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。