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美国科学家最近证实可以利用单一种结构，制作出发光范围涵盖可见光波段的的混合有机量子点发光器件(hybrid organic-quantum dot light emitting devices，QD-LED)。研究人员采用ZnCdS与ZnCdSe量子点，将QD-LED的发光范围扩展至深蓝及深红波段，同时保留发绿光与橘光的载子传导材料。QD-LED可发出饱和纯色又既坚固耐用，而且还保有有机发光器件高效率、可弯曲及低成本的优点。 麻省理工学院(MIT)的Polina Anikeeva及Jonathan Halpert等人利用CdSe、ZnS、ZnSe层与半导体化合物ZnCdS及ZnCdSe，合成发光范围足以涵盖可见光波段的胶状量子点。他们采用一种能与各类量子点都兼容的有机基板，并利用一种简单的方法将量子点沉积在基材上：先以旋转铸模法(spin casting)在弹性体印章上形成量子点单层(QD monolayer)，再将此单层印在器件结构内。 由于此方法能独立制作量子点，因此各种颜色的量子点都可以使用相同的器件结构。换言之，这种QD-LED让研究人员能透过一个简单又便宜的步骤同时沉积红、绿及蓝量子点做为像素，因此具有应用在RGB平面显示器上的潜力。 与先前的QD-LED相较，MIT的器件的效能在绿光增加了4倍，在橘光则增加了30%，这得归功于基板有机载子传导材料与量子点之间的非辐射能量转移(non-radiative energy transfer)，亦即在有机薄膜中产生的激子(exciton)能有效地转移至量子点。 虽然MIT小组成功地找到一系列能提出激子给绿、橘、红色量子点的载子传导材料，但在蓝光方面却面临效率不彰的挑战。该小组提议可以透过设计并合成宽能隙的载子传导有机材料，来改善激子能量转移，让电荷直接注入蓝光量子点。Anikeeva表示，这类材料是填补红光-橘-绿及蓝光QD-LED效率落差的关键。
Left: composite of photographs of 0.6 x 1.9 mm2 QD-LED pixels operating at applied bias voltage of 6 V for blue and cyan, 4 V for green and orange, and 5 V for red. Right: electroluminescence spectra of QD-LEDs from photos at applied bias voltages of 5 V for blue, green, and orange, 6 V for cyan, and 4 V for red. Credit: Nano Lett. |
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