量子點發(fā)光二極管（QLED:Quantum Dot Light-Emitting Diodes）作為一種新型的電致發(fā)光器件,與市場主流的顯示器件有機發(fā)光二極管（OLED:Organic LED）和液晶顯示器件（LCD:Liquid Crystal Display）相比,具有可溶液加工、材料穩(wěn)定性高、色純度高、發(fā)光顏色隨量子點尺寸連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點,得到了越來越廣泛的關(guān)注及深入的研究,并取得了長足的發(fā)展,有望成為下一代固態(tài)照明和顯示的主流技術(shù)。然而,目前QLED器件的效率較低,壽命較短,其研究仍然處于實驗室研發(fā)階段。在全溶液法構(gòu)筑的QLED器件中,ZnO納米晶是目前廣泛采用的電子傳輸層材料。眾所周知,QLED器件中不僅存在著電子注入過剩,造成載流子注入不平衡的問題;而且ZnO表面豐富的缺陷態(tài)會引起激子解離而導(dǎo)致QDs層熒光猝滅,進(jìn)而造成器件外量子效率較低的問題。目前為了解決這些問題,科研工作者們采取的解決方案有兩種:一是在QDs發(fā)光層（EML）和ZnO電子傳輸層（ETL）之間插入緩沖層,既可阻擋電子從而減少電子的注入,也可避免ZnO和QDs的直接接觸從而抑制ZnO表面缺陷態(tài)對QDs的熒光猝滅... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

首個QLED器件的結(jié)構(gòu)及性能圖[34]

者[37]設(shè)想采用無機材料作為電荷傳輸層構(gòu)筑QLED，并取得了成功，GaN不僅在空氣中有較好的穩(wěn)定性，而且具有較好的電荷傳輸性能。該結(jié)構(gòu)的QLED器件在空氣中的穩(wěn)定性較好，可以不用封裝，達(dá)到了作者的預(yù)期。但是GaN的制備方法復(fù)雜、難度大，不易大量制備。這就限制了GaN材料在器件中的應(yīng)用。雖然GaN在器件中的應(yīng)用有一定的限制，但是為無機電荷傳輸材料指明了方向。Caruge等人[38]引入ZnO:SnO2作為電子傳輸層材料，并改進(jìn)無機電荷傳輸材料的制備方法，采用磁控濺射的方法制備QLED的電荷傳輸層材料，構(gòu)筑了的全無機QLED，結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。磁控濺射制備技術(shù)難度相對于外延生長的方法技術(shù)難度較低，但是該方法制備ZnO:SnO2時需要加熱，并且制備的NiO粗糙度過大，加熱會破壞之前的量子點發(fā)光層，該工作中QLED器件的Lmax僅為200cd/m2，EQEmax還不到0.1%。雖然目前全無機結(jié)構(gòu)的QLED整體性能較低，但是為以后QLED的發(fā)展奠定了基矗圖1-6全無機QLED器件的(a)結(jié)構(gòu)圖；(b)能級示意圖[38]由于全無機QLED在空氣中表現(xiàn)出優(yōu)異穩(wěn)定性，進(jìn)而引起廣大科研工作者的關(guān)注并長期專注于全無機QLED器件的研究，2008年，Janssen等科研人員[40]發(fā)現(xiàn)溶液法制備的ZnO納米顆粒具有較強電子傳輸能力，并且其導(dǎo)帶能級與Al陰極更為匹配。將其用作電子傳輸層材料構(gòu)筑了紅、綠、藍(lán)三基色的QLED器件，其結(jié)構(gòu)示意圖與能級示意圖

Li、F共摻ZnO作為電子傳輸層QLED器件的構(gòu)筑及性能研究8如圖1-7所示。使得紅、綠、藍(lán)三色QLED器件的發(fā)光效率在當(dāng)時處于世界前列。圖1-7首次采用ZnO作電子傳輸層的QLED的(a)結(jié)構(gòu)圖；(b)能級示意圖[40]2006年Caruge等人[36]繼續(xù)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)無機材料NiO有較好的空穴傳輸能力，并將其作為QLED器件的空穴傳輸層材料，電子傳輸層材料依然采用Alq3有機化合物，制備出了新型的有機電子傳輸層-無機空穴傳輸層混合的QLED器件結(jié)構(gòu)。雖然首次報道的混合電荷傳輸層QLED器件并未顯示出性能的顯著改善，但是為以后有機-無機混合電荷傳輸層QLED器件的發(fā)展奠定了基矗經(jīng)過長時間的探索與實驗，證明了有機-無機混合電荷傳輸層相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是提高器件整體性能的有效手段。2011年Qian等人[41]首次采用全溶液法構(gòu)筑了QLED器件，其電子傳輸層為溶液法合成的ZnO納米顆粒。并且采用Poly-TPD作為空穴傳輸層，構(gòu)筑了結(jié)構(gòu)如圖1-8所示的有機-無機混合電荷傳輸層QLED器件。該工作的紅綠藍(lán)三基色QLED的亮度達(dá)到當(dāng)時的最高水平，分別為31000cd/m2，68000cd/m2和4200cd/m2。該工作首次實現(xiàn)了全溶液法構(gòu)筑QLED，構(gòu)筑方法簡便，重復(fù)性高，材料簡單易得。更重要的是，不僅提高了器件的亮度水平，而且器件的穩(wěn)定性也大大增加。該結(jié)構(gòu)作為主流QLED結(jié)構(gòu)并沿用至今，并且目前為止一直采用ZnO作為電子傳輸層材料。圖1-8全溶液法構(gòu)筑QLED的(a)結(jié)構(gòu)圖；(b)能級結(jié)構(gòu)示意圖[41]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Colloidal quantum-dots surface and device structure engineering for high-performance light-emitting diodes[J]. Yuequn Shang,Zhijun Ning.  National Science Review. 2017(02)

碩士論文
[1]Mg摻雜ZnO量子點的制備及其表面功能化[D]. 楊晶.東北師范大學(xué) 2011



本文編號：2962915