【AM寧波材料所建所20周年?？苛孔狱c(diǎn)發(fā)光二極管的最新進(jìn)展：材料、器件結(jié)構(gòu)及顯示應(yīng)用
量子點(diǎn)是一種具有三維限域效應(yīng)的半導(dǎo)體納米材料。以之為基礎(chǔ)研發(fā)的量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）具有色彩純度高、色域廣、啟亮電壓低、亮度高等優(yōu)點(diǎn)，是有一種極具前途的新型顯示技術(shù)。對(duì)其電致發(fā)光機(jī)理、器件設(shè)計(jì)原則、失效機(jī)制的全面理解，有助于推動(dòng)QLED顯示技術(shù)的快速發(fā)展。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)納米光電材料與器件團(tuán)隊(duì)在錢磊、向超宇、章婷研究員的帶領(lǐng)下，長期致力于高性能量子點(diǎn)材料及相關(guān)光電器件的設(shè)計(jì)與研發(fā)。在前期研究中提出了一系列提升激子復(fù)合效率，實(shí)現(xiàn)高效長壽QLED的策略，同時(shí)開展新型鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）的探索研究，并在超高分辨率器件開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展（Nat. Phononics, 2022, 16, 297；Nat. Nanotechnol., 2022, 17, 906；Adv. Funct. Mater., 2022, 32, 2203641；Adv. Sci., 2023, 10, 2304696；Small, 2023, 19, 2207520；J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 8184；Adv. Funct. Mater., 2024, 34, 2314983；Nat. Photonics, 2024, 18, 363；Nano-Micro Lett., 2024, 16, 105）。
近日，該團(tuán)隊(duì)受邀在Advanced Materials上發(fā)表了題為“Recent progress of quantum dots light emitting diodes: materials, device structures, and display applications”的綜述，從材料、器件和顯示應(yīng)用方面系統(tǒng)闡述了QLED的研發(fā)歷程與成果，并討論了亟待解決的科學(xué)問題以及未來的發(fā)展趨勢。
本綜述回顧了量子點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)歷程，著重介紹QLED的工作機(jī)理、特性以及結(jié)構(gòu)分類，同時(shí)對(duì)其在應(yīng)用端的研究進(jìn)展進(jìn)行了梳理歸納。相較于現(xiàn)有的顯示技術(shù)，如液晶（LCD）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、微型發(fā)光二極管（Micro-LED），QLED不但具有更高的色純度、更低的啟亮電壓，并且可溶液制備，為大面積涂布或噴墨打印提供了技術(shù)上的可行性。此外，由于QLED的發(fā)光單元為納米尺寸的QD材料，其像素幾乎不受側(cè)壁效應(yīng)的影響，有助于未來超高分辨顯示技術(shù)的研發(fā)。作者分析了現(xiàn)有的像素制備技術(shù)，如納米壓印、噴墨打印、轉(zhuǎn)印、光刻、色彩轉(zhuǎn)換腔等，并總結(jié)了不同技術(shù)的特點(diǎn)和局限，對(duì)QLED顯示技術(shù)的研究方向進(jìn)行了展望。
上述工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFB3606501、2022YFB3602902）、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（62234004）、浙江省“尖兵”“領(lǐng)雁”研發(fā)計(jì)劃（2024C01191、2024C01092）、浙江省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)（2021R01003）、寧波市科技新2025重大專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目（2022Z085）、寧波市3315項(xiàng)目（2020A-01-B）、寧波市“甬江引才工程”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2021A-038-B）、寧波市江北區(qū)公益科技項(xiàng)目（2022C07）的支持。
圖1 量子點(diǎn)顯示技術(shù)實(shí)用化研究所涉及的領(lǐng)域
（光電信息材料與器件實(shí)驗(yàn)室）