【摘要】：量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLEDs)具有色純度高、主動(dòng)式自發(fā)光、可溶液加工、制備工藝簡單等特性,符合下一代廣色域、超高清和柔性顯示的要求,在過去幾十年間引起了科研人員的廣泛研究。QLEDs的器件性能在近幾年也得到了巨大提升,例如QLED器件的外量子效率(EQE)已經(jīng)突破21%、器件的最大亮度已超過460000 cd/m2、器件電流效率達(dá)到100 cd/A等。但是,還有很多關(guān)于QLEDs的基礎(chǔ)問題沒有解決,例如在無機(jī)量子點(diǎn)的合成和器件組裝方面還有很多優(yōu)化措施、QLEDs的長期穩(wěn)定性問題等。本論文主要圍繞在空氣氛圍下制備無機(jī)量子點(diǎn)和組裝QLED器件展開,旨在簡化制備流程、降低器件成本,具體內(nèi)容如下:1.我們提出了一種在空氣氛圍下制備出薄殼層的CdSe/ZnxCd1-xS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的方法,我們使用鏈長較短的叔十二硫醇作為配體、低沸點(diǎn)的二甲苯作為反應(yīng)溶劑,在較低溫度(90℃-115℃)下制備出了光致熒光量子產(chǎn)率(PLQY)最高可達(dá)82%的高質(zhì)量薄殼層核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。通過這種低溫空氣氛圍的方法,可以在CdSe核量子點(diǎn)外生長ZnS殼層、CdS殼層、合金ZnxCd1-xS等不同殼層。我們用所合成的量子點(diǎn)在空氣氛圍下組裝器件,獲得了最高電流效率為12.5 cd/A的QLED紅光器件。2.發(fā)展了一種在室溫空氣氛圍下宏量合成高質(zhì)量的CsPbX3(X=Cl,Br,I)無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的方法。通過這種方法,我們可以使用不同鏈長的有機(jī)酸作為配體,在低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑甲苯中制備出PLQY可達(dá)80%的CsPbBr3量子點(diǎn),這種在室溫空氣氛圍的制備方法可以很容易的放大到宏觀大量制備。通過陰離子取代的方式,用氯離子和碘離子取代CsPbBr3量子點(diǎn)中的溴離子可實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)的熒光發(fā)射波長在440 nm-682 nm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。3.使用四正辛基溴化銨作為相轉(zhuǎn)換催化劑成功地將溴化鉛溶解于甲苯中,提出了一種使用單一非極性溶劑甲苯在室溫空氣氛圍下制備高質(zhì)量CsPbBr3和CH3NH3PbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)的方法,這種方法能夠避免使用對鈣鈦礦量子點(diǎn)有降解作用的極性溶劑,顯著地提高了量子點(diǎn)的制備產(chǎn)率,所合成鈣鈦礦量子點(diǎn)的PLQY可以高達(dá)80%-90%,我們還成功的將所合成的CsPbBr3量子點(diǎn)應(yīng)用于QLED器件中。4.通過對QLED器件結(jié)構(gòu)的研究,我們簡化了傳統(tǒng)QLEDs的器件結(jié)構(gòu),用一層超薄的氫氧化鎂絕緣層取代了傳統(tǒng)器件中的空穴傳輸層,發(fā)展了一種在空氣氛圍下組裝無空穴傳輸層的QLEDs的方法。這一層薄的絕緣層不僅能緩解ITO電極對量子點(diǎn)的熒光淬滅,更重要的是它還可以作為空穴阻擋層來平衡載流子注入,減少器件的漏電流。最終,我們在空氣氛圍下組裝了全無機(jī)材料無空穴傳輸層的QLED器件并且獲得了最低開啟電壓為1.6 V,最高亮度為2930 cd/m2,最佳電流效率為1.08 cd/A。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8;O413
【圖文】：

