《高质量量子点发光材料与高品质QLED的设计与构筑》

该项目成果属于纳米科学与技术基础与应用研究成果。

荧光量子点具有适于溶液法制备、光谱可调、发光效率高等突出特点,在照明显示领域极具应用前景。基于荧光量子点的电致发光器件(QLED)具有光谱覆盖范围更宽、色纯度更高、能耗更低等优势。应用于智能手机、大尺寸显示屏和照明等领域时能够显著提高LED的品质,弥补现有技术在面光源照明和高品质显示中的不足,成为重要的前沿显示与照明技术。项目组在高质量荧光量子点的设计合成及QLED构筑等方面有近10年的学术积累。实现了量子产率大于90%的可见-近红外荧光量子点材料的可控制备,是国际上率先报道可控构筑荧光非闪烁蓝色量子点体系的项目组。基于高质量的量子点体系实现了高品质可见-近红外QLED构筑,主要包括:蓝色QLED的外量子效率国际上率先突破10%;绿色QLED寿命和蓝色QLED亮度纪录的保持者;实现了红色QLED外量子效率大于10%且寿命大于5万小时;深红-近红外QLED外量子效率大于5%,是深红-近红外最高效率的保持者。在QLED领域形成了鲜明的国际特色,引领了该领域的发展。主要科学发现点如下:

1.建立了量子产率大于90%的高质量量子点“低温成核,高温生长壳层”合成体系。国际上率先通过壳层界面高温调控在深蓝色-可见区域实现量子产率大于90%,且荧光非闪烁的核壳结构量子点合成。

2.发展了蓝光QLED界面修饰技术,阐明了界面调控对提高蓝光QLED效率和亮度的物理机制。国际上首次构筑了外量子效率大于10%的蓝色QLED原型器件。在蓝色QLED发光亮度、效率和寿命方面一直保持国际最高纪录。

3.揭示了核壳结构量子点壳层厚度与QLED器件传输层界面间的能级适配关系,构筑了高稳定的三基色QLED器件,通过核壳结构量子点界面、发光层/传输层界面调控构筑了高性能深红-近红外QLED。

4.建立了量子产率70%以上的低Cd/非Cd体系量子点“一锅煮”批量制备和原位配体交换技术,阐明了其温度依赖的生长机理,研究了其温度依赖的发光性质,创造了低Cd/非Cd体系蓝色QLED原型器件光电性能的新纪录。

该项目先后承担完成国家自然科学基金1项、河南省教育厅高校科技创新人才基金1项。8篇代表作包括Adv. Funct. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Laser Photonics Rev.、Nanoscale等在内的二区以上论文7篇。研究成果多次被Chem. Soc. Rev.、Chem. Rev.、Nat. Photonics等期刊进行正面引用评述,8篇代表性论文SCI他引次数合计261次。

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