摘要:可溶液處理的量子點(quantum dots,QDs)由于其在可見光范圍內的發射峰可調、飽和色度高以及低廉的成本等特性,在各個應用領域都受到人們的高度重視。特別是作為寬色域顯示器,高質量的量子點被認為是替代液晶顯示器的有力競爭者。近年來,通過在材料工程和器件結構上的巨大努力,器件性能取得了驚人的進步,使量子點發光二極管(quantum dots light emitting diode,QLED)技術有很大的機會在下一代顯示屏上與其他同類產品競爭。
0引言
量子點(quantum dots,QD)作為一種無機半導體材料,由于其獨特的光致發光和電致發光特性,包括窄發光光譜、高色純度和良好的光學穩定性,在顯示領域越來越受到人們的關注。1994年,自美國加州大學伯克利分校的Alivisatos教授課題組首次提出具有ITO/QD/MEH-PPV/Mg結構的量子點發光二極管(quantum dotslight emitting diode,QLED)器件以來,隨著科研機構和企業的不斷探索和研究,QLED器件在顯示領域取得了重大突破。與傳統液晶顯示器(LCD)相比,QLED顯示器具有結構簡單、功耗低、響應時間短、對比度高、視角寬等優點。與OLED相比,由于OLED的3種發光材料采用有機材料,壽命是材料本身不可逾越的致命傷;而量子點晶體為無機物,所以其材料特性更穩定,壽命更長,成本也更低;此外,QLED色彩表現更加完美,色域可輕易達到最嚴苛的色彩標準BT2020 90%以上,而OLED電視色域雖然遠超傳統LCD電視,但在BT2020標準下,大概為70%左右。圖1為量子點紅綠藍三基色的電致發光光譜和不同顯示技術的色域,從中可以看出量子點在色域和色純度方面有較大的優勢。
圖1 量子點材料的光學優異特性
QLED顯示的另一個顯著特征體現在量子點簡單的溶液處理工藝,使用量子點和無真空打印技術(如噴墨打印)進行處理,從而為實現大面積顯示器的高速低成本制造提供了機會。此外,QLED顯示工藝可與柔性和輕質塑料基板兼容,為實現柔性顯示提供了可能性。
簡而言之,QLED顯示可以結合量子點優異的光學和電學特性,成為下一代顯示技術的強有力競爭者。隨著TFT背板高效電流驅動技術的發展,QLED技術將帶來前所未有的高性價比、大面積、節能、寬色域、超薄和柔性顯示。
本文旨在論述QLED器件的基本理論、工作原理等。首先在第1節中介紹膠體量子點的獨特的光電特性;其次,闡述了QLED的工作原理和及其發展;第3節介紹了制造全色QLED的圖案化技術。
1量子點簡介
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1~100 nm)或由它們作為基本單元構成的材料,這大約相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度,是20世紀80年代德國科學家Gleiter首先提出來的。
由于量子點中的電子和空穴在其空間的三維尺度上都被約束,使其展現出一系列不同于體材料的奇異物理化學性質,同時也導致了量子點在光電性質與體材料的迥異。這使得量子點有了很大應用空間,目前,量子點在生物標記、磁介質、存儲器、激光器等方面都有廣泛的應用,經過研究者多年研究和實踐,量子點相關的產業還有相當的待開發空間。
與三維體材料不同,量子點是一種通過人工合成的,通過控制合成時的條件,可改變量子點的大小和相貌,進而進一步改變量子點的特性,這是一個與塊狀材料截然不同的優勢,使得量子點可以通過合成條件來進行控制。隨著納米材料各個維度尺寸的減小而且尺寸都小于體材料的激子波爾半徑時,納米材料就會呈現出一系列的量子效應,如量子尺寸效應,小尺寸效應,量子表面效應,宏觀量子隧道效應,庫倫阻塞效應等。這些特殊的物理化學性質將也將為新一代的光電子器件打下一個良好的基礎。
