福州大學光電技術研究所和中國科學院寧波材料技術與工程研究所的專家們為了降低器件的泄漏電流，在發光量子點像素之間嵌入一層蜂窩圖案的寬帶隙量子點層，作為非發光電荷阻擋層。演示了紅色和綠色QLEDs。值得注意的是，在8 V的外加電壓下紅色器件的亮度高達262400 cd m?2和14.72%的峰值外部量子效率。這項工作為實現高性能的超高分辨率QLEDs提供了一條有希望的途徑。相關論文以題目為“Ultrahigh-resolution quantum-dot light-emitting diodes”發表在Nature Photonics期刊上。

 

論文鏈接：

 

https://www.nature.com/articles/s41566-022-00960-w

 

 

膠體量子點（QD）由于其優良的光電特性，如窄發射光譜、可調諧發射波長、高發光效率和優異的穩定性，已被廣泛研究。在過去十年中，量子點發光二極管（QLEDs）的性能取得了突破性進展，在顯示應用方面顯示出廣闊的前景。面對高信息量或近眼顯示要求，下一代顯示器為像素分辨率設定了更高的標準。然而，QLED發射層的高分辨率圖案仍然是一個關鍵瓶頸。

 

QLED像素圖案的實現主要通過噴墨打印、光刻和轉移打印（TP）實現。噴墨打印在生成幾微米以下的QD像素時面臨巨大困難。光刻方法產生的QD像素不可避免地含有光刻膠殘留物，這會阻礙電荷傳輸并導致器件性能下降；此外，由于技術限制，其尺寸超過幾微米。相比之下，TP可以用于構建沒有有機殘留物的超小像素。TP已經準備好了全彩QLED。每英寸2460像素（PPI）的QLED陣列已通過凹版TP技術構建。采用浸入式TP技術制作了超高分辨率QLEDs。請注意，以前的高分辨率QLED顯示出較低的性能，其外部量子效率（EQE）和亮度顯著低于（大約低一個數量級）旋涂制備的QLED。這可歸因于轉移的量子點薄膜的質量較差，以及由于空穴傳輸層（HTL）和電子傳輸層（ETL）之間的直接接觸而在像素之間的非發光區域中產生的大泄漏電流。

 

在這項工作中,作者展示了一種生成超細量子點圖案的簡單而有效的方法。除了LB技術的獨特優勢外，由于空氣-溶液界面，LB–TP方法非常有利于捕獲和釋放亞微米級量子點單層（分辨率高達25400 PPI），避免了傳統TP工藝中納米粒子的不均勻沉積。此外，作者還提出了一種新的策略來抑制高分辨率QLED中的泄漏電流。通過LB–TP工藝將寬禁帶量子點的蜂窩膜構建為非發射電流阻擋層，并通過自旋涂層將發光量子點恰當地嵌入微孔中。蜂窩阻擋層器件的分辨率為9072 PPI，最大EQE為14.72%；最大亮度達到262400 cd m?2，這是迄今為止高分辨率QLED報告的最高EQE和亮度值之一。結果表明，LB–TP工藝有望實現高性能超高分辨率QLED，為下一代顯示器的制造技術提供了新的途徑。（文：愛新覺羅星）

 

 

圖1 通過LB–TP制備亞微米QD發光層。

 

 

 

圖2 蜂窩電荷阻擋層的研究。

 

 

圖3  R-B圖案化QLED器件的結構和特性。