研制成功首款基于稀土摻雜氧化物 TFT 技術(shù)的全彩色量子點電致發(fā)光顯示屏研制成功

　　2016 年 12 月，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點實驗室彭俊彪教授研究團隊聯(lián)合廣州新視界光電科技有限公司研究開發(fā)了發(fā)光量子點墨水研制方法和電致發(fā)光顯示屏結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了溶液加工型多層電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面互溶等科學(xué)問題，突破了新材料體系的氧化物 TFT 基板制備技術(shù)、表面特性調(diào)控技術(shù)、溶液法制備量子點薄膜技術(shù)、薄膜封裝技術(shù)等，研制成功首款基于稀土摻雜氧化物TFT(Ln-IZO TFT)技術(shù)的全彩色有源驅(qū)動電致發(fā)光量子點顯示屏(AM-QLED)，實現(xiàn)了彩色圖像顯示。

　　與 AMOLED 器件類似，該量子點 AM-QLED 顯示屏具有全固態(tài)薄膜結(jié)構(gòu)，采用電子、空穴注入復(fù)合的電致發(fā)光原理，使量子點薄膜在電場作用下實現(xiàn)主動發(fā)光，該電致發(fā)光原理不同于目前商業(yè)采用的量子點做為液晶顯示背光源的光致發(fā)光原理及其在液晶背光源方面的應(yīng)用。我們研制的 AM-QLED 顯示屏中量子點像素薄膜采用高精度噴墨打印技術(shù)制備，流變性可控的量子點墨水由自主研制。通過調(diào)控TFT 基板表面自由能，以及液滴表面張力、粘度等墨水流變性，實現(xiàn)了噴墨打印制備的厚度均勻、無咖啡環(huán)的納米像素薄膜，采用自主設(shè)計的倒置型底發(fā)光 QLED 器件結(jié)構(gòu)，結(jié)合華南理工大學(xué)與廣州新視界光電科技有限公司自主聯(lián)合研發(fā)的 Ln-IZO TFT 背板新技術(shù)和表面性能調(diào)控技術(shù)，獲得了亮度為 400 cd/m2, 分辨率為 200*(RGB)*150，像素密度為 120PPI，色域為 109%(NTSC)，對比度超過 50000:1 的 2 英寸有源驅(qū)動彩色量子點電致發(fā)光顯示屏，如下圖所示。

　　發(fā)光量子點(Quantum Dot)是一種直徑為 2～10 nm 的半導(dǎo)體納米晶，它具有發(fā)光效率高、發(fā)光光譜窄、色純度高、發(fā)光顏色可通過量子點尺寸調(diào)控等特點，引起學(xué)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注。采用類似OLED 的夾心式器件結(jié)構(gòu)和電子、空穴注入的復(fù)合發(fā)光原理，可實現(xiàn)在電場作用下產(chǎn)生量子點的主動發(fā)光，量子點薄膜的電致發(fā)光可用于制備大色域、高光效、超薄、柔性可彎曲的電致發(fā)光顯示屏，在手機、電視、平板電腦等方面具有應(yīng)用潛力。采用噴墨打印技術(shù)制備量子點薄膜電致發(fā)光顯示屏，有望實現(xiàn)低成本制造。

　　華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點實驗室主要研究方向之一是有機/高分子光電材料與器件，包括 AMOLED 顯示材料、器件和工藝，在可溶性高性能有機/高分子發(fā)光材料設(shè)計與合成、全印刷(包括金屬陰極)彩色 OLED 顯示屏、高性能 OLED 器件結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備等方面取得了具有國際領(lǐng)先水平的研究成果。

　　廣州新視界光電科技有限公司是由華南理工大學(xué)與創(chuàng)維集團成立的合資公司，目標是將華南理工大學(xué)在有機/高分子發(fā)光顯示領(lǐng)域的科技成果進行中試孵化及產(chǎn)業(yè)化，集中研發(fā) AMOLED 顯示新技術(shù)，發(fā)明了高遷移率稀土摻雜的氧化物半導(dǎo)體新材料體系，突破了 BCE結(jié)構(gòu)的氧化物 TFT 陣列制備技術(shù)和柔性 OLED 顯示屏薄膜封裝技術(shù)等，實現(xiàn)了全彩色、透明、柔性、高穩(wěn)定性和高分辨率的 AMOLED顯示屏，在 AMOLED 顯示屏研發(fā)方面取得了系列自主核心技術(shù)，申請/授權(quán)專利 100 多件。

　　本工作得到了科技部 973 項目(2015CB655000)的支持。