green InP Quantum Dot Light‑emitting Diode with PVK Blend in Emitting Layer
- 发光学报 2022年43卷第6期页码：891-900
- 作者机构：
  
  华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东广州 510641
- 作者简介：
  
  [ "刘森坤(1996-)，男，江西赣州人，硕士研究生，2019年于南昌大学获得学士学位，主要从事量子点发光显示器件的研究。" ]
  [ "彭俊彪(1962-)，男，山东宁津人，博士，教授，博士生导师，1993 年于中国科学院长春物理研究所获得博士学位，主要从事发光显示器件与物理的研究。Email:psjbpeng@scut.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51521002;62074059);广东省科技计划(2019B030302007;2019B010934001)
- DOI：10.37188/CJL.20220086
  中图分类号： TN312.8;O482.31
- 纸质出版日期：2022-06-05，
  
  收稿日期：2022-03-14，
  
  修回日期：2022-03-29，
- 稿件说明：
移动端阅览
刘森坤, 罗宇, 王俊杰, 等. 掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管[J]. 发光学报, 2022,43(6):891-900.

LIU SEN-KUN, LUO YU, WANG JUN-JIE, et al. Green InP Quantum Dot Light‑emitting Diode with PVK Blend in Emitting Layer. [J]. Chinese journal of luminescence, 2022, 43(6): 891-900.
刘森坤, 罗宇, 王俊杰, 等. 掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管[J]. 发光学报, 2022,43(6):891-900. DOI： 10.37188/CJL.20220086.

LIU SEN-KUN, LUO YU, WANG JUN-JIE, et al. Green InP Quantum Dot Light‑emitting Diode with PVK Blend in Emitting Layer. [J]. Chinese journal of luminescence, 2022, 43(6): 891-900. DOI： 10.37188/CJL.20220086.

摘要

设计了空穴传输材料聚乙烯基咔唑（PVK）与绿光无镉磷化铟（InP）量子点共混体系，改善了量子点团聚效应，减少了量子点之间相互作用产生的非辐射Förster能量转移（FRET），提高了共混无镉量子点薄膜的光致发光效率（PLQY），从24.2%提升至30.1%。同时，PVK的掺入提高了共混发光薄膜的空穴传输性能，改善了量子点电致发光器件的载流子平衡，使器件的最大外量子效率（EQE）达到5.94%，较未掺杂器件提高了32%。该聚合物掺杂方法可为研制高性能绿光InP量子点发光二极管提供参考。

Abstract

A hybrid system of polyvinylcarbazole（PVK） and green indium phosphide（InP） quantum dots was designed to produce efficient light-emitting diodes（LEDs）. PVK functions as not only disperse quantum dots well and reduce agglomeration， but also significantly reduce non-radiative Förster energy transfer（FRET） among quantum dots， and improve the film’s photoluminescence efficiency（PLQY） from 24.2% to 30.1%. Meanwhile， the incorporation of PVK can improve the hole transport performance of the QD film

via

the carrier balance of the devices， making the maximum external quantum efficiency（EQE） of the devices reach 5.94%， which is 32% higher than that of the devices without PVK. This method can provide a reference for the development of high performance green InP QD-LEDs.

关键词

磷化铟量子点聚合物掺杂能量转移载流子平衡

Keywords

InP quantum dotpolymer blendenergy transfercharge balance

references

DE ARQUER F P G，TALAPIN D V，KLIMOV V I，et al. Semiconductor quantum dots： technological progress and future challenges ［J］. Science， 2021，373（6555）：640-1-14. doi: 10.1126/science.aaz8541http://dx.doi.org/10.1126/science.aaz8541

YUAN Q L，WANG T，YU P L，et al. A review on the electroluminescence properties of quantum-dot light-emitting diodes ［J］. Org. Electron.， 2021，90：106086-1-23. doi: 10.1016/j.orgel.2021.106086http://dx.doi.org/10.1016/j.orgel.2021.106086

SONG J J，WANG O Y，SHEN H B，et al. Over 30% external quantum efficiency light-emitting diodes by engineering quantum dot-assisted energy level match for hole transport layer ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2019，29（33）：1808377-1-9. doi: 10.1002/adfm.201808377http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201808377

LI X Y，LIN Q L，SONG J J，et al. Quantum-dot light-emitting diodes for outdoor displays with high stability at high brightness ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2019，8（2）：1901145-1-9. doi: 10.1002/adom.201901145http://dx.doi.org/10.1002/adom.201901145

