PQD Paper 提升Micro / Mini LED 光電轉換效率,應用于可撓式顯示設備

量子點熒光粉為奈米等級的顆粒,其好處為有較佳的吸收率、高轉換效率及高演色性等優勢,應用以固態照明及顯示為主。近期的話題,則以三星QLED顯示屏將量子點技術混合在OLED 之中,使顯示器的亮度與色彩的鮮艷度再次提升,這也顯示了量子點已經具有產品化的實力。然而傳統的量子點普遍含有有毒重金屬鎘,以及容易受到溫度濕度影響等問題。交通大學郭浩中教授團隊長期專注于量子點結合Micro LED 顯示技術的研究,近期對于量子點與Micro LED 上取得相當大的突破。LEDinside 相當榮幸拜訪 交通大學 郭浩中教授,請教近期重大進展。

首先為了克服量子點受熱容易衰退的問題,交通大學開發出Hybrid-type LED,將量子點灌注至玻璃容器的設計,使量子點維持以液態的方式,有效提升發光效率與散熱效果,可達到NTSC 120% 與Rec. 2020 90%的廣色域表現。研究數據表示,Hybrid-type LED ,在大電流(即溫度較高)的操作下,其量子點的轉換效率比傳統固態的量子點薄膜可以提升24.5%,發光效率可達到51 lm/W。

更重要的是,由于傳統的綠光量子點轉換率一般不到40%,因此交通大學近期也發表了鈣鈦礦量子點紙 (PQD paper),其厚度只有45微米,鈣鈦礦量子點本身具有不含鎘等有害物質及高效率等優勢,郭教授團隊與香港城市大學何志浩教授合作,將鈣鈦礦量子點結合了奈米玻璃纖維制作成PQD paper,提升鈣鈦礦量子點壽命的同時,也達到了120 lm/W的高轉換效率。根據實驗結果,發光波長為518 nm 的綠光PQD paper對于藍紫光擁有高達91%吸收率。郭教授團隊也采用綠色的PQD Paper 與紅色的KSF材料搭配藍光LED制作出白光LED,其可達到 NTSC 123% 與Rec. 2020 92%,經過連續250小時的點測,整體的光通量僅下降12.4%,大幅改善了鈣鈦礦材料容易受到水氧導致衰退的影響,郭教授團隊現在也在開發使用原子層沉積(ALD)鈍化保護技術制作PQD paper的保護層,預期可將信賴壽命提升超過1,000小時。此外,PQD paper的另一大亮點就是可撓的特性,目前已經可以做到0.28 mm-1曲率半徑的彎曲,并且達到143?的發光場型,未來在可撓式面板或穿戴式組件都有很大的應用價值。

郭教授團隊近期在量子點與Micro-LED結合的研究成果也獲得2019科技部未來突破獎的殊榮,PQD paper的相關研究成果也發表在頂尖國際期刊Advanced Science,想要進一步了解研究的完整內容,請參考下列網址: https://dop.nctu.edu.tw/Labs/sclab/.

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