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1、h硅基晶圆级倒置发光量子点显示器件#陶治,雷威,李驰,刘向**(东南大学电子科学与工程学院,南京210000)5101520253035摘要:本文报导了在二氧化硅晶圆上通过旋涂法制备倒置结构的量子点发光二极管(QD-LEDs),其中利用ITO作为阴极,金属氧化物层(ZNO)提供电子,AL作为阳极提供空穴,采用CdSe/ZnS作为量子点发光层,与传统的正置结构进行参数对比。实验结果表明,倒置结构的量子点发光二极管在发光效率,光电转换率,以及可集成性上都展现出了更优异的特性。关键词:量子点;倒置结构;氧化锌中
2、图分类号:TN312Wafer-scaleinvertedlight-emittingquantumdotsdisplaydeviceTAOZhi,LEIWei,LIChi,LIUXiang(SchoolofElectronicscience&Engineering,SoutheastUniversity,Nanjing210000)Abstract:Inthispaper,wereportonthefabricationofwafer-saclequantumdotlightemittingdiodedev
3、ices(QD-LEDs)usinginverteddevicestructurewithspin-coatingtechnique.InthisstructureofQD-LEDs,ITOwasusedascathod;metaloxidelayer(ZNO)wasusedtoprovideelectron,andALwasusedasanodetosupplyhole.WeuseCdSe/ZnSquantumdotsasemissivelayer.Comparedwithconventionalstruc
4、ture,theinverterddevicestructureexhibitshighelectroluminescenceintensity,highphotoelectricconversionrateandoptimalperformanceofintegratability.Keywords:quantumdot;inverteddevicestructure;ZNO0引言随着对纳米技术的深入研究,我们发现,对于任何材料而言,当其体相逐渐减小至某一临界尺寸时,其载流子的运动会受到剧烈的限制作用,并且
5、能量增加,这种现象称为量子尺寸效应。如果将一般体相材料三个维度均缩小到临界尺寸以下,我们就得到量子点[1-6],即半导体纳米晶体,通常由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成,现今我们研究较多的是CdX(X=S,Se,Te)量子点发光材料[7,8]。经过多年的研究,量子点材料在光电子学,医学,生物学等方向上逐步有了应用。并且由于量子点材料具有:1.量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制。2.量子点具有很高的光稳定性。3.量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱。4.量子点具有较大的斯托克斯位移。5.生物相容性好。6.
6、荧光寿命长等特点,半导体量子点材料常被用来作为发光器件的复合中心,即量子点发光二极管(QLEDs)。目前,由于可以通过控制合成量子点材料的尺寸,达到调节量子点发光颜色的目的。并且,由于具有较高的发光纯度,低成本,工艺简单,发光波长可调等特性,半导体量子点得到了充分的研究。近几年,利用有机分子聚合物和量子点制备QLEDs取得了巨大的进展,多个研究小组利用高效的多壳层量子点材料和三明治结构制备了高亮度,发光颜色饱满的QLED,很有希望应用于下一代平板显示设备和照明设备。尽管量子点的工作机理和工艺都有基金项目:博士
7、点基金(20100092110015)作者简介:陶治(1988-),男,汉族,东南大学博士研究生,主要研究方向用于驱动QLED的薄膜晶体管方向的研究通信联系人:雷威(1967-),男,汉族,东南大学电子科学与工程学院教授,博士生导师,主要研究方向为显示器件的研究和设计.E-mail:lw@seu.edu.cn-1-h了长足的进步,但是相比于无机发光二极管甚至有机发光二极管(OLEDs)在亮度,寿命和4045505560效率上都差得比较多。目前,我们所了解的都是金属电极提供电子(AL/TI),透明半导体IT
8、O提供空穴,中间通过有机层传输电子与空穴在量子点层复合。但是,这使得制备过程与材料的选择变得复杂,通过最新的机理研究,我们发现改变量子点发光器件的结构顺序,即得到倒置结构[9,10],利用金属氧化物提供电子,在性能上表现出一定的提高[11,12]。1.实验1.1硅基晶圆级倒置量子点显示器件的制备1.1.1溶液的制备ZNO纳米粒子的制备:选取四甲基氢氧化胺溶于乙醇溶液,配成0.05mol/L的溶液,标