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  顯示技術革命來源于人們對色彩的不斷追求。近一個世紀來，人類社會對色彩標準的要求越來越嚴格。量子點的光學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出光的顏色，量子點屏顯示技術（QLED）能夠發射出純凈光線，色彩表現力好，同時能夠降低顯示器的能耗。在顯示領域， QLED已經成為有機發光顯示（OLED）的重要競爭對手，有可能成為下一代顯示技術。噴墨打印技術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、柔性顯示器件的優勢。為了實現高性能的QLED器件，電荷的注入、傳輸、阻擋和發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器件中量子點發光層和空穴傳輸層間的互溶問題，上海交通大學張清教授團隊設計合成了以二苯酮（BP）為可交聯側鏈，TFB為主鏈的光交聯空穴傳輸材料，通過光交聯（365 nm 紫外光）實現了TFB空穴傳輸層的耐溶劑性（圖1）。這種方法具有以下優點：（1）只需少量的交聯基團就可以實現材料的光交聯，交聯同時改善了TFB的空穴傳輸性質（圖2）；（2）交聯后的TFB材料具有很好的耐溶劑性，能夠保持穩定的薄膜形貌。中科院蘇州納米所印刷電子中心的蘇文明教授團隊將這種光交聯的薄膜作為空穴傳輸層用在溶液法制備的QLED中，他們發現基于交聯TFB空穴傳輸層的紅、綠、藍三基色QLED的整體性能明顯高于基于未交聯TFB薄膜的QLED器件。其中基于旋涂發光層的紅光QLED最大外量子效率（EQE）達到21.4%（圖3），噴墨打印制備的紅光QLED器件EQE達到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方法在溶液法制備多層有機半導體器件中的應用前景。

圖1. TFB-BP的合成和光交聯過程示意圖。

圖2. （a）交聯后的TFB薄膜在各種良溶劑中浸泡后的紫外吸收光譜圖，（b）基于交聯和未交聯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TFB的紅、綠、藍三色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：噴墨打印）：（a）J-L-V曲線,（b）CE-L-PE曲線，（c）EQE-L曲線，（d）電致發光光譜，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為標題發表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI：10.1021/acsami.0c17336）上。論文的第一作者為上海交通大學化學化工學院博士生孫文建，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。

  其它相關的工作是：二苯酮交聯劑在光電材料中的首次應用以Crosslinked Conjugated Polymers as Hole Transport Layers in High-Performance Quantum Dot Light-Emitting Diodes為標題發表在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為標題發表在Advanced Functional Materials 2020, 2008699。這些研究得到國家自然科學基金項目（21674060）和國家重點研發計劃（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