柔性量子点发光器件的溶液法制备与性能研究

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柔性量子点发光器件(即量子点发光二极管,Quantum Dot Light Emitting diode,QLED)除了具有发光峰窄、色彩饱和度高、色域宽、光稳定性好及可溶液化制备等优势外,还具有可弯曲、轻薄、可实现低成本卷对卷制备等特殊优势,因此在柔性光电领域,如电子纸或可穿戴产品上具有广阔的应用前景。但常规的柔性QLED器件中的空穴注入层PEDOT:PSS会腐蚀ITO,影响器件寿命,且真空蒸镀制备金属阴极的成本高,不利于实现大面积、卷对卷低成本化制作。因此本文为实现溶液法制备高效柔性QLED器件,开展了以下研究工作,得到了以下结论:首先,研究制备工艺对柔性QLED器件性能的影响。系统分析了采用溶液旋涂法和真空蒸镀法在制备薄膜制备过程中所引起器件失效的原因。结果表明,该器件的机械弯曲半径阈值为5 mm。通过优化常规器件结构的空穴传输层,器件的最大电流效率达4.49 cd/A。其次,系统研究了溶液法制备氧化钼(MoOx)薄膜及其在柔性QLED器件中的应用。采用加热四水合钼酸铵水溶液的不可逆反应制备氧化钼溶液,利用旋涂法制备MoOx薄膜。研究了不同MoOx浓度的薄膜对器件性能的影响,结果表明,在MoOx薄膜浓度为1wt%时,该柔性QLED器件的最大电流效率达5.46 cd/A。与基于传统PEDOT:PSS空穴注入层的柔性QLED器件相比,在曲率半径为5 mm的多次重复机械弯曲过程中,表现出更好的器件稳定性。最后,研究了溶液法制备AgNWs薄膜顶电极及其在柔性QLED器件中的应用。将纯银纳米线和含有少量纳米颗粒的银纳米线溶液以不同转速旋涂成膜。结果表明,转速为2000 rpm制备的AgNWs薄膜其光电性能较为优异。同时,与纯银纳米线薄膜相比,含有少量纳米颗粒的AgNWs薄膜的透光率约降低了 20%,但其薄膜银线的薄膜覆盖率较高,薄膜的导电分布更均匀,有利于电子的注入和传输。在ZnO和AgNWs薄膜之间引入PMMA功能层,结果表明,引入PMMA的柔性QLED器件效率得到提高,最大电流效率达1.9cd/A。在弯曲状态下,发光均匀稳定,呈半透明器件。综上所述,本文系统研究了柔性QLED器件的溶液法制备技术,获得了具有良好光电及机械性能的柔性QLED器件。为进一步实现全溶液法制备柔性量子点发光器件提供了理论和实践依据。
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