纤维液桥法的量子点/聚合物复合薄膜制备及大面积QLEDs器件构筑

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胶体量子点(QDs)具有荧光量子产率高,发光光谱窄,发光峰位可调,寿命长等优良光学性能,是量子点发光二极管(Quantum dot Light-Emitting Diodes,QLED)的核心材料。QLED器件有望发展成为下一代照明、显示技术的主流器件。目前溶液法是低成本、大面积构筑高性能QLED器件的主要方法,包括旋涂法、喷墨打印法、转印法等,其中喷墨打印是极具发展潜力的大面积制备技术,但目前在薄膜质量和器件制造工艺上还存在较大难题,且大部分核心技术和设备被国外垄断。针对目前高质量QLED器件大面积制备难题,课题组基于开发的二维纤维液桥体系,实现了大面积均匀QDs薄膜的高效制备,构筑了高性能大面积QLED器件。但在QLED器件的发展历程中,器件的稳定性和工作寿命仍然是QLED商业化应用面临的关键问题。其中量子点薄膜的结构稳定对器件的稳定运行和长寿命运行具有根本性的限制,如何提升QDs薄膜的稳定性是一个重要的问题。在这里,我们受聚合物与QDs薄膜集合构筑光致发光薄膜的启发,基于二维纤维液桥体系,在制备的大面积QDs薄膜构筑中添加聚合物,形成量子点/聚合物复合薄膜,从而提升薄膜稳定性。这为提升器件长期稳定和柔性器件的构筑提供了新的研究思路和技术手段。本论文基于纤维液桥技术,针对QDs薄膜稳定性问题,制备了QDs/聚合物复合薄膜结构,深入研究了聚合物类型对纤维液桥印刷QDs薄膜的调控作用,分析了薄膜中聚合物含量对其光电性能的影响;通过优化量子点/聚合物复合薄膜制备参数,获得性能稳定的大面积均匀QDs复合薄膜结构,进一步提升了QLED器件的稳定性,同时制备了大面积、高稳定性的柔性和白光QLED器件。本论文的主要研究内容如下:1.量子点/聚合物复合薄膜的制备首先,研究单一溶剂和二元溶剂对QDs薄膜质量的调控作用,以氯仿和正辛烷二元溶剂获得的QDs薄膜最佳;其次,在二元溶剂和聚合物PDMS的基础上,通过对PDMS在QDs复合溶液中的占比、印刷速度以及二元溶剂混合比例的调控,实现高质量QDs/聚合物复合薄膜的制备。2.量子点/聚合物复合薄膜结构稳定性研究及其在QLED器件中的应用首先,研究纤维液桥印刷成膜过程中PDMS与QDs的相互作用过程,通过调控量子点/聚合物复合薄膜中PDMS含量,在保持薄膜稳定性的同时,抑制了量子点之间的F(?)rster共振能量转移,进一步提升薄膜在QLED器件中的光电性能;其次,对比研究水、丙酮等不同溶剂、自然环境等对量子点/聚合物复合薄膜结构稳定性的影响。基于性能稳定的QDs/PDMS复合薄膜,构筑了柔性单色QLED器件,同时利用PDMS抑制薄膜中多色QDs间的共振能量转移,构筑了高性能白光QLED器件。
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