編輯推薦：本文分別採用LiQ、TPBi和BPhen等小分子摻雜劑對ZnO進行改性。其中LiQ摻雜ZnO ETL的摻雜率為7 wt%時，器件的峰值電流效率(CE)和外量子效率(EQE)分別達到8.07 cd/A和7.74 %，分別是未摻雜ZnO ETL的4.19 cd/A和3.98 %的1.93倍和1.94倍。效能的改善主要歸功於LiQ摻雜ZnO ETL對電子注入和介面激子猝滅的抑制作用。

奈米氧化鋅(NPs)具有優異的電子傳輸特性和固有的穩定性，被廣泛用作量子點發光二極體(QLED)的電子傳輸層(ETL)材料。然而，多餘電子注入引起的載流子注入不平衡是ZnO作為電子傳輸層的QLED中普遍存在的現象。基於大多數有機電子傳輸材料的電子遷移率和LUMO能級比ZnO奈米顆粒低的特點，作者報道了一種透過摻雜有機小分子電子傳輸材料來調節ZnO奈米顆粒的電子傳輸特性的策略。本工作為製備高效能QLED提供了一種很有前途的方法，促進了其在顯示領域的應用發展。相關論文以題目為“Improved performance of quantum dot light-emitting diodes by hybridelectron transport layer comprised of ZnO nanoparticles doped organic smallmolecule”發表在Organic Elctronics 期刊上。

論文連結：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119919303301?via%3Dihub

膠體量子點具有尺寸可調、發光顏色豐富、發光效率接近百分百、固有的光穩定性和熱穩定性以及優異的溶液可加工性等優異效能，近年來得到了廣泛的研究。自從基於量子點的發光二極體問世以來，透過最佳化量子點的結構和組成，調整器件結構和製造工藝，以及選擇合適的電荷傳輸材料和溶劑，QLED已經取得了巨大的進步。目前，QLED的效能可以與一些成熟的有機發光二極體(OLED)相媲美。

為了製備高效的QLED，在夾層結構的基礎上插入額外的電荷傳輸層是必不可少的。由於ZnO奈米粒子具有較高的電子遷移率、合適的能級和固有的穩定性，被廣泛應用於大多數已報道的QLED中作為電子傳輸層(ETL)以實現高效能。在ZnO ETL的QLED中經常會出現電荷注入不平衡的障礙，這是因為Cd基量子點的深價帶能級比電子注入產生的空穴注入勢壘更大。因此，多餘的電子給量子點充電，從而增加了像俄歇複合這樣的非輻射覆合的可能性，這極大地惡化了QLED的效能。為了改善這一現象，人們致力於阻止有效的電子注入以實現更好的電荷平衡。

一方面，透過在發射層(EML)和ETL之間加入超薄絕緣層可以有效地克服這一障礙。雖然使用絕緣層可以獲得優異的效能，但QLED的器件效能對超薄絕緣層的厚度非常敏感，這不利於其工業化生產。另一方面，透過直接摻雜來調整ZnO的電子結構可以平衡電荷注入。據報道，利用帶隙可調的ZnMgO薄膜作為電子傳輸層，QLED的效能有了顯著的提高。透過改變Mg摻雜濃度，可以控制ZnO的電子遷移率和CBM來阻止電子注入，從而有利於抑制不平衡電荷注入。此外，透過在ZnO中同時摻雜Li和Mg，提高了ZnO的帶隙和電阻率，從而優化了電荷平衡。本工作為製備高效能QLED提供了一種有前途的方法，為小分子摻雜劑的選擇提供了有效手段，將進一步推動QLED在顯示領域的發展。

圖1。(A)使用LiQ摻雜ZnO ETL的QLED結構示意圖。(B)J-V-L特性和(C)CE-J特性。(D)效率最高的器件的EQE-L-CE曲線。

圖2。(A)不同LiQ摻雜濃度的ZnO ETL純電子器件和純空穴器件的J-V曲線。(B)QLED的電致發光光譜；插圖：在3V工作的五個QLED器件的照片(每個器件的有效面積為0.04平方釐米)。

圖3.(A)時間分辨熒光光譜和(B)不同層接觸的量子點膜的光致發光光譜。

圖4.(A)基於TPBi(0.0wt%~6.0wt%)摻雜ZnO的QLED的J-V-L特性和(B)CE-J特性。(C)J-V-L特性和。(D)BPhen(0.0wt%~6.0wt%)摻雜ZnO基QLED的CE-J特性。

我們提出了一種利用ZnO奈米顆粒摻雜的小分子作為ETL來阻擋QLED中多餘電子注入的方法。效能的改善主要歸功於有效地阻止電子注入，緩解不利的電荷注入，並在一定程度上抑制了量子點薄膜與ZnO薄膜之間的介面激子猝滅效應。這一結果可能為製備高效能QLED以及促進其在顯示領域的應用開發提供一條有前景的途徑。(文：愛新覺羅星)