(1)量子尺寸效應:是指當粒子尺寸下降到某一數值時,費米能級附近的電子能級由準連續變為離散能級或者能隙變寬的現象。當能級的變化程度大于熱能、光能、電磁能的變化時,導致了納米微粒磁、光、聲、熱、電及超導特性與常規材料有顯著的不同。根據金屬能帶單電子近似理論,對于三維情況,若將電子看成是完全自由的,則能帶密度N(E)正比于體積V。一般情況下由于體積V很大,能帶密度N(E)很高,故可以認為能級是準連續的。但是,對于納米粒子,粒徑很小,所以能帶密度小,能級不能看成是準連續。同時,能帶理論的出發點是共有化電子,即該電子為導帶電子,所以說是費米能級附近的電子能級發生分裂。
(2)小尺寸效應:當顆粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導態的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當或更小時,晶體周期性的邊界條件將被破壞,非晶態納米粒子的顆粒表面層附近的原子密度減少,導致聲、光、電、磁、熱、力學等特性呈現新的物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生如下一系列新奇的性質。
(3)表面效應:球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比,其體積與直徑的立方成正比,故其比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨著顆粒直徑的變小,比表面積將會顯著地增加,顆粒表面原子數相對增多,從而使這些表面原子具有很高的活性且極不穩定,致使顆粒表現出不一樣的特性。
(4)量子隧道效應:即當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時,該粒子仍能穿越這一勢壘。
(5)庫侖堵塞效應:指當一個納米顆粒與其所有相關電極的電容之和小到一定的程度,只有單電子傳輸到這個納米顆粒,引起系統的靜電能的增加。這個靜電能將阻止第二個電子進入同一個納米顆粒的現象。
量子點的合成方法多種多樣,大致包括分子束外延生長法、化學氣相沉積法、脈沖激光沉積法、熱注入法等,其中熱注入法由于其工藝簡單,成本低廉,制備的量子點性能高等優點備受研究者青睞,如圖2所示;常見的熱注入合成方法由3種部分組成:(1)確定無機核的組分的前驅體;(2)確保膠體量子點的穩定性,防止聚集,鈍化不飽和表面懸掛鍵,并控制成核和生長的表面活性劑;(3)提供合成介質的溶劑。如今,可以通過操縱許多合成參數,如表面活性劑和前驅體(材料以及濃度),注射溫度,生長溫度和生長時間,控制通過熱注射合成制備的量子點的粒徑大小、形態和組成。
圖2 熱注入法合成量子點的裝置以及前驅體熱分解,成核和焦距過程
2量子點發光二極管在顯示中的發展
2.1 QLED器件中的膠體量子點
本節討論QLED器件中量子點的材料特性。量子點作為一種無機半導體材料,具有發射光譜清晰、色純度高、光學穩定性好的特點。此外,通過改變QD的大小以發射整個可見光,可以達到發射波長的可調優異特性。
核-殼結構膠體量子點常用于QLEDs中,其中無機核被寬帶隙無機半導體殼層包覆以鈍化表面缺陷并將激子限制在核內。核-殼量子點的示意圖,如圖3所示。在這種情況下,減少了非輻射復合,提高了量子點的光熱穩定性。根據量子點的化學成分組成,QLED器件的量子點可分為3類。
圖3 核殼量子點結構圖及典型的核殼能級圖
2.1.1鎘系量子點
在過去的20年里,Ⅱ-Ⅵ族量子點是研究頗多的領域之一,其中鎘系量子點是各系列量子點中發展比較完善的,其也表現出優異的光學性能,包括高光致發光量子產率(PLQY),較窄的半峰寬和良好的穩定性。鎘系量子點的光致發光峰位可以通過改變顆粒大小和化學成分來調節,如圖4所示。
圖4 不同尺寸和組分的鎘系量子點在紫外輻射下的光致發光示意圖
