Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Nanoscience and Applications, and Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, and Shenzhen Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
Impedance spectroscopy has been increasingly employed in quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) to investigate the charge dynamics and device physics. In this review, we introduce the mathematical basics of impedance spectroscopy that applied to QLEDs. In particular, we focus on the Nyquist plot, Mott−Schottky analysis, capacitance-frequency and capacitance-voltage characteristics, and the dC/dV measurement of the QLEDs. These impedance measurements can provide critical information on electrical parameters such as equivalent circuit models, characteristic time constants, charge injection and recombination points, and trap distribution of the QLEDs. However, this paper will also discuss the disadvantages and limitations of these measurements. Fundamentally, this review provides a deeper understanding of the device physics of QLEDs through the application of impedance spectroscopy, offering valuable insights into the analysis of performance loss and degradation mechanisms of QLEDs.
quantum dot light-emitting diode impedance spectroscopy equivalent circuit model charge dynamics Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 091603
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州350116
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州350116
采用红色、绿色混合量子点作为发光层, 制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/TFB/Mixed-QDs/ZnO/Ag的颜色可调量子点发光二极管(QLED)器件, 研究了QLED器件的电致发光光谱。实验结果表明, 混合QLED器件具有明显的颜色可调特性。随着外加电压增大, 混合QLED器件呈现出从暗红色到橙黄色再到耀眼的黄绿色的颜色变化。其开启电压为2.0 V, 最大亮度可达到6×104 cd/m2; 且器件在31 934 cd/m2亮度下实现了21 cd/A的最大电流效率和7.5%的最大外量子效率。作为应用展示, 本文将颜色可调的混合QLED器件与氮化镓基蓝光LED相结合制备了白光LED, 相关色温可从3 568 K(暖白光) 调至10 269 K(冷白光), 且显色指数不低于70, 在照明应用中具有广阔的应用前景。
量子点发光二极管 颜色可调 白光应用 相关色温 quantum-dot light emitting diode color tunable white-light application correlated color temperature
1 北京信息科技大学自动化学院, 北京 100101
2 北京交通大学电子信息工程学院, 北京 100044
量子点材料因其独特的发光特性，在显示和固态照明领域具有极高的应用价值。相比于传统显示器件，量子点发光二极管(QLED)具有高的稳定性、良好溶液可加工性和高色彩饱和度等优势，因而其成为新一代显示技术的核心器件。介绍了QLED的构成、工作机理及研究进展，并指出了其在中国显示行业的应用现状与前景。
量子光学 量子点 量子点发光二极管 电致发光 量子点显示器件 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 110003
1 北京信息科技大学 自动化学院，北京100101
2 北京交通大学 电子信息工程学院，北京100044
为改善量子点发光二极管器件载流子注入平衡，提出一种量子点发光二极管各功能层厚度的确定方法.首先选定量子点发光层厚度，基于隧穿模型进行仿真分析确定电子传输层厚度；然后采用空间电荷限制电流模型进行仿真分析确定空穴传输层厚度.采用CdSe/ZnS 量子点作为发光层、poly-TPD 作为空穴传输层、Alq3作为电子传输层，按照该方法仿真分析得到各功能层厚度进行旋涂-蒸镀法实物器件制备.对比实验结果表明：当poly-TPD、QDs及Alq3厚度分别为45 nm、25 nm及35 nm时，获得了较高的发光效率及色纯度，器件性能最好.该方法确定的各功能层厚度有助于减少载流子在发光界面积累，获得载流子的注入平衡，从而改善QLEDs发光性能.
量子点发光二极管 载流子注入平衡 空穴传输层 发光层 电子传输层 隧穿模型 空间电荷限制电流模型 Quantum dot light emitting diode Carrier injection balance Hole transport layer Light emitting layer Electron transport layer Tunneling model Space charge limited current model
1 北京信息科技大学 自动化学院, 北京100101
2 北京交通大学 电子信息工程学院, 北京100044
为研究基于混合量子点的QLED结构与性能, 利用红光量子点以及绿光量子点两种材料制备了橙光QLED器件, 并对其性能进行了表征。实验制备的器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/poly-TPD/混合QDs/ZnO/Al, 其中发光层采用了3种混合量子点的混合结构方案。方案一先旋涂红光量子点层, 后旋涂绿光量子点层; 方案二先旋涂绿光量子点层, 后旋涂红光量子点层; 方案三将红光、绿光量子点1∶1混合后制备为发光层。实验结果表明: 方案一制备的器件电流密度最大, 发光亮度最低, 且只有红光谱; 方案二制备的器件具有最小的电流密度, 同时具有红、绿光谱, 在8 V电压下, 电流效率约为4.69 cd/A; 方案三制备的器件同时具有红、绿光谱, 电流密度与发光特性介于方案一与方案二之间。实测数据与理论分析是一致的, 方案二制备的器件存在双能量陷阱, 能够将注入的空穴以及电子同时限制在红光量子点层内。通过调节各功能层厚度使得载流子注入平衡, 可进一步增大发光电流, 提高器件效率。
量子点发光二极管 双能量陷阱 载流子注入平衡 quantum dot light emitting diode double energy trap carrier injection balance
1 北京交通大学 电子信息工程学院, 北京 100044
2 北京信息科技大学 自动化学院, 北京 100101
为降低量子点发光二极管(QLED)的开启电压, 提高器件性能, 利用电子传输性能良好的氧化锌(ZnO)作为电子传输层, 制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/poly-TPD/QDs/ZnO/Al的QLED样品。在该器件结构基础上, 采用隧穿注入和空间电荷限制电流模型仿真分析了载流子在量子点(QDs)层的电流密度。研究发现, 当ZnO厚度为50 nm时, poly-TPD的理论最优厚度为40 nm, 载流子在QDs层的注入达到相对平衡。通过测试器件的电流密度-电压-亮度-发光效率特性, 研究了空穴传输层厚度对QLED器件性能的影响。实验结果表明, 当空穴传输层厚度为40 nm时, 器件的开启电压为1.7 V, 最大发光效率为1.18 cd/A。在9 V电压下, 器件最大亮度达到5 225 cd/m2, 远优于其他厚度的器件。实验结果与仿真结果基本吻合。
量子点发光二极管 隧穿注入 空间电荷限制电流 电流密度 亮度 电流效率 quantum dot light emitting diode tunneling injection space-charge limited current current density luminance current efficiency
1 北京交通大学 电子信息工程学院， 北京100044
2 北京信息科技大学 自动化学院， 北京100101
针对量子点发光二极管(QLED)中载流子注入不平衡的问题，对空穴和电子在量子点层的注入速率进行了研究。制备了不同电子传输层厚度、结构为ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD/QDs/Alq3/Al的QLED样品。Alq3厚度由25 nm逐步递增至45 nm时，器件的开启电压升高，器件均发出量子点的红光。当Alq3厚度为30 nm时，器件的电流效率最高。此时，空穴和电子在量子点层的注入速率达到相对平衡。为进一步研究器件的发光特性，在QDs和Alq3接触界面嵌入电子阻塞层TPD。研究发现，当TPD的厚度为1 nm时，器件发出红光；当TPD厚度为3 nm和5 nm时，器件开始出现绿光。实验结果表明，在选取电子阻塞层时，应选择LUMO较低的材料且阻塞层的厚度必须很薄。
量子点发光二极管 厚度 能级 电流密度 亮度 电流效率 quantum dot light emitting diode thickness energy level current density luminance current efficiency
