基于微接触转印技术的顶发射量子点发光器件研究

Quantum-dot light-emitting device (QDLED) has similar structure and characteristics with organic light-emitting device (OLED). Besides, excellent color purity and size-tunable band gaps of QDs make them attractive for application to light emitting devices. But compared to OLED, the research progress of QDLED is lagged. More studies in device physics and materials synthesis are needed. Top-emitting device can be prepared for any substrate and has unique advantage in high aperture ratio display and special lighting device. Thus, they are widely used in OLED products. Top-emitting QDLED is an effective method to achieve high resolution, high aperture ratio and flexible QDLED display. And there is no report on the top-emitting QDLED. Our research group has accumulated rich experience in top-emitting OLEDs. Based on our existing research results, this project will carry out the research on top-emitting QDLEDs. The research contents of this project are as follows: (1) fabrication technology of top-emitting QDLED based on microcontact transfer printing; (2) optical simulation and optimization of top-emitting QDLED; (3) improvement of the carrier injection and transport in QDLEDs. This project will provide an effective method for QDLED application in display and lighting.

与有机发光器件(OLED)有类似结构的量子点发光器件(QD-LED)除了具有与OLED类似的特点外，还具有发光色纯度高、尺寸可调谐的发光颜色等优点。但相比于OLED，QDLED在基础研究和产业化进程上都发展较缓慢，还需要在器件物理和材料合成等方面进一步深入研究。广泛应用于OLED产品中的顶发射器件结构可制备于任意衬底，在高开口率显示和特殊照明领域具有独特优势。顶发射QDLED是实现高分辨、高开口率、柔性量子点发光显示的有效方式，目前国际上未见有相关报导。本课题组在顶发射OLED方面开展了一系列有特色的工作，积累了丰富的经验。本项目拟在课题组现有基础上，进行顶发射量子点发光器件方面的研究，研究基于微接触转移技术的顶发射量子点发光器件的制备技术、顶发射QDLED器件光学特性模拟与优化以及QDLED能量/电荷转移过程优化设计，为QDLED在显示和照明的发展提供一种行之有效的方法。

本项目主要进行基于微接触转印技术的顶发射量子点器件的研究，按照研究计划开展了相关的研究工作，取得了如下研究成果：(1)利用微接触转印技术制备了红、绿和蓝色顶发射量子点发光器件，研究了微腔效应对顶发射器件性能的影响；(2)利用超声喷涂技术制备了全无机量子点发光器件，研究了氧化铝薄层对器件性能的影响，相比于没有氧化铝薄层的器件，效率提高了539%；(3)在常规量子点器件中引入陷阱型电子缓冲层，器件的外量子效率提高了89%，并利用瞬态PL和EL谱深入研究了器件的工作机理；(4)在刮涂工艺中引入双溶剂改善溶质沉积的不均匀，制备了大面积红光量子点器件，在保持器件性能的前提下，器件发光均匀性得到极大改善。本项目发表学术论文21篇，其中影响因子大于3的SCI论文15篇，申请发明专利3项，其中授权一项；参加国内国际学术会议11人次，其中邀请报告7人次；培养博士研究生1人，硕士研究生6人，一篇博士论文入选中国电子教育学会优秀博士论文提名奖，一篇硕士论文入选吉林省优秀硕士学位论文。