1997年,CdSe/CdS核殼量子點首次應用于QLED器件,器件最大亮度為600 cd ·m-2,外量子效率(EQE)為0.22%。2014年Lee等合成了一種多殼層的綠光量子點CdSe@ZnS/ZnS,尺寸為12.7 nm。與CdSe@ZnS的單殼層相比,多出的ZnS殼層可以有效抑制非輻射復合,導致CdSe@ZnS/ZnS量子點有較高的PLQY(79%~83%)。將這種新型量子點材料制備成的發光器件ITO/PEDOT:PSS/PVK/CdSe@ZnS/ZnS/ZnO /Al,器件峰值電流效率為46.4 cd/A,外量子效率為12.6%,量子點發光二極管的光電轉換效率得到了極大的提升。2019年,李林松教授課題組通過優化合成方案,通過“低溫成核,高溫長殼”的技術制備了Zn1-xCdxSe/ZnSe/ZnS雙殼層結構的紅色量子點,通過這種量子點制備而成的QLED器件,外量子效率高達30%,最大亮度超過了334 000 cd ·m-2,同時開啟電壓低(1.9 V),在100 mA · cm- 2的電流密度下,EQE保持在25%以上,滾降較低,更為重要的是,在100 cd ·m?2的亮度下,器件壽命達到了1800000 h,這也已經滿足了顯示應用的工業需求。然而由于重金屬鎘元素性引起的環境問題,鎘系量子點的實際應用受到限制,發展一種無重金屬的量子點材料勢在必行。
2.1.2無重金屬量子點
為了避免重金屬引起的環境問題,符合RoHS標準的約定,“綠色”量子點的研究得到了極大的推動,彭曉剛教授首次將無鎘技術引入量子點合成,并極大程度地優化了無鎘量子點的合成。
I-III-VI族化合物量子點,包括硫化銅銦(CIS)、銀銦硫(AgInS)、鋅銅銦硫(ZCIS)、銅銦鎵硫(CIGS)等具有高PLQY的量子點,因其對環境的友好在顯示領域得到了廣泛的關注。但由于晶體缺陷導致的色純度低、色域狹窄,限制了其在QLED行業中的應用。
(1)碳點
碳點由于其熒光發射穩定、成本低,尤其對環境友好,近年來得到了很快的發展,更難能可貴的是碳點在其他量子點性能欠佳的深藍色波長區域有著優異的表現。2019年,多倫多大學的Sargent教授課題組,通過改善碳點的合成方法,合成了含氧懸掛鍵較少的碳點,此種發射峰在433 nm的碳點半峰寬為35 nm,PLQY高達80%,基于此種碳點的深藍LED還表現出高優異性能,最大亮度可達5240 cd·m?2,外部量子效率為4%,成為了替代重金屬量子點的有力競爭者。
(2)InP量子點
在眾多無重金屬量子點中,InP量子點由于其合適的體材料帶隙和較大的激子波爾半徑,且其與鎘系量子點可以比擬的高PLQY,被業界認為是最優可能替代鎘系量子點的明星材料,然而,由于InP量子點核殼結構較大的晶格錯配,所以InP量子點的合成必須解決以下3種問題:(a)InP的核心結構必須是高質量的結晶,無氧化或結構缺陷;(b)殼層與核心之間要有良好的鈍化界面以防止電子被界面缺陷態捕獲;(c)核/殼/殼結構中各部分之間的界面應加以明確界定,以防止核與殼內化學成分之間的相互滲透而形成的缺陷態。基于此,2019年,三星先進技術研究院Jang團隊優化了合成方法,報道了一種尺寸均勻的InP為內核,高度對稱的Core-Shell結構QD的合成方法,其量子產率約為100%,研究人員在初始ZnSe殼的生長過程中添加氫氟酸,以蝕刻掉氧化InP核表面,然后在340 ℃下實現高溫ZnSe的生長。工程化的殼層厚度可抑制能量轉移和俄歇復合,以保持高發光效率,并且初始表面配體被較短的配體取代,以實現更好的電荷注入經過優化的InP/ZnSe/ZnS QD- LED的最大外部量子效率為21.4%,最大亮度為100000 cd ·m-2,在100 cd ·m-2的條件下使用壽命長達一百萬小時,該性能可與最新的含鎘QLED媲美。這項研究發展了一種無鎘量子點的合成策略,并實現了優異的QLED發光性能,這些基于InP的QD-LED有望很快在商業顯示器中使用,并引發新一輪的商用技術革新。
2.1.3鈣鈦礦型量子點
