【摘要】：量子點(diǎn)(QDs)是尺寸通常在2-20nm范圍內(nèi),具有量子尺寸效應(yīng)的半導(dǎo)體納米晶。QDs具有發(fā)光光譜窄、熒光量子產(chǎn)率高及溶液加工等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于光電領(lǐng)域。量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLEDs)展現(xiàn)出的高效率、高色純度和高穩(wěn)定性,使其成為新一代明星顯示技術(shù)。相比于正裝器件結(jié)構(gòu)的QLEDs,倒裝器件結(jié)構(gòu)的QLEDs更適合未來(lái)大尺寸顯示,因?yàn)榈寡bQLEDs可以完美兼容N-型金屬氧化物驅(qū)動(dòng)技術(shù),該類驅(qū)動(dòng)技術(shù)保證電子遷移率同時(shí)可實(shí)現(xiàn)大面積均勻制備,是最具潛力的大尺寸顯示驅(qū)動(dòng)技術(shù)。目前倒裝QLEDs多采用真空蒸鍍技術(shù)沉積空穴傳輸層和空穴注入層,全溶液加工的倒裝QLEDs鮮有報(bào)道。相比于真空蒸鍍技術(shù),溶液加工具有節(jié)省成本、可大面積印刷等優(yōu)勢(shì),因此全溶液加工倒裝QLEDs是QLEDs發(fā)展的一個(gè)重要方向。基于鎘基量子點(diǎn)(Cd-QDs)的全溶液加工倒裝QLEDs的難點(diǎn)在于消除溶液加工過(guò)程中由于溶劑侵蝕引起的降低器件性能的界面互溶現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),極性溶劑1,4-dioxane可以很好地溶解空穴傳輸材料PVK,通過(guò)QDs薄膜穩(wěn)態(tài)熒光強(qiáng)度測(cè)試和器件截面STEM測(cè)試證明溶劑1,4-dioxane不會(huì)侵蝕量子點(diǎn)層,從而消除了全溶液加工倒裝QLEDs中由于溶劑侵蝕引起的界面互溶現(xiàn)象。以PVK作為空穴傳輸層(HTL)的Single HTL紅光QLEDs將全溶液加工倒裝紅光QLEDs的最大外量子效率(EQE)記錄提升了4倍、Single HTL藍(lán)光QLEDs將全溶液加工倒裝藍(lán)光QLEDs的最大電流效率(LE)記錄提升了25倍。為了進(jìn)一步提升器件效率,降低空穴注入勢(shì)壘、緩解效率滾降,引入了PVK/TFB雙層結(jié)構(gòu)作QLEDs的Double HTL。具有階梯式空穴注入的Double HTL,降低了空穴注入勢(shì)壘并提高了空穴傳輸能力,使器件的起亮電壓降低、效率滾降減緩。全溶液加工倒裝紅、綠、藍(lán)QLEDs的起亮電壓分別從3.4V、5.1V、5.3V降至2.7V、2.7V、4.1V。在150 mA/cm~2時(shí),紅光QLEDs的效率滾降從32.3%降至4.0%,藍(lán)光QLEDs從41.9%降至18.6%,而綠光QLEDs的效率在進(jìn)一步的增長(zhǎng)中。最終,得到了最大LE分別為22.1cd/A、21.4 cd/A與1.99 cd/A,最大EQE分別為12.7%、5.29%與5.99%的Double HTL全溶液加工倒裝紅、綠、藍(lán)QLEDs。綠色環(huán)保的InP QDs近些年被廣泛關(guān)注,但基于InP QDs的發(fā)光二極管研究較少,器件性能仍需進(jìn)一步提高。采用溶液加工的方式制備倒裝器件的空穴傳輸層,系統(tǒng)地研究了PVK、TFB與Poly-TPD三種不HTL對(duì)器件性能的影響,PVK作HTL,器件起亮電壓高,效率及亮度低;TFB與Poly-TPD作HTL器件起亮電壓下降,效率及亮度提升。選用Poly-TPD作紅光InP QLEDs的HTL,選用TFB作綠光InP QLEDs的HTL,紅光和綠光InP器件的LE分別達(dá)到了2.87 cd/A和5.52 cd/A,EQE分別達(dá)到了3.65%和1.76%。進(jìn)一步地,由于紅光與綠光InP QDs的激子壽命長(zhǎng)為41.88 ns與36.76 ns,激子壽命越長(zhǎng),激子之間的相互碰撞進(jìn)而淬滅發(fā)光的幾率越大。通過(guò)在InP QDs中引入寬帶隙材料樹(shù)枝狀小分子G0,將InP QDs進(jìn)行一定程度的空間分離,提升了溶液加工倒裝InP QLEDs的最大亮度。拓展性的,利用紅光與綠光InP QDs較寬的發(fā)光峰,結(jié)合藍(lán)光聚合物PFSO制備了顯色指數(shù)為92.4的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化白光發(fā)光二極管,在白光照明領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN383.1;TB383.1
【圖文】：

圖 1-1 半導(dǎo)體的體材料與 QDs 的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖[18,22,23]1.2.2 表面效應(yīng)QDs 是納米尺度的材料，因此具有大的比表面積，分布在表面的原子數(shù)量眾多，就會(huì)引起顯著的表面效應(yīng)[4,24,25]，并且表面能隨著比表面積的增大而增大，QDs 的表面就會(huì)存在大量的不飽和懸掛鍵，破壞晶格的周期性，使 QDs 表面形成眾多缺陷態(tài)，降低QDs 的熒光量子產(chǎn)率與光化學(xué)穩(wěn)定性，并影響 QDs 的色純度。鈍化 QDs 表面的缺陷態(tài)是提升 QDs 發(fā)光效率與光化學(xué)穩(wěn)定性的有效途徑。抑制 QDs 的表面缺陷態(tài)一般有兩種途徑：一，在 QDs 表面修飾有機(jī)配體減少不飽和懸掛鍵；二，在 QDs 表面包裹無(wú)機(jī)殼層[3,26]。利用有機(jī)配體修飾，減少 QDs 表面的不飽和懸掛鍵，是一種簡(jiǎn)單而直接的表面缺陷態(tài)修飾方式，然而通常情況在有機(jī)配體的修飾不能同時(shí)鈍化 QDs 表面的電子缺陷態(tài)與空穴缺陷態(tài)，并且有機(jī)配體易受到水、氧侵蝕和光降解，使得 QDs 的穩(wěn)定性差。在 QDs 表面包裹無(wú)機(jī)殼層，形成殼核結(jié)構(gòu)，很大程度的提升了 QDs 的量子產(chǎn)率，加強(qiáng)

有機(jī)配體修飾的殼核結(jié)構(gòu)QDs的結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 史倩;低毒高效磷化銦量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究[D];天津理工大學(xué);2016年

2 張建兵;InP膠體量子點(diǎn)的合成及表征[D];華中科技大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2732905