High-performance blue quantum dot light-emitting diodes enabled by multifunctional ligand modification

WANG Yuankun; ZHANG Dongkang; XIA Mengyang; ZHONG Binglin; WU Qianqian; WANG Lin; YANG Xuyong; WANG Sheng

doi:10.37188/CJLCD.2025-0225

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High-performance blue quantum dot light-emitting diodes enabled by multifunctional ligand modification

Quantum Dot Luminescent Devices | 更新时间：2026-09-12

- High-performance blue quantum dot light-emitting diodes enabled by multifunctional ligand modification
- Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays Vol. 41, Issue 1, Pages: 65-73(2026)
- 作者机构：
  
  上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室，上海 200072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key Research and Development Program of China(2024YFB3612404);National Natural Science Foundation of China(T2525035;62174104;12404479;62204214);Program of Shanghai Academic/Technology Research Leader(22XD1421200);Natural Science Foundation of Shanghai(23ZR1423300);Shanghai Science and Technology Committee(22YF1413500);Henan Provincial Natural Science Foundation(242300420681);China Postdoctoral Science Foundation(GZC20240971;GZB20240416)
- DOI：10.37188/CJLCD.2025-0225
  CLC： O482.31;TN383⁺.1
- CSTR：32172.14.CJLCD.2025-0225
- Received：07 November 2025，
  
  Revised：2025-12-23，
  
  Published：05 January 2026
- 稿件说明：
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WANG Yuankun, ZHANG Dongkang, XIA Mengyang, et al. High-performance blue quantum dot light-emitting diodes enabled by multifunctional ligand modification[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(1): 65-73.
DOI：

WANG Yuankun, ZHANG Dongkang, XIA Mengyang, et al. High-performance blue quantum dot light-emitting diodes enabled by multifunctional ligand modification[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(1): 65-73. DOI： 10.37188/CJLCD.2025-0225. CSTR： 32172.14.CJLCD.2025-0225.

摘要

量子点发光二极管（QLED）因其优异的光电特性，被视为下一代显示与照明技术的有力候选者。然而蓝光QLED在性能上仍显著落后于绿光和红光器件，严重制约了QLED全彩显示技术的商业化进程。一方面，蓝光量子点较深的价带能级使其与空穴传输层之间存在较高的空穴注入势垒，且表面长链油酸配体不利于载流子传输。另一方面，蓝光量子点核、壳材料的能级差较小，导致载流子容易与表面缺陷态发生耦合，引起非辐射复合，降低器件效率。本研究采用多功能配体盐酸苄基羟胺（BHACl）修饰蓝光量子点的表面。BHACl取代原有的长链油酸配体，提升了量子点薄膜中的载流子传输性能；其分子中的NH

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1.60866666

3.80999994

基团能够钝化表面硫悬空键，抑制非辐射复合；BHACl具有的大偶极矩使量子点能级整体上移，提高了空穴注入效率。基于此，制备的蓝光QLED器件实现了外量子效率（EQE）为19.2%，峰值亮度为28 237 cd·m

-2

，在100 cd·m

-2

初始亮度下器件寿命为8 986 h，各项性能显著优于对照器件。

Abstract

Quantum dot（QD） light-emitting diodes （QLEDs） are regarded as promising candidates for next-generation display and lighting technologies due to their excellent optoelectronic properties. However， the performance of blue QLEDs still lags far behind green and red counterparts， which seriously hinders the commercialization of QLED full-color displays. The main challenges arise from the deep valence band energy level of blue QDs， which leads to a large hole injection barrier at the QD/hole-transport layer （HTL） interface， as well as the insulating nature of long-chain oleic acid ligands that hinder charge transport. Moreover， the small energy offset between the core and shell materials in blue QDs facilitates carrier trapping at surface defect states， resulting in non-radiative recombination and thus reducing device efficiency. In this work， we introduce a multifunctional ligand， benzylhydroxylamine hydrochloride （BHACl）， to modify the surface of blue QDs. The BHACl molecules replace the native long-chain oleic acid ligands， significantly improving the carrier transport within QD films. Meanwhile， the NH

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1.77800000

4.40266657

groups effectively passivate surface sulfur dangling bonds， suppressing non-radiative recombination. In addition， the large dipole moment of BHACl upshifts the QD energy levels， thereby reducing the hole injection barrier. Benefiting from these synergistic effects， the fabricated blue QLEDs exhibit an external quantum efficiency （EQE） of 19.2%， a peak luminance of 8 986 cd·m

-2

， and an operational lifetime of 18 170 h at an initial luminance of 100 cd·m

-2

， representing substantial improvements over the control devices.

关键词

Keywords

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