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无机半导体量子点具有独特的光学和电学性质,因而被广泛应用于发光二极管、太阳能电池、激光器、生物标记等诸多领域,与共聚物分子和无机染料相比,量子点由于具有色纯度高、稳定性好、发光颜色可调等优越的特性而被认为是下一代显示和照明领域最具潜力的发光材料。量子点发光二极管(QLEDs)作为量子点的重要应用之一,比传统的有机发光二极管(OLEDs)及液晶显示器(LCDs)有着更为明显的优势。自从1994年报道的首次构筑QLEDs以来,经过多年的不断探索,QLEDs的亮度及发光效率较早期已有大幅度的提高,有望成为新一代发光显示器件。通常,采用液相旋涂法构筑QLEDs,其结构为ITO/空穴注入层(HIL)/空穴传输层(HTL)/量子点发光层/电子传输层(ETL)/金属电极(如Al、Ag等),每层结构的性质对QLEDs器件性能都有着不同程度的影响。我们常以PEDOT:PSS作为HIL,但是这种材料电导率较低,难以满足高质量QLEDs的制备要求。另外,空穴传输材料对器件性能也有很大的影响,在选择时需要满足以下两方面的条件:一是具有合适的最高被占据分子轨道能级(HOMO),二是较高的空穴迁移率,否则,电子和空穴注入的不平衡性加剧,从而导致器件性能的降低。我们选择ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点作为发光材料,ZnS壳层厚度是影响量子点光学和电学性质的重要因素之一,壳层较薄时,量子点不稳定,作为QLEDs的发光材料时,易受周围介质和电场的影响,降低自身性能;壳层较厚时,不利于电荷的注入以及电荷在量子点之间的传递。基于以上问题本论文开展了如下工作:(1)针对QLEDs中常用的HIL(PEDOT:PSS)电导率低的问题,通过Au纳米粒子(NPs)掺杂PEDOT:PSS对器件的HIL进行改良,研究PEDOT:PSS掺杂前后QLEDs器件性能的变化情况。在本文中,我们选择ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点作为发光材料,以掺杂不同粒径和不同浓度Au NPs的PEDOT:PSS作为HIL,构筑结构简单的QLEDs,通过对器件的光学、电学及形貌的测试来评估Au NPs的掺杂对器件性能的影响。结果表明当Au NPs的掺杂粒径和浓度分别为22 nm和OD=0.21时,器件具有最佳性能,此时QLEDs的最大外量子效率(ηEQE)和电流效率分别为8.2%和29.1 cd/A,比未掺杂Au NPs的器件性能提高了80%。这一成果为进一步提高QLEDs器件性能,加速QLEDs在照明和显示方面的应用提供了可能。(2)核壳结构量子点中壳层材料的存在不仅能够保证高性能核壳结构量子点的制备和稳定存在,同时也对其在电致发光器件应用中的载流子注入势垒造成显著影响。该注入势垒主要由两方面的因素构成:一是电荷传输层与核壳结构量子点的壳层材料之间的能级差,此处势垒的主要作用是影响载流子注入平衡和注入效率及QLEDs的开启电压;另一个则是由核壳结构量子点的壳层厚度变化引起的载流子迁移路径改变所形成的注入势垒,该势垒主要影响载流子的注入平衡,最终体现为影响器件效率的高低。基于此,我们选择Zn1-xCdxSe/ZnS核壳结构量子点作为发光材料,通过选择合适的空穴传输材料(TFB、poly-TPD、PVK以及有机小分子TCTA和CBP等)和核壳结构量子点的壳层厚度,进一步优化HTL、量子点发光层和ETL的厚度,最终我们得到:以TFB作为HTL,采用壳层厚度达到5 nm以上的核壳结构量子点作为发光材料,并且量子点发光层厚度为38 nm时,器件性能得到了显著提高。此时,QLEDs的最大电流效率为53.4cd/A,最大ηEQE为15.4%,并且器件的ηEQE在一个较宽的亮度范围内都能保持较高的水平,例如亮度在200 cd/m2-50000 cd/m2的范围内时,器件的ηEQE均可以维持在8%以上。更为重要的是,我们所构筑的QLEDs具有较长的工作寿命(器件在初始亮度为4000cd/m2时衰减一半用时113 h)。这一成果为进一步提高QLEDs在实际应用中的寿命提供了新的思路。