Коллоидные квантовые точки привлекли значительное внимание академических кругов и промышленности благодаря настраиваемой длине волны излучения, высокой чистоте цвета, технологичности растворов и превосходной световой эффективности. Будучи новой технологией электролюминесценции, основанной на квантовых точках, светодиоды на квантовых точках стали важными кандидатами для будущих технологий отображения. В последние годы, благодаря инновациям в структурном проектировании, синтезе квантовых точек, оптимизации интерфейсов и производственных процессах, производительность устройств значительно возросла. В настоящее время внешняя квантовая эффективность устройств красного и зеленого света, как правило, превышает 25%, в то время как производительность устройств синего света остается относительно низкой, особенно заметны устройства чистого синего света. Устройства чистого синего света с узкой шириной линии излучения, высокой эффективностью и яркостью являются необходимыми условиями для создания полноцветных дисплеев сверхвысокой четкости. Однако в настоящее время известные высокоэффективные устройства синего света в основном сосредоточены в небесно-голубом диапазоне, что ограничивает цветовой охват и препятствует разработке дисплеев сверхвысокой четкости с широким цветовым охватом. Поэтому крайне важно улучшить характеристики устройств синего света, особенно устройств, излучающих чистый синий свет.
Существующие стратегии повышения производительности устройств синего света в основном включают химическую модификацию поверхности квантовых точек и разработку слоя переноса заряда. Первый метод улучшает выравнивание энергетических уровней и подвижность носителей заряда за счет оптимизации химии поверхности квантовых точек: например, модифицированные пропантиолом квантовые точки способствуют переносу заряда и балансу инжекции через короткоцепочечные лиганды, что позволяет достичь высокой эффективности устройств синего света. Второй метод обеспечивает более сбалансированную инжекцию носителей заряда за счет модуляции слоя переноса заряда: например, путем построения одномерных транспортных каналов в сшитом слое переноса дырок для улучшения переноса дырок или использования легированного оловом оксида цинка для замены слоя переноса электронов из оксида цинка для подавления избыточной инжекции электронов. Кроме того, изолирующие полимеры и другие материалы часто используются в качестве интерфейсных слоев между слоем переноса электронов и квантовыми точками для уменьшения избыточной инжекции электронов. По сравнению с проектированием электронного транспортного слоя и интерфейсного слоя, которое в основном улучшает баланс заряда за счет подавления инжекции электронов, проектирование дырочного транспортного/инжекционного слоя обычно достигает баланса заряда за счет усиления инжекции дырок и с большей вероятностью одновременно улучшает яркость и эффективность устройства.
Существующие исследования в основном сосредоточены на модификации одного функционального слоя, что затрудняет одновременное достижение высокой яркости и высокой эффективности. Ожидается, что синергетическая модуляция функциональных слоёв позволит преодолеть существующие ограничения и откроет новый технологический путь для создания высокопроизводительных устройств синего света.
Группа под руководством Чжай Гуанмэя из Тайюаньского технологического университета разработала простую и эффективную стратегию обработки хлоридом лития с двойной мишенью для улучшения характеристик устройств, излучающих чистый синий свет, путем одновременной модификации слоя излучения квантовых точек и слоя инжекции дырок. Эта стратегия не только оптимизирует химию поверхности квантовых точек и согласование их энергетических уровней с транспортным слоем, уменьшая гашение интерфейсной флуоресценции, но и повышает проводимость, пропускание и эффективность инжекции дырок в слое инжекции дырок. Обработанное устройство, излучающее чистый синий свет, достигло пиковой длины волны 461 нм, ширины линии излучения 19 нм, максимальной яркости 27210 кд/м², максимальной энергоэффективности 8,83 лм/Вт, максимальной токовой эффективности 10,10 кд/А и пиковой внешней квантовой эффективности 23,44%, что значительно превосходит необработанные и обработанные одной мишенью устройства. В данной работе продемонстрирована эффективность синергетической модификации функциональных слоев для улучшения характеристик устройств и предложен реальный путь создания высокопроизводительных устройств, излучающих чистый синий свет.