逡逑圖１．１ａ給出了邋ＱＬＥＤ顯示器件的結(jié)構(gòu)原理圖。與傳統(tǒng)的液晶顯示（圖１．１ｂ）相逡逑比優(yōu)勢特別明顯，ＱＬＥＤ顯示器件結(jié)構(gòu)簡單、能耗相對較低、顯色響應(yīng)時(shí)間快、逡逑高的色彩對比度和廣的顯色視角等，圖１．１ｃ給出了紅、綠、藍(lán)三種不同顏色的逡逑ＱＬＥＤ器件的電致發(fā)光光譜圖。另外，由于無機(jī)量子點(diǎn)可以通過溶液加工處理，逡逑ＱＬＥＤ顯示可以很容易的做到大面積顯示、超高清顯示和柔性顯示等，在未來照逡逑明和顯示領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用潛力，近幾年來引起了科研者們的極大研宄興趣。逡逑如圖ｌ．ｌｄ所示，ＱＬＥＤ顯示的色純度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、Ｑ－ＬＣＤ等［１Ｇ］。目逡逑前ＱＬＥＤ器件的最高外量子效率己經(jīng)超過２１％、器件亮度超過４６００００邋ｃｄ／ｍ２、器逡逑件電流效率超過１００邋ｃｄ／Ａ以及器件的工作壽命接近１０００００小時(shí)，并且其具有能逡逑耗低、可溶液加工、成本低廉和可制備柔性器件等特點(diǎn)

，逡逑一般表現(xiàn)為球形或者類球形，其球形直徑一般在２邋ｎｍ－４０ｎｍ范圍內(nèi)。量子點(diǎn)本逡逑質(zhì)上仍然屬于半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間，半導(dǎo)體都具有能帶，逡逑即導(dǎo)帶、價(jià)帶、費(fèi)米能級、帶隙等，其費(fèi)米能級處于倒帶與價(jià)帶之間，量子點(diǎn)與逡逑普通半導(dǎo)體一樣，同樣具有Ｐ型和Ｎ型之分。逡逑量子點(diǎn)是納米量級的半導(dǎo)體，當(dāng)給量子點(diǎn)施加一個(gè)電場或者激發(fā)光，量子點(diǎn)逡逑會(huì)發(fā)出特定顏色的光。正常狀態(tài)時(shí)半導(dǎo)體中的電子都是會(huì)趨向于呆在能量比較低逡逑的價(jià)帶位置，如果受到光子的脈沖激發(fā)，呆在能量比較低的價(jià)帶的電子就會(huì)吸收逡逑光子的能量，越過帶隙，到達(dá)能量相對比較高的導(dǎo)帶，當(dāng)脈沖過去以后，電子會(huì)逡逑從能量高的導(dǎo)帶回到能量低的價(jià)帶，當(dāng)電子從導(dǎo)帶躍遷回價(jià)帶的時(shí)候就會(huì)發(fā)出特逡逑定頻率的光，發(fā)出光的頻率取決于半導(dǎo)體顆粒的帶隙大小，因此通過調(diào)節(jié)量子點(diǎn)逡逑半導(dǎo)體的帶隙就能調(diào)節(jié)量子點(diǎn)所發(fā)出光的顏色。當(dāng)然組成納米晶的材料不同也會(huì)逡逑影響著所發(fā)出光的顏色，如圖１．２所示。無機(jī)量子點(diǎn)表面一般都具有配體包覆，逡逑配體的作用是在合成過程中限制粒子長大和鈍化表面缺陷，提高量子點(diǎn)的抗氧化逡逑能力和化學(xué)穩(wěn)定性，常見的量子點(diǎn)的有機(jī)配體包括：油酸、油胺、烷基硫醇、三逡逑辛基磷、三辛基氧磷等。逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 史冬梅;楊斌;;量子點(diǎn)材料與顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];科技中國;2017年12期

2 汪兆平,韓和相,李國華;自組織生長的量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性[J];光散射學(xué)報(bào);1997年01期

3 郭振振;唐玉國;孟凡渝;李力;楊大威;;熒光碳量子點(diǎn)的制備與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展[J];中國光學(xué);2018年03期

4 翁增勝;林秀菊;;量子點(diǎn)在光電功能器件的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2018年08期

5 安成守;王洪福;;基于量子點(diǎn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)探討物理創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J];考試周刊;2018年81期

6 白恒軒;黃慧姿;楊依依;孫澤毅;夏振坤;紀(jì)曉婧;;微波法制備碳量子點(diǎn)及其應(yīng)用與熒光機(jī)理探究[J];化工管理;2019年01期

7 封強(qiáng);俞重遠(yuǎn);劉玉敏;楊紅波;黃永箴;;運(yùn)用解析方法分析量子點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變分布[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

8 白光;量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直輻射器件[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年09期

