中文摘要：

将有机半导体可溶液加工性和无机半导体的高载流子迁移率的优势结合可获得光学和热稳定性良好的复合材料与器件，近年来在光电子器件领域得到了广泛关注。本项目采用具有高载流子迁移率的金属氧化物半导体纳米结构材料（量子点、线、管）与有机半导体材料（聚合物电子传输材料或者空穴传输材料）结合构成混合或者分层薄膜用于OLED中的载流子传输层。通过表面钝化技术解决金属氧化物纳米结构材料在混合层中的分散性或者在分层薄膜界面的均匀性，获得高质量的薄膜；借助飞行时间光谱技术，讨论纳米材料的结构对OLED器件功能层中载流子迁移率的影响，获得器件中空穴和电子载流子向发射层的电荷注入控制与平衡；借助变温稳态与瞬态光致发光、电致发光光谱，讨论复合载流子功能层对发光层的激发机制以及能量传递规律的影响，达到改变电压在各层的分量，降低器件的无辐射弛豫过程，通过复合薄膜的结构设计与优化，达到进一步通过器件性能的目的。

结论摘要：

有机电致发光器件(OLED)显示和照明技术，以其自发光、色域视角广、响应时间快、驱动电压低、高效环保，可制作大尺寸与可绕性面板等优点在照明和显示领域具有很好的应用前景。本项目开展了半导体纳米结构材料以及与聚合物复合薄膜的制备以及在电场下的载流子输运、注入性能和发光性能的研究。本项目开展了以下工作内容和获得相关结果 1制备获得了锌基化合物半导体纳米结构材料，包括ZnO纳米晶、纳米棒，ZnS纳米晶等，通过表面包覆和自组装手段对纳米材料进行预处理以抑制器件的非辐射复合过程并形成良好接触的异质结。利用XRD、TEM、SEM、Abs、PL光谱等全面讨论了这些纳米结构材料的能带结构、缺陷组成以及缺陷控制。提出了利用具有网络结构的二氧化硅控制ZnO纳米晶的粒径大小以及相应带隙，此外利用二氧化硅的表面缺陷修复的功能，使得ZnO的紫外发射大幅度增强。 2利用蒸镀或旋涂技术将上述纳米材料分别与聚合物功能层材料混合成膜或者形成分层薄膜，对薄膜的形貌，表面特性以及整流和导电特性进行表征。通过能带设计的核壳结构以及对纳米材料的配体置换两个方面实现对纳米晶的表面功能化，获得ZnO/ZnS核壳结构的II型核壳结构，以及具有短链配体的纳米材料，实现了电子非辐射复合过程的抑制，实现了导通电压的降低和理想因子的改善，显著增大自由载流子的注入数量和效率。 3、分析电场激发下器件的电压-电流特性，发现基于无机纳米晶ZnS活性层EL器件中，由电压可以实现器件光谱调控，认为这一特性来源于驱动电压对缺陷能级和量子点粒径的有选择性的激发过程。提出通过量子点ZnS的量子尺寸效应和缺陷发射比例变化的共同作用是一种实现照明器件色温连续调节的新方法。对于不同Zn/S比例下制备的量子点，PL光谱和EL光谱呈现相反的移动趋势，提出“扩展缺陷带”来解释这一现象，“缺陷带”中浅缺陷能级被PL激发而深缺陷能级被EL激发，导致了两种光谱相反的移动趋势。 4、研究电场作用下聚合物材料与纳米结构材料所形成的复合薄膜性能之间的关系，纳米材料对电子传输层与发光层界面的影响。我们以ZnO/SiO2量子点为空穴缓冲层制备了ZnO/SiO2量子点//PVK:NPB复合器件，发现量子点作为缓冲层一方面修饰了ITO电极的表面，减少了非辐射跃迁，另一方面从能级结构上ZnO限制了空穴的注入，平衡了载流子的注入，均对器件的性能的提高做出了贡献。