鈣鈦礦量子點材料是一種新型的量子點材料,具有PLQY高、半峰寬窄、色純度高、色域寬等特點,并于近年來引起了廣泛的研究興趣。2012年,首次采用硬模板法合成了CH3NH3PbBr3納米晶。2015年,曾海波團隊通過熱注射技術制備了全無機鈣鈦礦鹵化量子點(CsPbX3,X=Cl,Br,I),結晶度高,尺寸分布均一,隨后他們將其應用于ITO/PEDOT:PSS/PVK/QDs/TPBi/LiF/Al器件結構中,首次實現了鈣鈦礦量子點三色RGB的電致發光顯示。鈣鈦礦材料隨著合成技術的優化,近年來,鈣鈦礦QLED的效率也是有了很大的提升,圖5展示了鈣鈦礦材料的QLED的藍色、紅色和綠色EQE的進展。
圖5 2015~2019年,綠色、紅色和藍色鈣鈦礦材料QLED的EQEs的圖示
2.2 QLED的工作原理
電致發光(EL)是一種由電流激發的物質發出光的現象。電致發光二極管是電荷載流子(電子和空穴)輻射的結果,這些載流子從接觸電極注入發射材料,通常需要通過具有適當能帶結構的點和傳輸層。電致發光過程產生的光子的能量相當于發射材料中電子和空穴狀態之間的能量差,即無機半導體中價電子帶(VB)和電導帶(CB)的差值,或有機半導體中最高占據分子軌道(HOMO)和最低未占據分子軌道(LUMO)的差值。
與傳統發光二極管(LED)類似,QLED通常具有p-i-n結構,包括陽極、空穴傳輸層(HTL)、量子點發光層(EML)、電子傳輸層(ETL)和陰極,如圖6(a)所示。在正向偏壓下,電子和空穴從相反的電極被注入,并通過點和傳輸層傳遞到發光層,在量子點中注入的載流子通過輻射躍遷產生光子,典型QLED的能帶結構圖如圖6(b)所示。
圖6 量子點發光二極管的結構和能帶圖
自量子點應用到QLED以來,隨著合成技術和傳輸層材料的優化,QLED的性能得到了突飛猛進的發展,表1和表2中總結了近年來QLED在效率和壽命等方面取得的卓越進步。
2.3 QLED性能提升
2.3.1電荷傳輸材料的研究
基于2.1部分對QLED工作機理的介紹,QLED效率的提升不僅依賴于第一部分闡述的量子點材料的進步,也大大依賴于電荷傳輸層(電子傳輸層和空穴傳輸層);電荷傳輸層不僅會影響電荷注入到量子點層,而且還影響QLED工作過程中的其他基本過程,制備具有理想性能的電荷傳輸層對于提高器件效率和壽命至關重要。電荷傳輸材料主要要滿足以下3個關鍵條件:(1)電荷傳輸層的光電性質,如功函數、能帶結構、電導率、光學性質等,都會影響QLED器件的性能;(2)電荷傳輸層應該具有良好的穩定性;(3)為了更大程度地體現QLED的優越性,電荷傳輸材料也最好是可溶液處理的。圖7總結了近年來一些常用的電荷傳輸層能帶結構,電荷傳輸材料的發展和多樣性的選擇,也大大提升了QLED器件的性能。
表1 高性能Cd系QLED的最新進展
表2 高性能InP QLED的最新進展
圖7 常用電荷傳輸層的能帶結構
雖然大量的工作也致力于電荷傳輸層的研究,但深HOMO的電荷傳輸材料一直進展較少,因此空穴的注入情況在大部分情況下是弱于電子的注入的,因此空穴和電子的注入平衡一直是制約QLED器件性能進一步提高的瓶頸。因此,為了限制電子的注入,減輕電子傳輸層引起的量子點膜層帶電,人們也研究了用于電子阻擋層的作用。2014年,彭笑剛教授課題組介紹了一種高性能的紅色QLED,其EQE達到了創紀錄的20.5%,接近于耦合效率所限制的最大理論值,實現如此高的EQE的關鍵因素就是量子點層和電子傳輸層之間采用超薄的絕緣PMMA層(~ 6 nm),阻礙了過量電子的注入,從而在量子點發光層中實現電荷平衡,圖8為其器件結構和EQE與電流密度圖。
圖8 器件結構和效率圖
2.3.2器件壽命
如OLED的發展歷程一樣,QLED商業化的最大障礙是器件的穩定性。雖然高品質的量子點具有優越的光穩定性,已經被用來取代傳統的熒光粉作為LCD背光源,但電致器件的壽命荏仍然有待提高。隨著材料和結構的快速發展,QLED的壽命也在不斷提升。
QLEDs的壽命通常以T50為表征手段,T50是初始亮度下降到一半的時間。此外,不同初始亮度下的T50壽命可由以下公式推導:
L0n·T50 = constant
其中L0為初始亮度,n為加速因子,一般在1.5~2范圍內。
