科技资讯写作大赛｜彭俊彪教授Sci. China Chem.：通过喷墨印刷制造的全色量子点有源矩阵显示器

材料人首届科技资讯写作大赛自5月13日发布征稿通知以来（参赛详情请戳我），受到读者们的广泛关注。本文由SCI期刊Science China Chemistry编辑部投稿。

【引言】

胶体量子点由于其具有高光致发光效率、窄发射带和可调发射色等独特的光电特性，引起了人们对于它在显示器和固态照明应用领域的极大关注。最近，通过设计新的量子点材料和新型器件架构，将QLED的外部量子效率（EQE）已经从小于0.01％提高到了20.5％。然而，大多数报道只着重于提高单色QLED的性能，并没有将RGB和QLED实现全彩显示。QLED有宽色域、大屏幕尺寸和低成本潜在的制造优势，因此通过喷墨印刷制造基于量子点式发光二极管（AM-QLED）的全色有源矩阵显示器在显示器行业中具有极大的吸引力。

【成果简介】

近日，来自华南理工大学的彭俊彪教授（通讯作者）课题组采用喷墨打印技术得到了像素密度为120像素的2英寸对角全色AM-QLED显示器。由金属氧化物TFT背板驱动，显示器的最大亮度为400cd m^-2，色域为109％。通过喷墨打印技术制造的红色、绿色和蓝色（RGB）的单色QLED无源矩阵面板分别具有2.5,13.9和0.30 cd A^-1的电流效率。喷墨打印的QDs膜由于可印刷油墨的高粘度和低挥发性而显示出良好的厚度均匀性，并且由疏水性像素限定层产生的相邻像素之间没有交叉污染。相关的研究成果以“Full-color quantum dots active matrix display fabricated by ink-jet printing”为题发表在了Science China Chemistry上。

【图文导读】

图1 显示矩阵和QLED器件结构

图1显示在ITO基板上制造了具有倒置结构的RGB单色无源矩阵面板器件图

图2 单色RGB QLED无源矩阵面板的J-V-L特性图、能量图、峰值电流效率图以及EL光谱图

b) 密度-电压-亮度特性图

c) 能量图

d) CE和EQE对电流密度的依赖性

e) 以5mA cm ^-2的电流密度记录EL光谱

图3 像素阵列的微观图像、RGB子像素阵列的EL图像以及色域图

a) 像素阵列的微观图像，插图：RGB子像素的放大图像；

b) RGB子像素阵列的EL图像；

c) 2寸全色AM-QLED的照片；

d) 1931年的AM-QLED和NTSC的色域。

图4 氧化锌层和量子点层的表面形貌图

a) 和b)为ZnO层的AFM图像；

c) 和d)为量子点层的AFM图像；

e) ZnO和QDs层的表面轮廓；

f) 具有ZnO / QDs层和旋涂PVK层的红色QLED器件的横截面TEM图像；

g) 和 h) 为锌和硒的EDS组成映射图。

图5 咖啡环效应

a) ink1膜印刷到PDL1上的PL图像；

b) 将油墨1膜压印到PDL2上的PL图像；

c) 将油墨2膜涂覆到PDL1上的PL图像；

d) ink2到PDL2上的PL图像。

【小结】

本文通过喷墨打印成功地制造了具有倒置结构的红色、绿色和蓝色单色无源矩阵面板。红色、绿色和蓝色发射体的面板显示出最大的CE和EQE分别为2.5、13.9、0.30 cd A^-1和2.24％、3.31％、0.60％。显示器的最大亮度为400cd m^-2，色域为109％，喷墨打印的QDs膜显示出良好的厚度均匀性，并且相邻像素之间没有交叉污染。

文献链接：Full-color quantum dots active matrix display fabricated by ink-jet printing（Sci. China Chem.,2017,10.1007/s11426-017-9087-y）

本文由材料人编辑部电子电工小组杨超供稿，材料牛整理编辑。

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