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。