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超高分辨量子點(diǎn)LED問(wèn)世 福州大學(xué)李福山教授團(tuán)隊(duì)研究成果發(fā)表
2022年03月07日 13:09:59
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：6510
近日，福州大學(xué)李福山教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院寧波材料所錢磊研究員，利用有序分子自組裝技術(shù)和轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)相結(jié)合的方法，提出一種抑制高分辨率器件漏電流的新策略，制備了高性能的超高分辨率量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，福州大學(xué)李福山教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院寧波材料所錢磊研究員，利用有序分子自組裝技術(shù)和轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)相結(jié)合的方法，提出一種抑制高分辨率器件漏電流的新策略，制備了高性能的超高分辨率量子點(diǎn)發(fā)光二極管(LED)。
量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)是一種不需要額外光源的尚處于研發(fā)階段的自發(fā)光技術(shù)，并且由于其優(yōu)異的光電特性，如高色純度、高發(fā)光效率等在照明顯示領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。早在前幾年，就有研究QLED項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)，如果量子點(diǎn)合成達(dá)到了LED光電性能的要求，那么，量子點(diǎn)LED有望結(jié)合氮化鎵LED和OLED兩者的優(yōu)勢(shì)。
量子點(diǎn)是一類尺度小于20nm的微粒材料，由于尺度小，其量子限域效應(yīng)顯著，量子點(diǎn)因此能發(fā)出頻譜寬度很窄的純色光，而發(fā)光的顏色由量子點(diǎn)的物理性質(zhì)決定，基本能覆蓋可見光。量子點(diǎn)有一個(gè)與眾不同的特性，即每當(dāng)受到光或電的刺激，量子點(diǎn)便會(huì)發(fā)出有色光線，光線的顏色由量子點(diǎn)的組成材料和大小形狀決定，這一特性使得量子點(diǎn)能夠改變光源發(fā)出的光線顏色。量子點(diǎn)能夠?qū)ED光源發(fā)出的藍(lán)光完全轉(zhuǎn)化為白光，而不是像YAG熒光體那樣只能吸收一部分，這意味著在同樣的燈泡亮度下，量子點(diǎn)LED燈所需的藍(lán)光更少，在電光轉(zhuǎn)化中需要的電力自然更少。QLED的白光，在原理可以完全做到與理想照明光源一致，更加接近于自然光，并且發(fā)熱大大減少，更高效的表現(xiàn)令其在節(jié)能減排方面更優(yōu)一等。
近年來(lái)，在“元宇宙”、智慧醫(yī)療等新興概念的驅(qū)動(dòng)下，下一代顯示器為像素分辨率設(shè)定了更高的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足海量信息及近眼顯示等不斷升級(jí)的應(yīng)用需求。開發(fā)具有千級(jí)乃至萬(wàn)級(jí)PPI(每英寸所擁有的像素?cái)?shù)目)、可在微小空間輸出海量信息的極高分辨率顯示器，是發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也是條件所在。
但QLED的的量子點(diǎn)因其容易受熱量和水分影響的缺點(diǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與自發(fā)光OLED相同的蒸鍍方式，只能研發(fā)噴墨印刷制程。要如何實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)發(fā)光二極管的高分辨率像素化，仍然是一個(gè)關(guān)鍵瓶頸。
在該研究中，研究人員利用有序分子自組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了致密無(wú)缺陷的量子點(diǎn)單層膜，并結(jié)合轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了亞微米級(jí)像素的超高分辨率量子點(diǎn)顯示，其最高分辨率達(dá)到9072-25000PPI(人眼極限分辨率約為300PPI)，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)圖案化薄膜的均勻拾取和釋放，可以輕松制備出亞微米級(jí)像素的超高分辨率量子點(diǎn)發(fā)光二極管。重要的是，這是目前報(bào)告的顯示器件的最高像素密度之一。
同時(shí)，為了抑制器件的漏電流，該工作首次提出在發(fā)光量子點(diǎn)像素之間嵌入蜂窩圖案化的寬帶隙非發(fā)光量子點(diǎn)層作為電荷阻擋層，從而實(shí)現(xiàn)了亮度高達(dá)262400 cd m-2，且外量子效率為14.72%的紅光QLED。這種均勻致密的阻擋層有效地降低了器件的漏電流，極大地提高了器件的效率。與之前的研究比較，該成果在高分辨率量子點(diǎn)顯示方面具有更佳性能，為實(shí)現(xiàn)具有高性能的超高分辨率發(fā)光顯示開辟了一條全新的路線。
據(jù)介紹，這種新型的高分辨率圖案化方法在未來(lái)可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全彩顯示。超高分辨率量子點(diǎn)發(fā)光二極管的前景可以應(yīng)用于下一代“近眼”設(shè)備，比如虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 應(yīng)用的頭戴式顯示器和智能眼鏡等。相關(guān)研究論文日前在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《自然-光子學(xué)》。
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