WANG L S，LIN J，HU Y S，et al. Blue quantum dot light-emitting diodes with high electroluminescent efficiency ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2017，9（44）：38755-38760. doi: 10.1021/acsami.7b10785http://dx.doi.org/10.1021/acsami.7b10785

LI L，REISS P. One-pot synthesis of highly luminescent InP/ZnS nanocrystals without precursor injection ［J］. J. Am. Chem. Soc.， 2008，130（35）：11588-11589. doi: 10.1021/ja803687ehttp://dx.doi.org/10.1021/ja803687e

XIE R G，BATTAGLIA D，PENG X G. Colloidal InP nanocrystals as efficient emitters covering blue to near-infrared ［J］. J. Am. Chem. Soc.， 2007，129（50）：15432-15433. doi: 10.1021/ja076363hhttp://dx.doi.org/10.1021/ja076363h

LIM J，PARK M，BAE W K，et al. Highly efficient cadmium-free quantum dot light-emitting diodes enabled by the direct formation of excitons within InP@ZnSeS quantum dots ［J］. ACS Nano， 2013，7（10）：9019-9026. doi: 10.1021/nn403594jhttp://dx.doi.org/10.1021/nn403594j

WON Y H，CHO O，KIM T，et al. Highly efficient and stable InP/ZnSe/ZnS quantum dot light-emitting diodes ［J］. Nature， 2019，575（7784）：634-638. doi: 10.1038/s41586-019-1771-5http://dx.doi.org/10.1038/s41586-019-1771-5

DÜMBGEN K C，ZITO J，INFANTE I，et al. Shape，electronic structure，and trap states in indium phosphide quantum dots ［J］. Chem. Mater.， 2021，33（17）：6885-6896. doi: 10.1021/acs.chemmater.1c01795http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c01795

JANG E，KIM Y，WON Y H，et al. Environmentally friendly InP-based quantum dots for efficient wide color gamut displays ［J］. ACS Energy Lett.， 2020，5（4）：1316-1327. doi: 10.1021/acsenergylett.9b02851http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02851

LIU P，LOU Y J，DING S H，et al. Green InP/ZnSeS/ZnS core multi-shelled quantum dots synthesized with aminophosphine for effective display applications ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2021，31（11）：2008453-1-7. doi: 10.1002/adfm.202008453http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202008453

WU Z H，LIU P，ZHANG W D，et al. Development of InP quantum dot-based light-emitting diodes ［J］. ACS Energy Lett.， 2020，5（4）：1095-1106. doi: 10.1021/acsenergylett.9b02824http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02824

ZHANG H，HU N，ZENG Z P，et al. High-efficiency green InP quantum dot-based electroluminescent device comprising thick-shell quantum dots ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2019，7（7）：1801602-1-9. doi: 10.1002/adom.201801602http://dx.doi.org/10.1002/adom.201801602

WU Z H，ZHANG W D，LIU P，et al. 51-3：Efficient InP/ZnS quantum dot light-emitting diodes with improved electron confinement ［J］. SID Symp. Dig. Tech. Pap.， 2020，51（1）：754-757. doi: 10.1002/sdtp.13978http://dx.doi.org/10.1002/sdtp.13978

CHAO W C，CHIANG T H，LIU Y C，et al. High efficiency green InP quantum dot light-emitting diodes by balancing electron and hole mobility ［J］. Commun. Mater.， 2021，2（1）：96-1-11. doi: 10.1038/s43246-021-00203-5http://dx.doi.org/10.1038/s43246-021-00203-5

MOON H，LEE W，KIM J，et al. Composition-tailored ZnMgO nanoparticles for electron transport layers of highly efficient and bright InP-based quantum dot light emitting diodes ［J］. Chem. Commun.， 2019，55（88）：13299-13302. doi: 10.1039/c9cc06882ahttp://dx.doi.org/10.1039/c9cc06882a

LEE T，HAHM D，KIM K，et al. Highly efficient and bright inverted top-emitting InP quantum dot light-emitting diodes introducing a hole-suppressing interlayer ［J］. Small， 2019，15（50）：1905162-1-7. doi: 10.1002/smll.201905162http://dx.doi.org/10.1002/smll.201905162

KAGAN C R，MURRAY C B，BAWENDI M G. Long-range resonance transfer of electronic excitations in close-packed CdSe quantum-dot solids ［J］. Phys. Rev. B，1996，54（12）：8633-8643. doi: 10.1103/physrevb.54.8633http://dx.doi.org/10.1103/physrevb.54.8633

