作為國際頂尖的納米材料科學(xué)家,浙江大學(xué)教授彭笑剛是量子點(diǎn)綠色化學(xué)合成方法的創(chuàng)始人,其在量子點(diǎn)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了20多年的研究,其研究成果已開始在顯示領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。在2016中國(國際)量子點(diǎn)產(chǎn)業(yè)峰會上,納晶科技顯示事業(yè)部總經(jīng)理趙飛受彭笑剛教授委托,分享了其在量子點(diǎn)材料在顯示領(lǐng)域應(yīng)用與研究的成果。
作為下一代最有競爭力的顯示技術(shù),量子點(diǎn)技術(shù)憑借色域覆蓋率、色彩控制精確、使用壽命、功耗等方面巨大優(yōu)勢,被認(rèn)為是OLED并駕齊驅(qū)的未來顯示技術(shù)。趙飛在峰會上首先表示:“2015年初量子點(diǎn)僅僅作為熒光粉領(lǐng)域一個非常小的分支出現(xiàn)在人們的視野之中,然而短短的一年半的時間,量子點(diǎn)從一個分支,發(fā)展到可稱之為一個行業(yè),這讓從事量子點(diǎn)研究與應(yīng)用的人備受鼓舞。”
趙飛介紹,量子點(diǎn)通俗而講就是溶液膠體納米晶,尺寸一般2-10納米,自被發(fā)現(xiàn)以來備受各個領(lǐng)域關(guān)注,特別從90年代到現(xiàn)在,很多人對量子點(diǎn)研究及關(guān)注日益增長。他認(rèn)為,量子點(diǎn)可以說是有史以來人類發(fā)現(xiàn)的最為優(yōu)秀的發(fā)光材料之一。由于量子點(diǎn)被稱為膠體納米晶,即以無機(jī)的固體材料為主,可靠性非常高,同時因采用溶液法合成,相比一些傳統(tǒng)的熒光材料具有非常好的加工性能,為后續(xù)柔性O(shè)LED或者類似柔性顯示提供了可能。從原理上來講,隨著顆粒減小,能級從一個比較分散的狀態(tài)或者連續(xù)的狀態(tài)變成一個分裂狀態(tài),而且能級分裂大小和尺寸有關(guān)聯(lián)關(guān)系?;诖?,就可以通過量子點(diǎn)尺寸來控制光學(xué)性能,發(fā)光顏色也可以覆蓋整個可見光區(qū)域,從藍(lán)光一直到紅光甚至紫外區(qū)域。
據(jù)介紹,從上世紀(jì)70年代到2016年,量子點(diǎn)經(jīng)歷了三個階段:第一,萌芽發(fā)現(xiàn)時期,即上世紀(jì)70-80年代。第二階段,合成的中心時期。自上世紀(jì)90時代以來,非常優(yōu)秀的納米晶被合成,同時也涌現(xiàn)了非常多相關(guān)的量子點(diǎn)專家。第三階段,以2011年左右為分界線,彭笑剛教授發(fā)明了綠色化學(xué)合成方法,使量子點(diǎn)普遍的合成成為可能。
趙飛指出,量子點(diǎn)的出現(xiàn),給顯示帶來了更加鮮艷、更加至純、至美的色彩表現(xiàn),但是QLED和QD TV分屬兩個概念,QD TV僅僅是第一代量子點(diǎn)電視,需要背光和液晶組合在一起。彭笑剛教授開發(fā)的QLED是一種可自發(fā)光的量子點(diǎn)發(fā)光二極管,可調(diào)性高,相對OLED有更好的優(yōu)勢。2014年,在彭笑剛教授努力之下,實(shí)現(xiàn)了紅光QLED性能突破,EQE達(dá)到20.5%,壽命實(shí)現(xiàn)了10萬小時。
由于QLED器件要求量子點(diǎn)必須是完美的單晶狀態(tài),同時均一性要求高,且需要和結(jié)構(gòu)匹配,這對量子點(diǎn)本身提出很大的挑戰(zhàn)。對此,彭教授提出了一個激發(fā)態(tài)控制合成的機(jī)理,這是繼綠色化學(xué)合成方法之后提出的第二個比較讓人振奮的一個研究突破方向。通過合成量子點(diǎn)本身的激發(fā)態(tài),這樣可以實(shí)現(xiàn)定向合成,發(fā)光效率和壽命都得到了很好的提升,非常適用于QLED的合成,這一點(diǎn)已經(jīng)在彭笑剛教授聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室得到充分驗(yàn)證。
趙飛也介紹,目前麻省理工(MIT)提供了蒸鍍量子點(diǎn)方案,也實(shí)現(xiàn)了非常高的效率。但是因量子點(diǎn)的可加工性,彭笑剛教授課題組研究方向是采用印刷打印路線,可以做成油墨進(jìn)行打印,其為一種高效率、低成本的加工方式。在峰會上,趙飛展示了納晶聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室取得目前階段的成果,但是也認(rèn)為QLED仍然存在很多技術(shù)挑戰(zhàn),需要得到進(jìn)一步的突破。
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