南科大陈树明团队：实现高分辨率全彩色量子点发光二极管显示阵列

基于II-VI族半导体CdSe的QLED具有发光效率高、发光色彩可调、色彩鲜艳、结构简单、可溶液加工等优点，是下一代新型显示的有力竞争者，在低成本、大面积、广色域、柔性、印刷显示等领域具有广阔的应用前景。为实现全彩QLED显示，必须对量子点发光层进行精细的图形化，以形成肩并肩并行排列的红、绿、蓝QLED像素阵列。目前已开发的技术，例如喷墨打印、印章转印、光刻等，都是直接对量子点进行图形化，即直接对量子点发光层进行“手术”，切割成点阵的形状，“手术”操作步骤复杂，并且在多次（一般为3次，以形成红、绿、蓝像素）“手术”的过程中，不可避免会破坏量子点，使得到的QLED性能低于未进行“手术”的QLED。因此，为满足高分辨率、高性能显示的需求，需要进一步研究对量子点发光层无损的图形化技术。

为实现超高分辨率、高性能的全彩QLED显示，陈树明课题组提出基于微腔光场调控技术的全彩QLED显示的实现方法。通过采用白光QLED作为载体，并在器件中引入光学谐振腔，利用红、绿、蓝谐振腔分别把白光转换为红、绿、蓝单色光，从源头上避免了对量子点直接图形化带来的损伤。通过研究微腔光场作用下，白光QLED的激子能量转移机制及微腔对白光QLED的光谱调制机制，实现低损耗的量子点色彩转换微腔；通过光刻技术图形化微腔，实现无彩色滤光片、无需图形化量子点的高分辨率、高效率、宽色域、低成本、工艺简单的全彩QLED显示。

图1全彩QLED阵列的器件结构、工作原理和图形化方法。

如图1所示，一个全彩色QLED包括三个子器件，分别发射红、绿、蓝光。所有器件的底部采用高反射Ag膜作为反射电极，顶部采用半透明Ag膜作为光出射电极，形成了一个光学谐振腔（颜色转换腔）。所有器件的发光层都相同，均发射白光，因此无需对量子点发光层进行图形化。IZO（indium zinc oxide) 作为透明相位调节层，通过调节IZO的厚度来满足红、绿和蓝光发射的谐振条件，从而使相应的腔有选择的将量子点发光层发出的白光分别转换为红、绿和蓝光。在这种结构中，仅需利用成熟的光刻技术对IZO进行图形化，即可得到高分辨率的红、绿、蓝QLED像素阵列。