LUNZ M，BRADLEY A L，CHEN W Y，et al. Influence of quantum dot concentration on Förster resonant energy transfer in monodispersed nanocrystal quantum dot monolayers ［J］. Phys. Rev. B， 2010，81（20）：205316-1-30. doi: 10.1103/physrevb.81.205316http://dx.doi.org/10.1103/physrevb.81.205316

CHOU K F，DENNIS A M. Förster resonance energy transfer between quantum dot donors and quantum dot acceptors ［J］. Sensors， 2015，15（6）：13288-13325. doi: 10.3390/s150613288http://dx.doi.org/10.3390/s150613288

SONG T，CHEONG J Y，CHO H，et al. Mixture of quantum dots and ZnS nanoparticles as emissive layer for improved quantum dots light emitting diodes ［J］. RSC Adv.， 2019，9（27）：15177-15183. doi: 10.1039/c9ra01462dhttp://dx.doi.org/10.1039/c9ra01462d

ZHANG H，SU Q，CHEN S M. Suppressing Förster resonance energy transfer in close-packed quantum-dot thin film：toward efficient quantum-dot light-emitting diodes with external quantum efficiency over 21.6% ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2020，8（10）：1902092-1-7. doi: 10.1002/adom.201902092http://dx.doi.org/10.1002/adom.201902092

HAN M G，LEE Y，KWON H I，et al. InP-based quantum dot light-emitting diode with a blended emissive layer ［J］. ACS Energy Lett.， 2021，6（4）：1577-1585.

IWASAKI Y，MOTOMURA G，OGURA K，et al. Efficient green InP quantum dot light-emitting diodes using suitable organic electron-transporting materials ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2020，117（11）：111104-1-4. doi: 10.1063/5.0020742http://dx.doi.org/10.1063/5.0020742

LEE E M Y，TISDALE W A. Determination of exciton diffusion length by transient photoluminescence quenching and its application to quantum dot films ［J］. J. Phys. Chem. C， 2015，119（17）：9005-9015. doi: 10.1021/jp512634chttp://dx.doi.org/10.1021/jp512634c

LIN Y C，WANG W J，CHUNG H L，et al. Effect of donor-acceptor concentration ratios on nonradiative energy transfer in closely packed CdTe quantum dots ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2009，95（13）：133123-1-3. doi: 10.1063/1.3242371http://dx.doi.org/10.1063/1.3242371

李婕婕. PbS量子点荧光寿命的实验测量［D］. 杭州：浙江工业大学， 2017. doi: 10.3788/AOS201737.0130001http://dx.doi.org/10.3788/AOS201737.0130001

LI J J. Experimental Measurement of Photoluminescence Lifetime of PbS Quantum Dots ［D］. Hangzhou：Zhejiang University of Technology， 2017. （in Chinese）. doi: 10.3788/AOS201737.0130001http://dx.doi.org/10.3788/AOS201737.0130001

CROOKER S A，HOLLINGSWORTH J A，TRETIAK S，et al. Spectrally resolved dynamics of energy transfer in quantum-dot assemblies：towards engineered energy flows in artificial materials ［J］. Phys. Rev. Lett.， 2002，89（18）：186802-1-4. doi: 10.1103/physrevlett.89.186802http://dx.doi.org/10.1103/physrevlett.89.186802

NOWY S，REN W，ELSCHNER A，et al. Impedance spectroscopy as a probe for the degradation of organic light-emitting diodes ［J］. J. Appl. Phys.， 2010，107（5）：054501-1-9. doi: 10.1063/1.3294642http://dx.doi.org/10.1063/1.3294642

黄文波，彭俊彪. 高分子发光二极管载流子注入过程研究［J］. 物理学报， 2007，56（5）：2974-2978. doi: 10.7498/aps.56.2974http://dx.doi.org/10.7498/aps.56.2974

HUANG W B，PENG J B. Carrier injection process of polymer light-emitting diodes ［J］. Acta Phys. Sinica， 2007，56（5）：2974-2978. （in Chinese）. doi: 10.7498/aps.56.2974http://dx.doi.org/10.7498/aps.56.2974

浏览量

361

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于激基复合物主体的高效杂化白光有机发光二极管

Lu³⁺掺杂 Na₅Y₉F₃₂∶Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺单晶体的增强红色上转换发光与光学温度传感性能

基于蓝光TADF材料的敏化白光OLED特性

电子主体材料对蓝光OLED的影响