用于有源矩阵显示器的高效全热蒸发钙钛矿发光二极管

学术   2024-10-22 08:02   北京  

Nat. Mater. 22, 73–83 (2023)


钙钛矿发光二极管
钙钛矿发光二极管(PeLEDs)由于其宽的色域、可调发射波长、高效率和低材料成本,成为下一代有前途的候选光源,尤其是在显示器方面。

性能最好的PeLED通过实验室规模的自旋涂层技术制造的,在精确定义像素区域有相当大的困难,阻碍了PeLED显示器的实现。
热蒸发——用于商业有机LED制造的策略——容易地使用精细的金属掩模产生超细的多色图案,不涉及有机溶剂清洁生产。

钙钛矿材料的热蒸发沉积涉及前体蒸发、化学反应、核形成和晶体生长过程,可以看作是热蒸发和化学气相沉积的结合。

但是,这导致一个快速而不可控的晶体生长过程,促进低辐射复合速率的大晶粒的形成
现有解决方法:

本工作的策略

在共蒸发前,分别校准了CsBr、PbBr2和TPPO薄膜的厚度,获得正确的沉积速率和厚度的比例因子。

将衬底物温度提前保持在0°C,协助钙钛矿缓慢结晶。

使用独立的石英晶体精确地控制了CsBr、PbBr2和TPPO的沉积速率。
CsBr、PbBr2和TPPO的沉积速率分别固定在0.1As-1、0.1As-1和0.04As-1




1. 原位加入路易斯基添加剂TPPO作为结晶抑制剂、尺寸受限的配体和表面钝化剂制造光滑均匀的热蒸发CsPbBr3-TPPO纳米晶体薄膜,其PLQY为80%。
2.CsPbBr3-TPPO纳米晶体在全热蒸发的颗粒中作为发射层的峰值EQE为16.4%,几乎是报道的最佳蒸汽沉积层的两倍。
3.精心设计的全热蒸发结构类似于商业OLED,促进了第一个AMPeLED显示器的演示。6.67英寸的AMPeLED显示屏显示了高清图像和视频,分辨率为1080×2400和连续的灰度信息。是将PeLED从实验室走向商业化的关键一步。

参考文献:Nat. Mater. 22, 73–83 (2023)



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