基于润湿性优化的高性能量子点LED研究

摘要

量子点LED器件，与有机LED相比具有发光色纯度高、色彩可调控、效率高、稳定性好等优点，因此量子点LED是极具潜力的下一代显示和固态照明光源。在以上所述诸多优势中，量子点LED的最大优点是发光纯度非常高，因此量子点LED的显示屏将具有更宽的显示色域，能更好的把自然界的真实色彩呈现出来，将为人类带来新一轮的视觉体验。近些年来通过对量子点材料和电致发光器件结构的不断研究，其器件性能、稳定性各方面均取得不小的进展，但基于流体润湿性展开的对成膜质量以及器件性能的研究却很少引起人们关注，润湿性与器件的材料、结构和工艺这些要素有着不可忽视的直接或者间接的联系，作为影响量子点LED器件性能的重要一环，具有重要研究意义。 本文在三种结构的量子点LED器件中基于润湿性展开了研究，首先在正置结构量子点LED的研究中，发现添加适当浓度的异丙醇活性剂并与适当的退火温度的配合可以有效提高器件制备过程中PEDOT∶PSS溶液的润湿能力和沉积质量，薄膜的粗糙度明显降低，薄膜结晶质量稳定提高。此外，PEDOT∶PSS层的空穴注入效率得到增强，导电性能增加，最后实现了量子点LED器件性能的提升。在倒置结构量子点LED中，首先对空穴传输层材料溶剂进行了研究，挑选出对下层量子点发光层结构影响最小的材料溶剂；此外，在保持对空穴注入层PEDOT∶PSS润湿性的关注同时还增加了对活性剂种类及残留的研究。从改善后的器件性能参数可以看出，在倒置结构中润湿性对量子点LED器件的影响比重更大。最后在倒置结构的润湿性研究基础上制备了串联结构量子点LED器件，通过内部连接层将上下两个子倒置结构串联起来，相同亮度下串联器件电流密度更低，有利于提高器件的稳定性和使用寿命。本文工作中的主要研究成果为溶液法制备量子点LED的进一步研究提供了切实可行的方案。

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