Улучшенные характеристики гибкого света с квантовыми точками

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 3780 (2023) Цитировать эту статью

886 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Низкотемпературная обработка важна для улучшения стабильности и производительности гибких светодиодов с квантовыми точками (QLED). В этом исследовании QLED были изготовлены с использованием поли[бис(4-фенил)(2,4,6-триметилфенил)амина] (ПТАА) в качестве подходящего материала слоя транспорта дырок (HTL) благодаря его низкотемпературной перерабатываемости и оксиду ванадия. в качестве материала слоя инжекции отверстий, обрабатываемого в растворе при низкой температуре. Максимальная яркость и максимальная выходная мощность по току QLED на стеклянной подложке с оптимальным ПТАА HTL составила 8,9 × 104 Кд/м2 и 15,9 Кд/А соответственно, что сопоставимо с показателями обычных устройств. QLED на гибкой подложке показали максимальную яркость 5,4 × 104 Кд/м2 и максимальную эффективность по току 5,1 Кд/А. Рентгеновская и ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия использовались для исследования химического состояния и межфазной электронной структуры в зависимости от материалов и изменений состояния HTL соответственно. Межфазная электронная структура показала, что ПТАА проявляет лучшую способность к переносу дырок благодаря низкому барьеру инжекции дырок (\({\Phi }_{{\text{h}}}\)). Более того, QLED с PTAA HTL могут работать как фотосенсоры в условиях обратного смещения. Эти результаты показывают, что обработанный при низкой температуре PTAA HTL подходит для улучшения характеристик гибких QLED.

В последнее время особое внимание уделяется гибким дисплеям, поскольку их можно применять к мобильным и носимым устройствам1. Однако у гибких дисплеев есть такие проблемы, как сложность передачи цвета, высокое напряжение возбуждения и разделение тонких пленок. Чтобы преодолеть проблемы гибких дисплеев, изучаются высокопроизводительные светодиоды (LED), использующие различные светоизлучающие материалы, такие как квантовые точки (КТ), перовскит и органические материалы. В частности, светодиоды QD (QLED) обладают такими преимуществами, как превосходная чистота цвета, узкая полоса спектра излучения, высокая яркость и низкая стоимость производства; поэтому необходимы интенсивные исследования2,3,4.

Пластиковые подложки, такие как полиэтилентерефталат и полиэтиленнафталат (ПЭН), используются для гибких QLED из-за их гибкости, высокой ударопрочности, удобства обработки и легкого веса5,6. Однако в ходе высокотемпературного процесса возникает термическая деформация пластиковой подложки, что приводит к снижению характеристик QLED7. Для решения этой проблемы можно использовать материалы, которые можно обрабатывать при низких температурах, и подложки с высокой термостабильностью, и по обоим направлениям проведено множество исследований. Поскольку термическая стабильность пластиковых подложек ограничена, особенно важен материал, который можно обрабатывать при низких температурах; поэтому необходимы исследования материала, способного демонстрировать отличные характеристики даже при низких температурах.

В жестких QLED обычно используется поли[(9,9-диоктилфлуоренил-2,7-диил)-ко-(4,4'-(4-s-бутилфенил)дифениламин)] (TFB) в качестве слоя транспорта дырок (HTL). к его высокой подвижности дырок8,9. Однако для TFB HTL требуется высокотемпературный процесс примерно 180 ° C, который может повлиять на подложку. Поэтому необходимо найти материалы HTL для гибких QLED, которые можно будет обрабатывать при низких температурах для замены TFB. Поли[бис(4-фенил)(2,4,6-триметилфенил)амин] (ПТАА) представляет собой полностью аморфный π-сопряженный полимер, который образует однородные тонкие пленки и обеспечивает соответствующий перенос заряда10. Кроме того, ПТАА способен перерабатываться при низких температурах (ниже 100 °C), что предотвращает деформацию пластиковой подложки11,12. Поэтому ПТАА был применен в качестве подходящего материала HTL для улучшения характеристик QLED.

Кроме того, поскольку QLED и фотодиоды QD (PD) имеют одинаковую структуру устройства, в одном устройстве могут выполняться две функции. При прямом смещении устройство действует как светодиод, а при обратном смещении устройство действует как ФП. Следовательно, его можно далее развивать и использовать для биосенсоров и оптической связи с использованием излучения видимого света и характеристик восприятия путем регулировки смещения.