Developing high brightness quantum dot led devices

Abstract

Optoelectronic devices are essential components of optical communication systems, internet and displays. Among these devices, in the category of light emitting diodes (LED), there are quantum dot LEDs (QLED) that emit light by employing quantum dots (QDs) and have rich optoelectronic properties such as varying emission wavelength associated with the its size and excellent brightness [1], [2]. In this thesis, we worked on transparent and solution processible QLEDs in three groups: Indium Phosphide (InP) QLEDs, Carbon Quantum Dot (CQD) LEDs and Cadmium Selenide (CdSe) QLEDs. In the InP study, a QLED was fabricated using InP-based QDs as the emitting layer to demonstrate the feasibility of these QDs. Results found a maximum external quantum efficiency (EQE) of 1.16% and brightness of 1039 cd/m2 . For the CQD LEDs, yellow emissive QDs were mixed systematically in Poly(9-vinylcarbazole) (PVK) as the host. A blue-to-white shift was observed in the CIE coordinate with varying ratios. From these, white luminescent devices were obtained with a maximum brightness of 774.3 cd/m2 and an EQE of 0.76%. High-brightness irradiation was obtained compared to other white-luminescent studies in the literature. In CdSe QLEDs, as a proof of concept, devices with a maximum brightness of 111,450 cd/m2 and an EQE of 15.08% were obtained. In these three works, devices with high brightness in their own categories were produced using both heavy metal and non-heavy metal QDs

Optoelektronik cihazlar, optik iletişim sistemlerinin, internetin ve ekranların temel bileşenleridir. Bu cihazlar arasında, ışık yayan diyotlar (LED) kategorisinde, kuantum noktalar (KN'lar) kullanarak ışık yayan ve boyutuna bağlı emisyon dalga boyu değişen, zengin optoelektronik özelliklere sahip olan kuantum nokta LED'ler (KN LED) bulunmaktadır. parlaklık [1], [2]. Bu tezde şeffaf ve solüsyon formunda işlenebilir KN LED'ler üzerinde üç grupta çalıştık: İndiyum Fosfit (InP) QLED'ler, Karbon Kuantum Nokta (CQD) LED'ler ve Kadmiyum Selenid (CdSe) KN LED'ler. InP çalışmasında, bu QD'lerin fizibilitesini göstermek için ışıyıcı katman olarak InP tabanlı QD'ler kullanılarak bir KN LED üretildi. Sonuçlar, %1,16'lık bir tepe dış kuantum verimliliği (EQE) ve 1039 cd/m2 parlaklık gösterdi. CQD LED'leri için sarı ışıyan KN'lar sistematik olarak Poli(9-vinilkarbazol) (PVK) içinde karıştırıldı. CIE renk koordinatında değişen karışım oranlarıyla birlikte maviden beyaza kayma gözlendi. Bunlardan maksimum 774,3 cd/m2 parlaklığa ve %0,76 EQE'ye sahip beyaz ışıyan cihazlar elde edildi. Literatürdeki diğer beyaz-ışıldayan çalışmalara kıyasla yüksek parlaklıkta ışıma elde edilmiştir. CdSe QLED'lerde konsept gösterimi olarak maksimum 111.450 cd/m2 parlaklığa ve %15,08 EQE'ye sahip cihazlar elde edildi. Bu üç çalışmada ağır metal hem içeren hem de içermeyen KN'lar kullanılarak kendi kategorilerinde yüksek parlaklığa sahip cihazlar üretildi. Anahtar Kelimeler: Optoelektronik, LED, Kuantum Nokta, Karbon KN LED, InP KN LED, CdSe KN LED