具有纳米结构的柔性基底的制备及其在发光器件的应用

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有机发光二极管(OLEDs)由于其具有低成本,高亮度,大视角和能适用于柔性智能显示等优点,引起了人们的极大关注和研究。但是,按照理论分析,在常规的平面OLED发光器件中,由于金属电极的吸收,表面等离子体损失、波导模式和基底模式等能量损耗机制,导致真正能从器件内部取出的能量只有18%左右。为了提高器件的效率,人们采用光提取技术来增强其光取出效率。比如在器件出光面贴微透镜膜,在传输层引入微纳结构等。但是这些方法用于柔性器件时会增加实验过程的复杂性,也极易损害器件性能。本论文提出了一种基于柔性基底PET和聚苯乙烯(PS)小球来制备纳米柔性基底的方法。我们在常用的PET基底上通过气液界面自组装方法得到单层的聚苯乙烯小球薄膜,然后对此基底进行反应离子刻蚀处理。在进行干法刻蚀的过程中,聚苯乙烯小球会和反应气体氧气反应,聚苯乙烯小球会逐渐变小,从而暴露出衬底表面。由于PET的成分也会和氧气进行反应,故会进一步刻蚀掉衬底表面,得到规则的纳米结构。通过控制刻蚀的时间,可以得到槽深不同(从几十纳米到上百纳米)的柔性纳米基底。我们基于此柔性纳米结构基底,引入了金属-电介质复合透明电极(MDCE),并制备了绿光荧光器件,证明了此纳米基底作为外部光提取技术的有效性。与基于传统的不加修饰的基底的器件相比,器件的光度效率和光功率效率分别得到了1.30和1.38倍的提升。此外,我们还尝试了将柔性纳米结构基底应用到全溶液法制备的量子点发光器件(QLED)中。我们首先通过在其中掺杂聚乙烯亚胺(PEI)优化了量子点发光器件的电子注入层ZnO,得到了性能显著优化的标件性能。当PEI掺杂浓度为0.2 wt%时器件性能最优,光度效率和光功率效率分别为68.0 cd/A和38.9 1m/W,相比未掺杂的器件的性能有显著提升。并且,我们看到了将这种全溶液法的量子点发光器件制备在柔性纳米结构基底和透明电极上的可能性。我们有望结合已经成熟的柔性纳米结构基底、透明电极以及全溶液法制备量子点器件的技术,制备出高效的柔性量子点发光器件。本文提到的这种制备柔性纳米结构的方法,具有制作工艺简单、可控性高、成本低等优点,并且适用于外光提取和内光提取两种方式。我们希望扩大这种柔性纳米基底的应用范围,制备得到高效的发光器件。
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