9 黃睿;吳紹全;;T型量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的自旋極化輸運(yùn)過程[J];低溫物理學(xué)報(bào);2010年04期

10 彭英才;納米量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的自組織生長[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2000年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 張帆;趙東星;古英;陳弘毅;龔旗煌;;金屬球-量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)失諧對量子點(diǎn)糾纏的增強(qiáng)效應(yīng)[A];第十七屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2016年

2 王寶瑞;孫征;孫寶權(quán);徐仲英;;InGaAs/GaAs鏈狀量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性研究[A];第11屆全國發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

3 胡楚喬;;溶劑熱法制備CuInSe_2量子點(diǎn)及其特性研究[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（量子點(diǎn)太陽能池篇）[C];2018年

4 鐘新華;潘振曉;饒華商;;量子點(diǎn)敏化太陽電池中的電荷復(fù)合調(diào)控[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（量子點(diǎn)太陽能池篇）[C];2018年

5 孔祥貴;;發(fā)光量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)與生物偶聯(lián)的光譜分析表征[A];第八屆全國發(fā)光分析暨動(dòng)力學(xué)分析學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

6 徐天寧;吳惠楨;斯劍霄;;Ⅳ-Ⅵ半導(dǎo)體量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)及理論模擬[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

7 黃偉其;劉世榮;;用量子受限模型分析硅氧化層中的鍺低維納米結(jié)構(gòu)(英文)[A];貴州省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 桂運(yùn)安;半導(dǎo)體量子芯片研究再現(xiàn)“黑科技”[N];安徽日報(bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉昊;低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)與新型Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體發(fā)光器件的研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 韋松;空氣氛圍制備無機(jī)量子點(diǎn)及其在發(fā)光二極管中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 白繼元;耦合多量子點(diǎn)干涉儀系統(tǒng)電輸運(yùn)理論研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

4 牛相宏;新型二維及量子點(diǎn)材料電子與光學(xué)性質(zhì)的理論研究[D];東南大學(xué);2017年

5 許瑞林;核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的厚殼層快速制備及其光學(xué)性質(zhì)[D];東南大學(xué);2017年

6 王永波;量子點(diǎn)比率熒光探針的設(shè)計(jì)及對活性生物分子的檢測研究[D];西北大學(xué);2018年

7 石林;手性金團(tuán)簇和CdSe量子點(diǎn)的合成及光學(xué)性質(zhì)調(diào)控[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

8 錢昕曄;納米硅量子點(diǎn)MOS結(jié)構(gòu)及納米硅量子點(diǎn)非揮發(fā)性浮柵存儲(chǔ)器的研究[D];南京大學(xué);2013年

9 陳啟明;In(Ga)N基納米線結(jié)構(gòu)的分子束外延生長及物性分析[D];長春理工大學(xué);2018年

10 湛晶;溶劑熱法制備全色熒光碳點(diǎn)和1T相二硫化鉬及相關(guān)的應(yīng)用研究[D];上海大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 林欣;甲胺鉛溴鈣鈦礦量子點(diǎn)的制備及其在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用研究[D];天津理工大學(xué);2019年

2 鄧茗月;錳摻雜ZnS量子點(diǎn)制備、表面修飾及時(shí)間分辨分析[D];安徽建筑大學(xué);2019年

3 朱子昂;量子點(diǎn)-微腔耦合系統(tǒng)理論與特性研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

4 郭晨陽;Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族合金量子點(diǎn)的制備、光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

5 常春;基于聚合物優(yōu)化的新型高效量子點(diǎn)發(fā)光二極管[D];南昌航空大學(xué);2019年

6 白錦科;反Ⅰ型量子點(diǎn)可控合成及其發(fā)光二極管的研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

7 苑青;InGaAs/GaAs半導(dǎo)體量子點(diǎn)納米材料光學(xué)性質(zhì)研究[D];河北大學(xué);2019年

8 王書禮;氧化鋅量子點(diǎn)的水熱合成及其在信息加密領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2019年

9 曹小聰;氮摻雜氧化石墨烯量子點(diǎn)的大規(guī)模制備、酸誘導(dǎo)催化及其多色發(fā)光調(diào)控[D];海南大學(xué);2017年

10 李臣澤;瀝青基石墨烯量子點(diǎn)的制備及其性能研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

本文編號：2718655