量子点（quantum dot,QD）材料因具有发光波段可调、半峰宽窄、可溶液加工、量子产率高等诸多光学特性成为了当前光电领域中的重要研究对象。依托于量子点材料光电特性的优势,量子点发光二极管（quantum-dot light emitting diodes,QLEDs）也在当前显示应用技术中脱颖而出,有望成为下一代显示照明领域的领军技术之一。自1994年第一次报道量子点电致发光器件以来,经过近三十年的发展,QLEDs技术在器件结构、发光机制、材料合成设计等方面都取得了众多成果。三原色单色器件的外量子效率也突破了20%,但是要实现QLEDs商业化应用仍存在大量问题亟待解决,例如在显示应用中更易于与薄膜晶体管实现串联的倒置结构QLEDs的制备工艺和性能都亟待优化;对QLEDs在一些特殊应用场景下（如低温、水下等）的运行机制和适应性等问题的探究相对缺乏。因此本论文主要从器件的实际应用角度出发,对倒置全彩QLEDs,防水型QLEDs,低温环境下QLEDs的应用等三个方面展开了相关的基础理论及应用优化研究。主要内容包括如下:第一部分通过将氧化石墨烯（GO）与聚（3,4-乙烯二氧基噻吩）:聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）结合作空穴注入层（HIL）,实现了用于显示集成的全彩倒置QLEDs制备工艺和器件性能的优化。GO掺杂的HIL具有优良润湿性,有利于自身在底层有机物上的有效沉积,同时具备增加功函数和提高电导率的优点。因此,GO修饰后的PEDOT:PSS HIL可以通过降低空穴注入势垒和表面电阻,促进空穴从顶部阳极注入器件。最终,利用GO掺杂PEDOT:PSS的HIL,我们成功地获得了高亮度全溶液彩色倒置QLEDs,三基色器件的亮度分别为1421659 cd/m~2（绿色）、63318 cd/m~2（红色）和3019 cd/m~2（蓝色）。第二部分开发了一种简单且有效的柔性封装方法,即利用新型的多层薄膜——封口膜PM-996作为封装材料。通过在封口膜PM-996层间填充Ca O粉末和热处理实现了量子点发光二极管的柔性封装及水下发光应用。使用PM-996/Ca O封装后,器件的性能得到优化,并保持了优良的水阻挡性能。在水下浸泡大于200 h后仍保持与参考器件（采用玻璃片封装）相同的性能。此外,利用这种柔性封装方式,还实现了柔性发光二极管的水下发光应用,并在水下获得了7.7 cd/A的最大电流效率和23921.7 cd/m~2的最大亮度。器件在初始亮度大约为2000 cd/m~2条件下,在水下连续点亮5580 s其亮度才衰减到初始亮度的50%。以上实验结果为实现柔性发光器件在未来电子器件（可穿戴设备、电子皮肤、电子织物等）中的应用跨出了重要的一步。第三部分系统探究了QLEDs在低温环境下的光电性能变化,为探究QLEDs在极低温环境下的应用提供理论和实验指导。具体研究了基于Cd Se/Zn S核/壳量子点的电致发光和光致发光在100～300 K温度范围内随温度变化的变化规律。实验显示,极低温环境下QLEDs的电致发光强度和效率显著提升,并且光谱出现明显蓝移和半峰宽紧缩的现象。我们推断器件在低温下的这些增益行为是由量子点固有的温度依赖特性所引起的,同时,不同的器件结构还会诱发器件电致发光性能产生不同幅度的具有温度依赖性的增益。此外,在低温下,焦耳热的快速散失,可以有效地避免了QLEDs功能层的热分解和损伤,延长了器件的使用寿命。