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华中科大《Nature》子刊:用于有源矩阵显示器的高效全热蒸发PeLED
华中科大《Nature》子刊:用于有源矩阵显示器的高效全热蒸发PeLED 时间: 2024-07-08 12:34:11 |   作者: 爱游戏官网网页版入口

  钙钛矿发光二极管(PeLED)最近在下一代显示器中显示出巨大的潜力。通过热蒸发制造PeLED并将其用于有机发光二极管工业制造的技术加速了钙钛矿显示器的发展。然而,由于蒸发过程中快速且不可控的晶体生长,钙钛矿的热蒸发产生具有高密度缺陷的薄膜。因此,蒸发的PELED的性能落后于溶液处理的同类产品。

  在这里,来自华中科技大学的研究者开发了一种三源共蒸发策略,以引入一种多功能路易斯碱添加剂,该添加剂在限制电荷载流子和钝化表面缺陷的同时减小钙钛矿晶粒尺寸。该工艺能够原位形成高质量的钙钛矿纳米晶体膜,具有高结晶度和低缺陷。对于具有全热蒸发器件架构的绿色PeLED,实现了16.4%的峰值外部量子效率。通过在6.67英寸薄膜晶体管背板上集成顶部发射PeLED,进一步制造有源矩阵PeLED显示器。相关论文以题目为“Efficient all-thermally evaporated perovskite light-emitting diodes for active-matrix displays”与2023年发表在Nature Photonics期刊上。

  为了满足一直增长的显示器市场,我们从始至终致力于开发高性能、超高的性价比的显示器技术。钙钛矿发光二极管(PeLED)由于其宽色域、可调发射波长、高效率和低材料成本,最近已成为下一代光源的有前途的候选者。自2014年第一个室温PeLED问世以来,其外部量子效率(EQE)已超过28%。最近,近红外和绿色PeLED的工作寿命取得了实质性进展,提高了未来显示行业商业化的可能性。此外,钙钛矿太阳能电池稳定性的最新进展提供了有用的指导。这些令人鼓舞的根据结果得出,未来PeLED的运行稳定性有望进一步提升。实际的电致发光显示器需要精心设计的多色PeLED像素,以与下面的数百万薄膜晶体管(TFT)阵列对齐。

  然而,到目前为止,性能最好的PeLED仍然是通过实验室规模的旋涂技术制造的,使用该技术在精确定义像素区域方面存在相当大的困难,这阻碍了PeLED显示器的实现。相比之下,用于商业有机LED(OLED)制造的热蒸发策略能够正常的使用精细的金属掩模容易地生成超细多色图案,并且由于不需要有机溶剂,因此可以在一定程度上完成清洁生产。因此,所有热蒸发的PeLED都可以继承现有的生产线和OLED行业积累的经验,大幅度降低生产所带来的成本,加快市场进入。尽管有这些巨大的优势(扩展数据图1a),但热蒸发PeLED很少被探索,其性能大大落后于溶液处理的PeLED。

  总之,作者通过原位引入多功能路易斯碱添加剂TPPO,成功地证明了高质量CsPbBr-TPPO3纳米晶体薄膜的气相沉积,TPPO同时作为结晶抑制剂、尺寸限制配体和表面钝化剂。这使作者能够制备光滑均匀的热蒸发CsPbBr3-TPPO纳米晶体膜,其PLQY创下了约80%的历史上最新的记录。当CsPbBr3-TPPO纳米晶体在所有热蒸发的PeLED中被实现为发射层时,显示出16.4%的峰值EQE。作者觉得,这项工作不仅为生产高效的热蒸发PeLED提供了宝贵的指导,而且代表了将PeLED从实验室推向商业化的一个关键步骤。(文:爱新觉罗星)

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