一般來說,效率高的QLEDs通常有更長的壽命,因為在一定的亮度下,效率高的器件能夠在較低的電流密度下工作。此外,盡管對器件失效缺乏深入的了解,但器件壽命與電荷平衡和控制量子點的非輻射通路密切相關。2017年,李林松教授課題組,通過調節量子點殼層的厚度、量子點發光層的厚度和能帶適合的空穴傳輸層材料,制備了紅、綠和藍色QLED器件,最高EQE分別達到了0.2%、15.4%和15.6%,并且,所有器件都在102~104 cd ·m?2的光亮度范圍內得到了很好的維持,更為重要的是,這些器件還具有較長的T70壽命,(T70為亮度降低到其初始值的70%所需的時間),如圖9所示,在初始亮度為8000 cd ·m?2,紅色器件達到117 h,在初始亮度為6000 cd · m? 2下綠色器件達到84 h,在初始亮度為420 cd ·m?2下,藍色器件達到47 h。
圖9 紅色、綠色和藍色QLEDs的工作壽命特性
2018年,TCL的錢磊研究組,研究了空穴注入勢壘對QLEDs壽命的影響,與ZnS殼層相比,ZnSe殼層的能帶較淺,可以顯著改善空穴的注入,從而抑制空穴傳輸層和量子點層界面的電荷積聚,減少器件中陷阱的形成,因此,基于ZnSe殼層的紅色量子點的QLED器件,在100 cd ·m-2時的T50壽命超過200萬小時,這比以前的報告壽命有了很大的提高。
2.3.3耦合出光技術
雖然QLED的內量子效率通過使用高效QD材料和優化器件結構已經達到了90%,但耦合的限制仍然是阻礙QLED實現更高EQE的瓶頸。對于平面結構的QLED,通過光學模擬估計出的耦合效率僅為20%,這意味著80%的發射光子由于空氣/玻璃和玻璃/ITO界面的全反射以及金屬電極上的等離子體損耗而被困在器件內部。更具體地說,在80%的捕獲光中,QLED有3種不同的光學模式。第一種光模式是基板模式,表示當入射角超過空氣/基板界面的臨界角時,被困在基板中的光;第二種模式被稱為波導模式,意思是不能逃逸到基板上的光子由功能層波導引導,并很快被功能層吸收;第三種模式是表面等離子體模式,它是由金屬電極產生的。
考慮到大部分被浪費的光子,增加出光效率的重要性已經被考慮進去了,人們已經做了很多工作來提取被捕獲的光子以增加出光效率,2018年,華中科技大學的王磊課題組報道了一種柔性的紅色QLED器件,最大EQE高達24.1%,這種創紀錄的效率來自于采用了銀納米線(AgNWs),它同時充當透明導電極和光散射中心的作用,根據圖10(c)所示的計算光功率分布,發現AgNWs電極對基片模式和波導模式下捕獲的光子有了顯著的提取,使得總體的出光效率提高了2.6倍。
3 QLED的全彩顯示技術
近年來,在高性能半導體、電子器件和生物功能材料的制備中,高精度的圖形化得到了廣泛的關注。實現圖形化的方法有光刻、電子束刻蝕、微接觸轉移打印和噴墨打印。傳統的光刻、電子束蝕刻和微接觸轉移印刷工藝復雜、成本高,在大面積制版方面的應用受到限制。
圖10 ITO基板和聚酰亞胺/AgNWs基板的器件性能對比
3.1噴墨打印
噴墨打印作為一種工藝簡單、成本低廉、無掩模、無接觸和墨水材料選擇廣泛的數字印刷技術,被廣泛應用于陶瓷、金屬、有機半導體、生物技術等各個領域。
與成膜工藝工藝(旋涂和蒸鍍)相比,噴墨印刷技術大大減少了材料的浪費,并能夠實現圖案化、全彩打印,適用于大面積顯示器件的制備,此外由于不需要真空設備以及價格昂貴的精細掩膜版,可以大大節省設備的成本并提高工藝的可行性。噴墨打印是一種非接觸的印刷技術,預先將各種不同的功能材料制成墨水灌裝到墨盒,通過計算機將圖文信息轉化成數字脈沖信號,然后控制噴嘴移動和墨滴形成,并利用外力將墨滴擠出,墨滴噴射沉積到相應的位置形成所需圖案,實現精確、定位、定量沉積,最終完成顯示器件。圖11為噴墨打印的示意圖及噴墨打印設備。
