Diodos emisores de luz de alto rendimiento procesados en solución basados en puntos cuánticos. | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
La optoelectrónica es la óptica electrónica.
Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

Los dispositivos optoelectrónicos procesados por solución ofrecen fabricación de bajo costo y flexibilidad.
Los puntos cuánticos (QD) y los diodos emisores de luz (LED) basados en polímeros son prometedores, pero se enfrentan a limitaciones de rendimiento.
Los LEDs procesados en solución existentes se quedan atrás de los LEDs orgánicos depositados al vacío en eficiencia, roll-off y vida útil.

Objetivo del estudio:

Desarrollar un LED de alto rendimiento, procesado en solución, multicapa basado en puntos cuánticos.
Para lograr métricas de rendimiento comparables a los LED orgánicos depositados al vacío de última generación.
Para permitir la próxima generación de pantallas y tecnologías de iluminación de estado sólido.

Principales métodos:

Fabricación de un LED multicapa basado en puntos cuánticos utilizando el procesamiento de soluciones.
Inserción de una capa aislante entre el punto cuántico y las capas de transporte de electrones de óxido.
Caracterización de las propiedades optoelectrónicas, incluidas la emisión, el voltaje de encendido, la eficiencia, el roll-off y la vida útil operativa.

Principales resultados:

Se logró una emisión de color rojo intenso saturado con una tensión de encendido sub-bandgap de 1.7 V.
Se han demostrado altas eficiencias cuánticas externas (EQE) de hasta el 20,5% y una baja eficiencia de descarga (15,1% EQE a 100 mA cm−2).
Exhibió una larga vida útil operativa superior a 100.000 horas a 100 cd m-2, estableciéndolo como el LED rojo procesado con solución de mejor rendimiento.

Conclusiones:

La estructura optimizada del dispositivo con una capa aislante insertada mejora significativamente el equilibrio de carga y conserva las propiedades emisoras de QD.
Este LED de punto cuántico procesado en solución logra un rendimiento comparable al de los LED orgánicos depositados en vacío.
Los hallazgos representan un avance significativo hacia LED de punto cuántico de alto rendimiento y procesado en toda la solución para futuras aplicaciones de visualización e iluminación.