【摘 要】
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量子点发光二极管（QLED）表现出颜色可调、光谱窄等优势,在新一代超高清和广色域显示方面具有应用前景。目前,高性能的QLED器件主要采用掺杂ZnO纳米晶作为无机电子传输层,但存在电子迁移率过高导致电荷传输不平衡,以及缺陷态较多导致非辐射Auger复合等制约瓶颈。有别于无机电子传输层,本论文围绕基于有机电子传输层的红光量子点发光二极管作为研究主题,筛选出具有较深最低未占据分子轨道（LUMO）能级的三
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量子点发光二极管（QLED）表现出颜色可调、光谱窄等优势,在新一代超高清和广色域显示方面具有应用前景。目前,高性能的QLED器件主要采用掺杂ZnO纳米晶作为无机电子传输层,但存在电子迁移率过高导致电荷传输不平衡,以及缺陷态较多导致非辐射Auger复合等制约瓶颈。有别于无机电子传输层,本论文围绕基于有机电子传输层的红光量子点发光二极管作为研究主题,筛选出具有较深最低未占据分子轨道（LUMO）能级的三嗪类化合物作为有机电子传输层;在此基础上,发展了热活化延迟荧光（TADF）高分子/小分子界面敏化和体相敏化两种策略,成功地实现了有机电子传输层红光量子点器件的效率突破。具体研究成果如下:1.针对有机电子传输层与量子点之间能级不匹配,导致器件效率低的问题,我们采用吡啶作为外围单元,调控有机电子传输材料中心核的吸电子能力,组装了基于有机电子传输层的高性能红光QLED。研究发现,当中心核由苯环调控到嘧啶环和三嗪环时,LUMO能级从-2.28 eV逐渐降低到-2.79 eV和-3.07 eV,促进了电子注入和电荷传输平衡。同时,有机电子传输层能够避免无机电子传输层缺陷带来的界面激子淬灭问题,使得量子点薄膜的荧光量子效率（PLQY）从ZnO的41%明显提升到有机电子传输层的48-49%。最终,以三嗪为中心核的有机电子传输层TmPPPyTz获得了最优器件性能,外量子效率高达13.4%（18.8 cd A-1,23.9 lm W-1）,最大发射峰位于 624 nm,色坐标为（0.68,0.32）。2.基于三嗪电子传输层,采用TADF高分子作为空穴传输层,组装了基于TADF高分子界面敏化的有机电子传输层红光QLED。研究发现,当TADF高分子Poly（AcBPCz-TMP）代替传统高分子空穴传输材料时,可以在保证空穴注入和传输的前提下,利用TADF效应将在空穴传输层中形成的三线态激子转换成单线态激子,然后通过F（?）rster能量转移传递至红光量子点,从而实现对发光层的界面敏化,提升激子利用率。同时,改变TADF高分子空穴传输层的厚度来优化器件性能,最大外量子效率达到了 13.6%（21.6 cd A-1,15.2 lm W-1）,最大发射峰位于621 nm,色坐标为（0.67,0.32）。3.基于三嗪电子传输层,将TADF高分子或者小分子与量子点物理共混形成发光层,组装了基于TADF高分子/小分子体相敏化的有机电子传输层红光QLED。研究发现,TADF高分子的引入,有利于量子点的均匀分散,抑制量子点之间的聚集淬灭;同时改善空穴的注入和传输,有利于构筑无空穴传输层的红光QLED。尤为重要的是,可以利用TADF效应,实现对量子点的体相敏化,显著提升PLQY,当采用TADF高分子Poly（AcBPCz-TMP）作为敏化剂时,量子点薄膜的PLQY由纯膜的54.1%增加到敏化后的71.0%,相应红光QLED的最大外量子效率达到了 14.9%（16.7 cd A-1,16.3 lm W-1）,要远优于非敏化型器件（3.3%）。当采用TADF小分子DMAC-TRZ作为敏化剂时,通过器件优化,外量子效率进一步提升至16.3%（23.3 cd A-1,16.6 lm W-1）,最大发射峰位于627 nm,色坐标为（0.66,0.33）。
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