PQD Paper 提升Micro / Mini LED 光电转换效率,应用于可挠式显示设备

量子点荧光粉为奈米等级的颗粒,其好处为有较佳的吸收率、高转换效率及高演色性等优势,应用以固态照明及显示为主。近期的话题,则以三星QLED显示屏将量子点技术混合在OLED 之中,使显示器的亮度与色彩的鲜艳度再次提升,这也显示了量子点已经具有产品化的实力。然而传统的量子点普遍含有有毒重金属镉,以及容易受到温度湿度影响等问题。交通大学郭浩中教授团队长期专注于量子点结合Micro LED 显示技术的研究,近期对于量子点与Micro LED 上取得相当大的突破。LEDinside 相当荣幸拜访 交通大学 郭浩中教授,请教近期重大进展。

首先为了克服量子点受热容易衰退的问题,交通大学开发出Hybrid-type LED,将量子点灌注至玻璃容器的设计,使量子点维持以液态的方式,有效提升发光效率与散热效果,可达到NTSC 120% 与Rec. 2020 90%的广色域表现。研究数据表示,Hybrid-type LED ,在大电流(即温度较高)的操作下,其量子点的转换效率比传统固态的量子点薄膜可以提升24.5%,发光效率可达到51 lm/W。

更重要的是,由于传统的绿光量子点转换率一般不到40%,因此交通大学近期也发表了钙钛矿量子点纸 (PQD paper),其厚度只有45微米,钙钛矿量子点本身具有不含镉等有害物质及高效率等优势,郭教授团队与香港城市大学何志浩教授合作,将钙钛矿量子点结合了奈米玻璃纤维制作成PQD paper,提升钙钛矿量子点寿命的同时,也达到了120 lm/W的高转换效率。根据实验结果,发光波长为518 nm 的绿光PQD paper对于蓝紫光拥有高达91%吸收率。郭教授团队也采用绿色的PQD Paper 与红色的KSF材料搭配蓝光LED制作出白光LED,其可达到 NTSC 123% 与Rec. 2020 92%,经过连续250小时的点测,整体的光通量仅下降12.4%,大幅改善了钙钛矿材料容易受到水氧导致衰退的影响,郭教授团队现在也在开发使用原子层沉积(ALD)钝化保护技术制作PQD paper的保护层,预期可将信赖寿命提升超过1,000小时。此外,PQD paper的另一大亮点就是可挠的特性,目前已经可以做到0.28 mm-1曲率半径的弯曲,并且达到143的发光场型,未来在可挠式面板或穿戴式组件都有很大的应用价值。

郭教授团队近期在量子点与Micro-LED结合的研究成果也获得2019科技部未来突破奖的殊荣,PQD paper的相关研究成果也发表在顶尖国际期刊Advanced Science,想要进一步了解研究的完整内容,请参考下列网址: https://dop.nctu.edu.tw/Labs/sclab/.

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