科技資訊寫作大賽｜彭俊彪教授Sci. China Chem.：通過噴墨印刷制造的全色量子點有源矩陣顯示器

材料人首屆科技資訊寫作大賽自5月13日發布征稿通知以來（參賽詳情請戳我），受到讀者們的廣泛關注。本文由SCI期刊Science China Chemistry編輯部投稿。

【引言】

膠體量子點由于其具有高光致發光效率、窄發射帶和可調發射色等獨特的光電特性，引起了人們對于它在顯示器和固態照明應用領域的極大關注。最近，通過設計新的量子點材料和新型器件架構，將QLED的外部量子效率（EQE）已經從小于0.01％提高到了20.5％。然而，大多數報道只著重于提高單色QLED的性能，并沒有將RGB和QLED實現全彩顯示。QLED有寬色域、大屏幕尺寸和低成本潛在的制造優勢，因此通過噴墨印刷制造基于量子點式發光二極管（AM-QLED）的全色有源矩陣顯示器在顯示器行業中具有極大的吸引力。

【成果簡介】

近日，來自華南理工大學的彭俊彪教授（通訊作者）課題組采用噴墨打印技術得到了像素密度為120像素的2英寸對角全色AM-QLED顯示器。由金屬氧化物TFT背板驅動，顯示器的最大亮度為400cd m^-2，色域為109％。通過噴墨打印技術制造的紅色、綠色和藍色（RGB）的單色QLED無源矩陣面板分別具有2.5,13.9和0.30 cd A^-1的電流效率。噴墨打印的QDs膜由于可印刷油墨的高粘度和低揮發性而顯示出良好的厚度均勻性，并且由疏水性像素限定層產生的相鄰像素之間沒有交叉污染。相關的研究成果以“Full-color quantum dots active matrix display fabricated by ink-jet printing”為題發表在了Science China Chemistry上。

【圖文導讀】

圖1 顯示矩陣和QLED器件結構

圖1顯示在ITO基板上制造了具有倒置結構的RGB單色無源矩陣面板器件圖

圖2 單色RGB QLED無源矩陣面板的J-V-L特性圖、能量圖、峰值電流效率圖以及EL光譜圖

b) 密度-電壓-亮度特性圖

c) 能量圖

d) CE和EQE對電流密度的依賴性

e) 以5mA cm ^-2的電流密度記錄EL光譜

圖3 像素陣列的微觀圖像、RGB子像素陣列的EL圖像以及色域圖

a) 像素陣列的微觀圖像，插圖：RGB子像素的放大圖像；

b) RGB子像素陣列的EL圖像；

c) 2寸全色AM-QLED的照片；

d) 1931年的AM-QLED和NTSC的色域。

圖4 氧化鋅層和量子點層的表面形貌圖

a) 和b)為ZnO層的AFM圖像；

c) 和d)為量子點層的AFM圖像；

e) ZnO和QDs層的表面輪廓；

f) 具有ZnO / QDs層和旋涂PVK層的紅色QLED器件的橫截面TEM圖像；

g) 和 h)?為鋅和硒的EDS組成映射圖。

圖5 咖啡環效應

a) ink1膜印刷到PDL1上的PL圖像；

b) 將油墨1膜壓印到PDL2上的PL圖像；

c) 將油墨2膜涂覆到PDL1上的PL圖像；

d) ink2到PDL2上的PL圖像。

【小結】

本文通過噴墨打印成功地制造了具有倒置結構的紅色、綠色和藍色單色無源矩陣面板。紅色、綠色和藍色發射體的面板顯示出最大的CE和EQE分別為2.5、13.9、0.30 cd A^-1和2.24％、3.31％、0.60％。顯示器的最大亮度為400cd m^-2，色域為109％，噴墨打印的QDs膜顯示出良好的厚度均勻性，并且相鄰像素之間沒有交叉污染。

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

本文由材料人編輯部電子電工小組楊超供稿，材料牛整理編輯。

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