纤维阵列控制的量子点层结构构筑及其在QLED器件中的应用

发布时间：2020-11-19 06:30

　　 量子点发光二极管器件(QLED)由于其显色性好,色纯度高,稳定性好等特点而受到广泛的关注。量子点(QDs)层作为QLED器件的核心发光层,又处于这种多层结构器件中的有机-无机界面位置,因此高效、高质量的QDs薄膜和图案的构筑对于提高QLED器件性能至关重要。目前文献报道的旋涂、转印、打印等量子点结构构筑方法通常成本较高、步骤繁琐,较难形成工业化制程。因此,发展一种简单、高效、低成本的量子点薄膜构筑方法是提高QLED器件性能,促进QLED器件实用化快速发展的关键环节。受中国毛笔(Chinese brush)的可控液体传输的启发,在前人利用两根毛发构筑纳米材料结构的基础上,本论文采用动物毛发纤维阵列引导QDs溶液的可控传输,通过三相线控制实现QDs的可控沉积组装,在基底上印刷均匀且超平滑的微米级QDs图案及毫米级QDs薄膜,研究纤维阵列对量子点溶液的可控传输过程及控制因素,发展一种基于纤维阵列的可控量子点结构构筑方法,并将其应用在QLED器件的组装当中。该方法有望成为一种简单、高效、低成本的量子点结构构筑手段,对于促进QLED器件中量子点层结构构筑的制程研究具有重要意义。本论文的主要研究内容如下:1.纤维浸润特性以及纤维阵列印刷过程中的传输机制研究第二章工作中,首先研究溶剂类型、基底浸润状态、书写速度、溶液浓度等条件对于书写结构的影响,获得合适的结构控制条件。实验选择油溶性的量子点有机溶剂,对这些低粘度的有机溶剂进行有关浸润特性的探究,研究有机溶剂对纤维浸润状态以及传输过程中纤维的浸润性变化。然后研究不同浸润性的表面基底上溶液的浸润状态,最终选择正辛烷作为溶剂。结果发现在液体传输过程中,有机溶剂正辛烷能够稳定的维持在纤维阵列上,选择正辛烷作为量子点的溶剂并将移动轴印刷速度控制在3 mm/s时,能够稳定地实现量子点在基底的均匀分布,从而实现较高质量QDs薄膜的制备。理论分析以及实验结果表明,纤维结构产生的液体在纤维上受力的动态平衡,以及不对称的溶剂挥发速率导致的流体表面产生的Marangoni流动和拉普拉斯力二者之间的协同作用促进QDs纳米粒子在基底的稳定均匀分布,是实现高质量QDs结构构筑的主要原因。阐明这一机制为简单高效的调控QDs结构奠定坚实的基础。2.纤维阵列直接印刷QDs结构及其在QLED器件中的应用在第二章基本搞清纤维阵列书写过程中液体传输机理的基础上,第三章中,摸索适用于正辛烷溶剂的合适的印刷条件,基于纤维阵列一步制备出高质量的量子点薄膜,并将其应用于QLED器件构筑,并对纤维阵列所构筑的QLED器件进行光谱性能表征。结果表明所构筑的红、绿、蓝单色器件均表现出良好的光电性能,红、绿、蓝器件的电流效率分别为26.03,72.38和4.26 cd/A,器件的外部量子效率(EQE)分别为18.96,17.4和6.2%。在此基础上,为了进一步扩展该书写方法的应用范围,通过对纤维阵列的改进,制备40μm—190μm宽度变化的阵列结构量子点图案,并进行多种结构图案的印刷,比如圆形、正方形、波浪线、三角形等图案,表明该方法在图案构筑方面具有巨大前景。这些图案化结构的可控构筑为多色、复杂图案的构筑提供良好的实验基础。基于纤维阵列的QDs可控结构构筑方法有望发展成为一种简单高效、低成本的QDs结构构筑手段,在QLED器件制程研究中取得更广泛的应用。
【学位单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1
【部分图文】：

第一章 绪论第一章 绪论言类赖以生存和发展的物质基础，它与能源和信息被称作现代文明着人类历史文明的推进而不断发展，历史学家根据不同时代的材时代划分，从远古的石器时代到现在的电子信息等新材料时代，在通过合成、组合等方式制备的功能多样的复杂材料。纳米材料息、能源、环境、生命科学等领域广泛应用，纳米科学和技术的的进步。

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触角的大小可直观地反应出液体对固体的浸润程度。通常用接触角体对固体表面的浸润状态[23, 25, 26]：首先是两个极端角度，当接触角状态，而当接触角θ=180°时，为完全不浸润状态。以接触角 90°为0°时，液体表现为亲表面；当 90°＜θ＜180°时，液体表现为疏表面。认为固体表面为超亲表面；当θ＞150°时，认为固体表面为超疏表表面在生活生产以及科研工作中均有非常重要的应用，比如研究超洁行为，制作耐脏防水的材料；紫色包菜超亲农药表面提高药物作研究者认为，亲水和疏水的接触角界限应被定义在约 65°，这一的接触角范围[29]。程的导出以光滑的理想化的表面为前提，理想化的表面是不存在要考虑表面的粗糙度对于液体浸润性的影响。因此通过对 Young 方型和 Cassie 模型解释非理想表面的浸润性质，如图 1-3 所示 Wenz型[22, 31-34]。
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本文编号：2889828