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  顯示技術(shù)革命來源于人們對色彩的不斷追求。近一個世紀(jì)來，人類社會對色彩標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)格。量子點的光學(xué)特性由其尺寸和形狀決定，通過改變量子點大小可以精確控制其發(fā)出光的顏色，量子點屏顯示技術(shù)（QLED）能夠發(fā)射出純凈光線，色彩表現(xiàn)力好，同時能夠降低顯示器的能耗。在顯示領(lǐng)域， QLED已經(jīng)成為有機(jī)發(fā)光顯示（OLED）的重要競爭對手，有可能成為下一代顯示技術(shù)。噴墨打印技術(shù)是用納米級的噴頭把量子點打印到基底材料表面。因為量子點材料具有尺寸細(xì)小、可溶性好等特點，適合采用印刷工藝。噴墨打印制造QLED具有工藝簡單、成本低、適合制備大尺寸、柔性顯示器件的優(yōu)勢。為了實現(xiàn)高性能的QLED器件，電荷的注入、傳輸、阻擋和發(fā)光等功能通常被分布在不同的薄膜層中。采用噴墨印刷工藝制備QLED需要克服的關(guān)鍵問題之一是層間的互溶，互溶會破壞功能層的形貌和完整性，從而影響器件的整體性能。所以在多層光電器件溶液加工中，先制備好的功能層在后續(xù)加工中必須具有耐溶劑性。

  針對噴墨打印制備QLED器件中量子點發(fā)光層和空穴傳輸層間的互溶問題，上海交通大學(xué)張清教授團(tuán)隊設(shè)計合成了以二苯酮（BP）為可交聯(lián)側(cè)鏈，TFB為主鏈的光交聯(lián)空穴傳輸材料，通過光交聯(lián)（365 nm 紫外光）實現(xiàn)了TFB空穴傳輸層的耐溶劑性（圖1）。這種方法具有以下優(yōu)點：（1）只需少量的交聯(lián)基團(tuán)就可以實現(xiàn)材料的光交聯(lián)，交聯(lián)同時改善了TFB的空穴傳輸性質(zhì)（圖2）；（2）交聯(lián)后的TFB材料具有很好的耐溶劑性，能夠保持穩(wěn)定的薄膜形貌。中科院蘇州納米所印刷電子中心的蘇文明教授團(tuán)隊將這種光交聯(lián)的薄膜作為空穴傳輸層用在溶液法制備的QLED中，他們發(fā)現(xiàn)基于交聯(lián)TFB空穴傳輸層的紅、綠、藍(lán)三基色QLED的整體性能明顯高于基于未交聯(lián)TFB薄膜的QLED器件。其中基于旋涂發(fā)光層的紅光QLED最大外量子效率（EQE）達(dá)到21.4%（圖3），噴墨打印制備的紅光QLED器件EQE達(dá)到18.1%，采用噴墨打印工藝制備的QLED器件的性能與旋涂的QLED器件性能接近（圖4）。這項工作表明交聯(lián)空穴傳輸層對QLED的性能和器件壽命有顯著的提高，同時工作也展示了二苯酮這類高效光交聯(lián)方法在溶液法制備多層有機(jī)半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用前景。

圖1. TFB-BP的合成和光交聯(lián)過程示意圖。

圖2. （a）交聯(lián)后的TFB薄膜在各種良溶劑中浸泡后的紫外吸收光譜圖，（b）基于交聯(lián)和未交聯(lián)TFB層的單空穴器件的電流密度-電壓（J-V）曲線。

圖3.基于交聯(lián)TFB的紅、綠、藍(lán)三色QLEDs器件性能：（a）J-L-V曲線,（b）CE-L-PE曲線，（c）EQE-L曲線，（d）電致發(fā)光光譜。

圖4. 不同溶液法制備的紅光QLEDs器件性能（SC：旋涂，IJP：噴墨打�。�（a）J-L-V曲線,（b）CE-L-PE曲線，（c）EQE-L曲線，（d）電致發(fā)光光譜，其中插圖為噴墨打印紅光QLED圖片。

  以上工作以Photocross-Linkable Hole Transport Materials for Inkjet-Printed High-Efficient Quantum Dot Light-Emitting Diodes為標(biāo)題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI：10.1021/acsami.0c17336）上。論文的第一作者為上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士生孫文建，共同第一作者為中科院蘇州納米所印刷電子中心研究實習(xí)員謝黎明，共同通訊作者為張清教授和蘇文明研究員。

  其它相關(guān)的工作是：二苯酮交聯(lián)劑在光電材料中的首次應(yīng)用以Crosslinked Conjugated Polymers as Hole Transport Layers in High-Performance Quantum Dot Light-Emitting Diodes為標(biāo)題發(fā)表在Nanoscale Horizons 2017,2,156-162。二苯酮作為添加劑以Bifunctional Bis-benzophenone as A Solid Additive for Non-Fullerene Solar Cells為標(biāo)題發(fā)表在Advanced Functional Materials 2020, 2008699。這些研究得到國家自然科學(xué)基金項目（21674060）和國家重點研發(fā)計劃（2019YFA0706100）等項目的資助。

  論文鏈接：

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c17336

  https://doi.org/10.1039/C6NH00217J

  https://doi.org/10.1002/adfm.202008699