整個噴墨打印過程一般包括以下3個步驟的重復操作:從電信號控制的噴嘴噴出一定體積的墨滴;將液滴滴入噴嘴下指定位置;分散的液滴和干燥的溶劑形成薄膜。為了達到均勻的量子點膜,咖啡環效應(即膜的邊緣比其中心厚)需要最小化。亞利桑那州立大學Jabbour的團隊利用噴墨打印技術為制造像素化QLED器件做了許多先鋒性的工作,他們選擇低蒸氣壓的氯苯作為量子點的溶劑,以降低咖啡環效應;2017年,京東方在國際顯示大會顯示周(SID display week)上發布了布了5 in和14 in兩款主動式電致量子點發光(AMQLED)顯示產品,圖12為其顯示樣機圖。
圖11 噴墨打印工藝示意圖及噴墨打印設備
圖12 京東方展示的5 in和14 in AMQLED樣機實物圖
隨后,越來越多的亮度均勻的噴墨打印QLED被制備出來,最近,華中科技大學的唐江教授,利用電流體動力噴墨打印技術,如圖13所示。通過在襯底和噴管之間施加電壓,可以精確地控制油墨,從而使其具有高分辨率的量子點層。
利用噴墨打印技術生產AMQLED顯示器的發展方向在于:(1)高性能打印材料的開發;(2)進一步提升打印工藝及干燥成膜工藝,以提升像素內成膜均勻性;(3)高精度、高可靠性、高生產效率的打印設備的開發。
圖13 電流體動力噴墨打印技術打印的圖案
3.2轉印
轉印為大面積制備像素化的RGB量子點薄膜提供了一條有效的途徑,通過轉印可以得到形貌優良、結構有序、界面清晰的量子點薄膜。2011年,三星綜合技術研究院首先通過引入共價結合的致密十八烷基三氯硅烷(ODTS)自組裝單層膜(SAM)對供體襯底進行修飾,然后,旋涂量子點薄膜。隨后,引入彈性體壓印,以適當的壓力接觸量子點薄膜,并迅速從供體襯底上剝落。最后,將油墨印模與器件堆疊接觸,慢慢地將印模剝離,得到有圖案的量子點薄膜,圖14為其工藝流程圖和樣機實物展示圖。
圖14 量子點轉印技術示意圖和4寸展示樣機實物圖
在傳統的轉印技術中,最大的問題莫過于最初設計的模板和最終圖案化之間的差異,從而使轉印技術很難實現1 μm以下的精度,2015年,首爾大學的Hyeon課題組,通過一種改進的轉印技術(凹版轉移技術)實現了轉印過程中的精準控制,從而達到了線寬為1 μm,像素達到2640 ppi的樣機展示,圖15為凹版轉移技術的技術路線圖和實物展示圖。
圖15 凹版轉移技術的技術路線圖和實物展示圖
4結論
在20多年的研究過程中,由于量子點材料和電荷傳輸層材料的發展、器件結構的優化和制備工藝的優化,QLED器件的性能得到了十足的進展。得益于這些進步,紅色和綠色的外量子效率均已超過20%,藍色QLED的外量子效率也已經接近20%,這大大提高了量子點在顯示領域的進程;此外,多樣性的器件結構也為其在柔性基底上的應用提供了可能性,這些進步都極大提速了QLED的商業化之路。
當前,為了成功推進QLED顯示技術的商業應用,研究工作集中在以下方面:第一,藍色QLED效率和壽命的提升,目前紅色和綠色QLED器件的效率和壽命均已達到商用標準,然而,藍色QLED器件的效率和壽命相對落后,焦距并著力于藍色QLED器件性能的綜合提升將極大的推進QLED顯示技術的商業化應用;第二,隨著人們環保意識的加強以及RoHS等國際標準的要求,無重金屬的QLED器件也越來越引起了人們的重視和研究,特別是InP體系的無重金屬QLED器件已經取得了很大進步,但相較于Cd系的QLED還有一定的差距,未來,無重金屬的量子點材料的優化和其QLED器件性能的提升也會對QLED的商業化之路起到舉足輕重的作用;第三,由于QLED器件的復雜結構,其中包含金屬/無機物界面和無機物/有機物界面,特別是量子點和電荷傳輸層的界面以及其界面的表面態,導致其載流子的傳輸機制要比其他光電器件復雜很多,隨著人們對QLED工作機理的進一步深入研究,其性能也必將進一步提升。
QLED顯示技術如今已經起步,并取得了突飛猛進的進展,但距離商業化還有很長的路要走,由于量子點優異的固有屬性,量子點電致發光技術將有望成為下一代顯示技術的主力軍。
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原文標題:適用于下一代顯示技術的量子點發光二極管:機遇與挑戰
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