Advanced Functional Materials:高效率长寿命红光量子点发光二极管——金属离子液体掺杂PEDOT:PSS策略

胶体量子点发光二极管(QLED)具有高的电致发光效率、高的色纯度和低成本的优势,受到了广泛的关注。为了促进溶液印刷电子的发展,应采用较为简单的器件结构,不使用超薄的且难以溶液加工的功能层。目前亟需一种高效的策略,在不降低电子迁移率的前提下,能明显提高QLED器件的空穴迁移率,从而实现高效率长寿命QLED器件的制备。

中科院宁波材料所研究人员樊细等提出了一种金属离子液体掺杂聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的方法,用于制备高效稳健的空穴注入层。该金属离子液体掺杂不仅增加了PEDOT:PSS的载流子浓度,并且显著提高了空穴注入层的功函数和表面势,其能级与空穴传输层的能级互为匹配。由于较高的空穴迁移率和更加平衡的载流子迁移率,红光QLED具有17.4%的外部量子效率。另外,该器件在空气氛围中具有优异的寿命。在初始亮度为1000 cd m-2的标准条件下,T95(QLED亮度下降到初始亮度的95%的时间)寿命长达4160小时。

图1. (a) 器件结构示意图。(b) 器件的截面TEM。(c) PEDOT:PSS和金属离子液体的分子结构示意图

图2. QLED器件的性能: (a) EL光谱;(b) 电流密度-电压输出特性;(c) 亮度-电压输出特性;(d) EQE-亮度输出特性;(e) EQE的数值分布;(f) 电流效率-电流密度输出特性

图3. PEDOT:PSS空穴注入层的表面电位和表面形貌。a,d:原始; b,e: LiTFSI处理; c,f: AgTFSI处理

4. (a,b)QLED器件的寿命。(c) PEDOT+、PSS和金属离子液体的作用示意图。

该工作表明了一种高效的金属离子液体掺杂策略,为实现高效率、长寿命和低成本的QLED器件奠定了基础。论文的第一作者为中科院宁波材料所和武汉工程大学的联培硕士生李云飞,论文的通讯作者为中科院宁波材料所樊细、章婷(共同通讯作者)和钱磊研究员(共同通讯作者)。

论文信息:

Charge Balance in Red QLEDs for High Efficiency and Stability via Ionic Liquid Doping

Yunfei Li, Xi Fan*, Cai Shen, Xixiu Shi, Pengcheng Li, Kwun Nam Hui, Junpeng Fan, Kai Kang, Ting Zhang*, Lei Qian*

Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202203641

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202203641