高效率量子点发光二极管的制备及表征

发布时间：2017-08-04 07:16

  本文关键词：高效率量子点发光二极管的制备及表征

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【摘要】：目前,胶体量子点具有尺寸大小可调,发光峰窄、色纯度高以及荧光量子产率(Fluorescence Quantum Yield,QY)高等特性。基于胶体量子点的发光二极管(Quantum dot light-emitting diodes,QLED)具有制备工艺简单,色纯度高,启亮电压低,稳定性好,寿命长及可以通过改变量子点的大小来改变器件的发光波长等优点,非常适合下一代广色域平板显示和新型的高显色指数的照明领域的应用。经过许多研究人员多年的努力,在量子点的合成方面,核壳结构量子点的QY可以达到85%以上。在发光器件制备方面,QLED的光电性能也有很大的提高,外量子效率(Ex ternal Quantum Efficiency,EQE)从最初不到0.01%提高到20.5%,发光亮度可达几万坎德拉每平方米,寿命可达十万小时以上,其光电性能接近有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)的光电性能。但是要进行商业应用还有很长路要走,还要继续对QLED进行更全面的研究,理清其发光机理,改善制备工艺,进一步提高器件的光电性能。因此,对QLED的性能研究具有重大意义。本论文主要研究高效率QLED的制备和表征,分别从正向器件和倒置器件两大板块对QLED进行研究,具体如下:1、对于正向器件,我们首先制备ITO/poly(3,4-ethylene dioxythiophe ne):poly(styrene sulphonate)(PEDOT:PSS)/poly(N,N-bis(4-butylphe nyl)-N,N-bis(phenyl)benzidine(poly-TPD)/QD/1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl(TPBi)/Li F/Al结构的红光QLED器件,通过优化红光QD的浓度,在QD浓度为30 mg/ml时,器件获得最大电流效率为1.64 cd/A,EQE为0.83%,最大发光亮度4076 cd/m2。说明QD存在激子浓度淬灭效应,合适的浓度可以减少激子浓度淬灭效应,提高器件的发光效率。为了进一步改善器件性能,在QD浓度为30 mg/ml基础上,对QD进行掺杂,采用量子点-聚合物共混作为发光层。改变聚合物和QD的质量比,发现聚合物(PVK:OXD-7)和QD的质量比为1:3,器件获得最大电流效率为3.82 cd/A,EQE为1.97%,相比对照器件提高2.3倍。2、对于倒置器件,针对目前QLED器件中存在电子和空穴注入不平衡问题,我们采用4,4,4-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine(TCTA)作为电子阻挡层(Electron Blocking Layer,EBL),器件的最大电流效率11.08 cd/A,EQE为6.34%,最大发光亮度为16710 cd/m2,相比没有添加阻挡层的QL ED器件效率提高2.7倍。此外,采用TCTA/NPB作为递进空穴传输层相比采用CBP/NPB,CDBP/NPB作为递进空穴传输层的器件效率最高,初步解决电子和空穴注入平衡的问题。
【关键词】：量子点 QLED 掺杂 ZnO纳米颗粒 EBL 递进空穴传输层
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8;O471.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-28
• 1.1 引言10-12
• 1.2 量子点主要性质12-13
• 1.3 量子点的量子效应13-16
• 1.3.1 量子尺寸效应13-14
• 1.3.2 介电限域效应14
• 1.3.3 表面效应14-15
• 1.3.4 宏观量子隧道效应15-16
• 1.4 量子点的发光机理16-20
• 1.4.1 能量传递16-18
• 1.4.2 量子点光致发光18-19
• 1.4.3 量子点电致发光19-20
• 1.5 量子点在发光器件应用上的优势20-22
• 1.5.1 量子点的发光颜色可调性20-21
• 1.5.2 量子点的溶解性21
• 1.5.3 量子点的稳定性21-22
• 1.6 量子点器件发展过程结构类型、发展现状及其应用22-26
• 1.6.1 量子点器件发展过程的结构类型22-24
• 1.6.2 量子点器件的研究现状及其应用24-26
• 1.7 本文的选题依据及主要研究内容26-28
• 第二章 QLED器件的制备及其表征28-37
• 2.1 正向QLED器件的制备28-30
• 2.1.1 正向QLED器件所需材料28
• 2.1.2 正向QLED器件制备流程28-30
• 2.2 倒置QLED器件的制备30-32
• 2.2.1 倒置QLED器件所需材料30
• 2.2.2 ZnO纳米晶的合成30-31
• 2.2.3 倒置QLED器件的制备流程31-32
• 2.3 ZnO纳米晶的表征32-34
• 2.4 QD的表征测试34-35
• 2.5 器件的性能表征35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 正向QLED结构的性能研究37-43
• 3.1 引言37
• 3.2 正向QLED的制备37-38
• 3.3 正向器件的性能分析和讨论38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 倒置QLED结构的性能研究43-53
• 4.1 引言43-44
• 4.2 倒置QLED器件的制备44
• 4.3 倒置器件的性能分析和讨论44-51
• 4.4 本章小结51-53
• 结论53-55
• 参考文献55-63
• 攻读学位期间发表的论文63-64
• 致谢64

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本文编号：618262