Морфологические и химические изменения в бескадмиевых коллоидных QD-LED во время работы

Бескадмиевые квантово-точечные светодиоды (QD-LED) демонстрируют высокую яркость, насыщенную цветопередачу и высокую эффективность, однако их эксплуатационный срок остается ограниченным, а механизмы деградации полностью не выяснены. В настоящей работе мы показываем, что коллоидные QD-LED на основе InP/ZnSe/ZnS (красное излучение) и ZnTeSe/ZnSe/ZnS (синее излучение) испытывают наноразмерные морфологические изменения в процессе работы. В основных функциональных слоях наблюдаются коэрсирование частиц и истончение слоев, сопровождаемые образованием и диффузией кислорода и водорода по устройству, при этом кислород накапливается на интерфейсе электрода Al и электронно-транспортного слоя (ETL) ZnMgO. in situ просвечивающая электронная микроскопия показывает, что облучение электронным пучком в присутствии атомарных видов водорода ускоряет коэрсирование наночастиц ZnMgO. Для снижения этих путей деградации мы демонстрируем, что инкапсуляция акрилатной смолой стабилизирует ETL, HTL и слои QD за счет подавления образования атомарных видов и остановки морфологических изменений. Этот подход обеспечивает улучшение срока службы более чем в 50 раз для InP/ZnSe/ZnS и в 5000 раз для ZnTeSe/ZnSe/ZnS QD-LED соответственно. Наши результаты устанавливают причинно-следственные связи между морфологической деградацией, межслойной динамикой и нестабильностью QD-LED и проливают свет на акрилатную инкапсуляционную обработку, которая делает QD-LED эффективными и долговечными.