喷墨打印量子点薄膜:墨水溶剂的选择策略

喷墨打印制备的量子点(Quantum dots,QDs)薄膜形貌对多层发光器件的性能影响显著(如量子点发光二极管),其中咖啡环与拱状形貌是典型的薄膜均匀性问题,通过液滴调控实现高质量QDs薄膜是发展量子点电致发光显示的关键。研究工作表明,通过溶剂实施的墨水调控被证明是改变沉积薄膜形貌的有效手段。然而,优化出可消除咖啡环或拱状形貌的墨水流变参数往往需要大量耗时的实验,墨水配制筛选效率低。本研究基于薄膜形貌分析结合机器学习方法,试图将溶剂流变参数与喷墨打印QDs薄膜形貌直接联系起来,并以红光QDs为溶质,以烷烃或直链酯类为溶剂,研究发现通常使用的一元溶剂和二元溶剂体系中,所使用溶剂的沸点比表面张力或粘度参数对薄膜沉积形貌的影响更加显著,在二元溶剂中薄膜形貌与沸点较高的溶剂组分密切相关。为得到厚度均匀的平整薄膜,建议一元溶剂墨水体系的溶剂或二元溶剂墨水体系中较高沸点的溶剂的沸点范围为250~265℃。

适用于喷墨打印制备发光二极管的ZnO量子点配体研究

喷墨打印工艺具有无接触、材料利用率高、成本较低,以及可图案化等优势,是制备全彩量子点显示的关键技术.迁移率高、材料稳定性好的ZnO量子点薄膜作为电子传输层一直是制备量子点发光二极管的重要材料.然而,在ZnO薄膜干燥的过程中,存在ZnO量子点团聚的问题,破坏了ZnO薄膜的形貌和厚度均一性,进而劣化了器件的发光性能.通常在ZnO量子点合成后需要加入配体乙醇胺来将其稳定分散.但是研究发现,当ZnO量子点在空气中干燥成膜时,其与乙醇胺配体连接的化学键容易断裂,使ZnO量子点之间发生聚集.同时氧含量随着时间不断上升,表明外界的水氧结合在薄膜表面,进一步加剧了ZnO量子点之间的团聚.通过使用结合更加紧密的乙二胺四乙酸配体可有效地改善该现象,制备出形貌良好、厚度均匀的ZnO薄膜,进而制备出高效稳定的喷墨打印量子点发光二极管.

锗合金准二维钙钛矿发光二极管

钙钛矿由于其出色的光电特性,在显示和照明领域具有潜在的应用价值。为降低重金属Pb含量,本文采用锗离子(Ge^(2+))部分取代Pb^(2+)进行合金化,并探索提高其电致发光性能的途径。由于Ge合金化可以使钙钛矿容忍因子更趋近于1,有望提高器件的发光稳定性。结果表明,Ge合金钙钛矿薄膜的光致发光性能在一定水氧条件下可以得到较大幅度提高,器件发光稳定性也同时得到提升。这主要归因于水氧共同作用使合金钙钛矿表面形成了GeO_(2),一定程度上钝化了钙钛矿薄膜表面缺陷,阻止了水氧的进一步渗透。得到的绿光PeLED器件最大外量子效率(EQE_(max))为11.8%,亮度为8×10^(3)cd/m^(2),较非合金化器件的发光寿命延长了3倍,在100 cd/m^(2)初始亮度下稳定性T50从~2 h提升至~6 h,这是目前文献报道Ge合金钙钛矿发光二极管最长的发光寿命。