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华南理工大学联合广州新视界光电科技有限公司研制成功首款基于稀土掺杂氧化物TFT技术的全彩色量子点电致发光显示屏

时间:2016-12-14 14:57      发布人:何秋云      阅读:1,936

        2016年12月,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室彭俊彪教授研究团队联合广州新视界光电科技有限公司研究开发了发光量子点墨水研制方法和电致发光显示屏结构设计,解决了溶液加工型多层电致发光器件结构设计、界面互溶等科学问题,突破了新材料体系的氧化物TFT基板制备技术、表面特性调控技术、溶液法制备量子点薄膜技术、薄膜封装技术等,研制成功首款基于稀土掺杂氧化物TFT(Ln-IZO TFT)技术的全彩色有源驱动电致发光量子点显示屏(AM-QLED),实现了彩色图像显示。

        与AMOLED器件类似,该量子点AM-QLED显示屏具有全固态薄膜结构,采用电子、空穴注入复合的电致发光原理,使量子点薄膜在电场作用下实现主动发光,该电致发光原理不同于目前商业采用的量子点做为液晶显示背光源的光致发光原理及其在液晶背光源方面的应用。我们研制的AM-QLED显示屏中量子点像素薄膜采用高精度喷墨打印技术制备,流变性可控的量子点墨水由自主研制。通过调控TFT基板表面自由能,以及液滴表面张力、粘度等墨水流变性,实现了喷墨打印制备的厚度均匀、无咖啡环的纳米像素薄膜,采用自主设计的倒置型底发光QLED器件结构,结合华南理工大学与广州新视界光电科技有限公司自主联合研发的Ln-IZO TFT背板新技术和表面性能调控技术,获得了亮度为400 cd/m2, 分辨率为200*(RGB)*150,像素密度为120PPI,色域为109%(NTSC),对比度超过50000:1的2英寸有源驱动彩色量子点电致发光显示屏,如下图所示。

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上图 喷墨打印技术制备的AM-QLED彩色量子点电致发光显示屏

        发光量子点(Quantum Dot)是一种直径为2~10 nm的半导体纳米晶,它具有发光效率高、发光光谱窄、色纯度高、发光颜色可通过量子点尺寸调控等特点,引起学界和业界的广泛关注。采用类似OLED的夹心式器件结构和电子、空穴注入的复合发光原理,可实现在电场作用下产生量子点的主动发光,量子点薄膜的电致发光可用于制备大色域、高光效、超薄、柔性可弯曲的电致发光显示屏,在手机、电视、平板电脑等方面具有应用潜力。采用喷墨打印技术制备量子点薄膜电致发光显示屏,有望实现低成本制造。

        华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主要研究方向之一是有机/高分子光电材料与器件,包括AMOLED显示材料、器件和工艺,在可溶性高性能有机/高分子发光材料设计与合成、全印刷(包括金属阴极)彩色OLED显示屏、高性能OLED器件结构设计与制备等方面取得了具有国际领先水平的研究成果。

         广州新视界光电科技有限公司是由华南理工大学与创维集团成立的合资公司,目标是将华南理工大学在有机/高分子发光显示领域的科技成果进行中试孵化及产业化,集中研发AMOLED显示新技术,发明了高迁移率稀土掺杂的氧化物半导体新材料体系,突破了BCE结构的氧化物TFT阵列制备技术和柔性OLED显示屏薄膜封装技术等,实现了全彩色、透明、柔性、高稳定性和高分辨率的AMOLED显示屏,在AMOLED显示屏研发方面取得了系列自主核心技术,申请/授权专利100多件。

        本工作得到了科技部973项目(2015CB655000)的支持。