【摘要】：量子點(QDs)是尺寸通常在2-20nm范圍內,具有量子尺寸效應的半導體納米晶。QDs具有發(fā)光光譜窄、熒光量子產率高及溶液加工等特點,被廣泛應用于光電領域。量子點發(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。相比于正裝器件結構的QLEDs,倒裝器件結構的QLEDs更適合未來大尺寸顯示,因為倒裝QLEDs可以完美兼容N-型金屬氧化物驅動技術,該類驅動技術保證電子遷移率同時可實現(xiàn)大面積均勻制備,是最具潛力的大尺寸顯示驅動技術。目前倒裝QLEDs多采用真空蒸鍍技術沉積空穴傳輸層和空穴注入層,全溶液加工的倒裝QLEDs鮮有報道。相比于真空蒸鍍技術,溶液加工具有節(jié)省成本、可大面積印刷等優(yōu)勢,因此全溶液加工倒裝QLEDs是QLEDs發(fā)展的一個重要方向�；阪k基量子點(Cd-QDs)的全溶液加工倒裝QLEDs的難點在于消除溶液加工過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QDs薄膜穩(wěn)態(tài)熒光強度測試和器件截面STEM測試證明溶劑1,4-dioxane不會侵蝕量子點層,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藍光QLEDs將全溶液加工倒裝藍光QLEDs的最大電流效率(LE)記錄提升了25倍。為了進一步提升器件效率,降低空穴注入勢壘、緩解效率滾降,引入了PVK/TFB雙層結構作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,紅光QLEDs的效率滾降從32.3%降至4.0%,藍光QLEDs從41.9%降至18.6%,而綠光QLEDs的效率在進一步的增長中。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QLEDs。綠色環(huán)保的InP QDs近些年被廣泛關注,但基于InP QDs的發(fā)光二極管研究較少,器件性能仍需進一步提高。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分別達到了2.87 cd/A和5.52 cd/A,EQE分別達到了3.65%和1.76%。進一步地,由于紅光與綠光InP QDs的激子壽命長為41.88 ns與36.76 ns,激子壽命越長,激子之間的相互碰撞進而淬滅發(fā)光的幾率越大。通過在InP QDs中引入寬帶隙材料樹枝狀小分子G0,將InP QDs進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,結合藍光聚合物PFSO制備了顯色指數(shù)為92.4的有機無機雜化白光發(fā)光二極管,在白光照明領域展現(xiàn)出巨大的應用前景。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN383.1;TB383.1
【圖文】：

圖 1-1 半導體的體材料與 QDs 的能級結構示意圖[18,22,23]1.2.2 表面效應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，就會引起顯著的表面效應[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 的熒光量子產率與光化學穩(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 表面修飾有機配體減少不飽和懸掛鍵；二，在 QDs 表面包裹無機殼層[3,26]。利用有機配體修飾，減少 QDs 表面的不飽和懸掛鍵，是一種簡單而直接的表面缺陷態(tài)修飾方式，然而通常情況在有機配體的修飾不能同時鈍化 QDs 表面的電子缺陷態(tài)與空穴缺陷態(tài)，并且有機配體易受到水、氧侵蝕和光降解，使得 QDs 的穩(wěn)定性差。在 QDs 表面包裹無機殼層，形成殼核結構，很大程度的提升了 QDs 的量子產率，加強

有機配體修飾的殼核結構QDs的結構示意圖

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前2條

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

2 張建兵;InP膠體量子點的合成及表征[D];華中科技大學;2006年

本文編號：2732905