上海交大&福州大學(xué)《CEJ》：噴墨打印藍(lán)色QLED

來源：材料科學(xué)與工程

噴墨打印量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）被認(rèn)為是用于全彩顯示器的理想候選。然而，由于量子點(diǎn)的光學(xué)性能較差，使用噴墨打印技術(shù)制備環(huán)保型藍(lán)色I(xiàn)nP基QLED仍然具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。

在此，上海交通大學(xué)和福州大學(xué)的研究人員提出了使用藍(lán)色I(xiàn)nP/ZnS/ZnS量子點(diǎn)作為發(fā)射層來產(chǎn)生具有高顏色純度的噴墨打印QLED的一種有效方法。實(shí)驗(yàn)上采用兩步加熱和厚殼策略制備藍(lán)色I(xiàn)nP/ZnS/ZnS量子點(diǎn)，其光致發(fā)光（PL）峰位于465nm，半峰寬度為38 nm，PL量子產(chǎn)率（QY）為~96%，這是藍(lán)色I(xiàn)nP量子點(diǎn)的記錄。作者使用了兩種鋅前體來促進(jìn)殼層生長，而工程化的殼層厚度抑制了能量傳遞，使InP/ZnS/ZnS QDs膜具有高PLQY，有助于QLED的高效噴墨打印。這些結(jié)果可以促進(jìn)用于大面積電致發(fā)光全彩顯示器的藍(lán)色I(xiàn)nP QLED的開發(fā)。相關(guān)論文以題目為“Inkjet-printed blue InP/ZnS/ZnS quantum dot light-emitting diodes”發(fā)表在Chemical Engineering Journal 期刊上。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S1385894722038967

量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）由于其低能耗、高色純度、可靠性和優(yōu)異的靈活性，被認(rèn)為是下一代顯示器的理想候選者。自1994年第一個(gè)QLED發(fā)明以來，報(bào)道了QLED的外部量子效率（EQE）超過20%（被視為理論極限）。然而，大多數(shù)以前的工作都是基于CdSe量子點(diǎn)。由于鎘的化學(xué)毒性，大多數(shù)發(fā)達(dá)國家禁止在消費(fèi)電子產(chǎn)品中使用鎘基化合物，這限制了其應(yīng)用和利用潛力。關(guān)于無鎘量子點(diǎn)，InP量子點(diǎn)因其相對較高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）和較大的玻爾半徑（~10 nm）而備受關(guān)注，通過尺寸控制實(shí)現(xiàn)了可見光到近紅外范圍內(nèi)的優(yōu)異顏色調(diào)諧。盡管在優(yōu)化高質(zhì)量InP量子點(diǎn)的制備方面取得了重大進(jìn)展，藍(lán)色I(xiàn)nP/ZnS量子點(diǎn)的最高PLQY僅為76%。

盡管含Ga的藍(lán)色I(xiàn)nP量子點(diǎn)顯示出更高的PLQY（超過80%），但其半峰全寬（FWHM）值比45 nm寬。由于InP的體帶隙相對較低（1.35eV），為了生成藍(lán)色I(xiàn)nP量子點(diǎn)，InP核的尺寸應(yīng)超小（小于2nm），這使得在成核/生長和有效脫殼階段對其合成的控制不合理。非均勻的尺寸分布和表面缺陷是InP QD寬FWHM和低PLQY的基礎(chǔ)。迄今為止，制備具有窄FWHM（小于40nm）和高PLQY（>90%）的藍(lán)色發(fā)光InP量子點(diǎn)一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在這里，作者報(bào)道了第一種使用藍(lán)色I(xiàn)nP/ZnS/ZnS量子點(diǎn)作為發(fā)射層的高效高色純度噴墨打印QLED。通過使用這種噴墨打印技術(shù)，像素化的藍(lán)色I(xiàn)nP QLED具有472nm的電致發(fā)光（EL）發(fā)射波長峰值、43nm的半峰寬、91cdm−2的最大亮度和0.15%的EQE。

圖1.藍(lán)色I(xiàn)nP量子點(diǎn)的合成方法和表征。

圖2.InP/ZnS量子點(diǎn)的光學(xué)特性。

圖3.InP/ZnS和InP/ZnS/ZnS量子點(diǎn)的比較。

圖4.由藍(lán)色I(xiàn)nP QD生成的噴墨打印QLED的性能。