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量子ドットと発光ポリマーの協同作用を用いたハイブリッド発光ダイオードの研究

利用量子点和发光聚合物协同作用的混合发光二极管的研究

基本信息

批准号：
21K04153
负责人：
伊東栄次
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2021年度までの研究成果において、量子ドットとポリマーブレンド層からなる発光層の厚さの性能の関係から発光層が薄い(20nm）以下の場合に電子バッファー層として用いたZnO界面で励起子消光が生じることが示唆された。一方で、量子ドットは少量でも高額である点と溶解性が低いことから従来のスピンコート法では30-50 nmの厚さを得ることが困難であると同時に、塗布時に9割以上を飛散しロスするため生産性にも重大な課題があった。特に、本研究で注目する青色の量子ドットは入手が困難であったことから、材料利用率の向上と厚膜化に代わる代替技術を検討した。本年度は新たに改良型のメニスカスコート法を開発しこれと転写法による膜厚制御と膜の均一化および材料利用率の向上を試みた。その結果、前年度までの1/4-1/6の使用量で同等な膜厚を製膜可能とした。また、ZnO／発光層界面での励起子消光を抑制するため、フェナントロリン系可溶性電子輸送材料を挿入しその上に上記手法を用いて発光層を製膜することで電子注入性の改善と発光位置の制御を行った。さらに、前年度まで正孔輸送性のポリマーであるPVCzをブレンドしていたが敢えて電気的にも光学的にも不活性で透明なPMMAと置き換え、PVCzを中間層として薄く挿入した結果、高電圧時にPVCzの発光が生じていた課題を解決し量子ドットのみの鮮明な発光が得られた。一方で、絶縁体を用いるため膜厚の制御についても検討を行った。その結果、電極を除くすべてを塗布プロセスで積層可能となった。そして、赤色の半導体量子ドットでは外部量子効率が0.6%程度から2.1%まで改善すると同時に動作電圧を2Vまで低減することが可能となった。青色の量子ドットを用いた素子においても4V以下で発光し、外部量子効率を0.8%から1.6%にほぼ倍増した。

2021 research results, quantum chemistry, light emitting layer thickness, light emitting layer thickness and the following cases, electron emission layer, ZnO interface excitation extinction, light emitting layer thickness and light emitting layer thickness. A small amount of powder is added to the solution, and the solubility is low. The thickness of powder is 30-50 nm. It is difficult to obtain the powder at the same time, and the powder is more than 9 nm. It is a major problem for productivity. In particular, this study focuses on the difficulty of starting with quantum technology, the improvement of material utilization, and the replacement of thick films. This year, the development of new and improved methods for film thickness control and material utilization has been tested. As a result, 1/4-1/6 of the amount used in the previous year is equivalent to the film thickness. In addition, ZnO/light-emitting layer interface excitation extinction suppression, electron injection, soluble electron transport materials, and the above-mentioned methods for film formation of light-emitting layer, electron injection improvement, and light-emitting position control. In the past year, the problem of positive pore transport property was solved by solving the problem of high voltage transmission of PVCz in the middle layer of PMMA and PVCz. A party, a body, a film thickness, a film thickness. As a result, the electrode can be removed from the coating layer. Furthermore, it is possible for the red semiconductor quantum dot to improve the external quantum efficiency from 0.6% to 2.1% while reducing the operating voltage to 2V. The emission of light below 4V and the external quantum efficiency increased from 0.8% to 1.6%.