Advanced Optical Materials:光提取助力实现超低压高效白光量子点发光二极管

量子点发光二极管(QLED)被认为是下一代高质量显示和固态照明的理想选择。在过去的研究中,基于单色量子点(QDs)的发光二极管已经得到了快速发展。具有照明和背光应用潜力的白色QLED(同时发射红色,绿色和蓝色)也受到了广泛的关注。迄今为止,白色QLED的性能仍然存在一些问题,所报道的高性能白色QLED都是通过叠层式器件来实现,这将不可避免地导致驱动电压大幅增加。与此同时,现有设备在不同亮度下的白光光谱稳定性差,白光光谱在不同亮度下的稳定性对于其实际应用也很重要。

同时,由于低的光提取效率,QLED的EQE受到严重限制。通常的QLED内部产生的光子中只有约20%能够被释放到空气中。因此,如果要提高器件性能,就必须对QLED的光提取进行深入研究。现有的光提取技术通常需要复杂的制造过程和高昂制造成本的微结构用以抑制QLED中的波导光。相反如果在器件外部对基板表面进行简单的改性显然是一种很有效而易行的策略。

鉴于此,福州大学李福山教授课题组报告了一种使用混合红色(R),蓝色(B)和绿色(G)QD发射层的全溶液处理技术。优化了红色,绿色和蓝色量子点的混合比例,以控制不同颜色的量子点之间的Förster共振能量转移(FRET)。此外,通过简单有效的外部光输出耦合,从而获得具有极低输入电压的高效白光QLED。实现了迄今为止报道的28.4%最高EQE,并在3.4 V的低电压下获得CIE坐标为(0.33,0.34)的纯白色发射光。与此同时,器件还在非常大的亮度范围内(6052–74363 cd m−2)实现了白光光谱稳定性。将光学透镜耦合到基板外部的技术简单且成本低廉,与照明和全彩色显示器的QLED面板的制造技术兼容。该结果为实现具有低功耗的高性能白色QLED提供了一种有前途的方法,有望在下一代照明和显示器中得到应用。相关论文在线发表在Advanced Optical Materials  (DOI: 10.1002/adom.202001479) 上。