量子點(diǎn)-聚合物復(fù)合材料因高發(fā)光效率（PLQY）、窄光譜寬度（FWHM）和可調(diào)顏色，在顯示和照明領(lǐng)域極具潛力。但量子點(diǎn)穩(wěn)定性差且難以大規(guī)模生產(chǎn)，需通過(guò)聚合物封裝解決。聚合物憑借易加工、化學(xué)穩(wěn)定、兼容性好等特性，成為保護(hù)量子點(diǎn)的理想材料。美能顯示作為專(zhuān)注于研發(fā)顯示行業(yè)精密高效檢測(cè)設(shè)備的企業(yè)，將聚焦于量子點(diǎn)-聚合物材料在背光顯示領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，推動(dòng)其在寬色域背光顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。

1

MILLENNIAL DISPLAY

背光顯示技術(shù)

目前市場(chǎng)上使用的背光顯示技術(shù)主要是光致發(fā)光（PL）型。光致發(fā)光技術(shù)常見(jiàn)于液晶顯示器（LCD）中，其中采用藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料（如熒光粉或量子點(diǎn)）作為背光源。在顯示設(shè)備的眾多組件中，發(fā)光材料是決定顯示性能的核心因素。

為了提供卓越的顯示質(zhì)量，發(fā)光材料必須具備幾個(gè)關(guān)鍵特性：高發(fā)光效率、高色純度、良好的穩(wěn)定性。

光致發(fā)光液晶顯示器結(jié)構(gòu)示意圖

2

MILLENNIAL DISPLAY

量子點(diǎn)背光顯示的重要指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)

（1）色域與半峰寬：色域反映顯示設(shè)備（如電視、電腦顯示器、打印機(jī)等）的色彩顯示能力，色域越大、色彩越豐富。半峰寬用于衡量發(fā)光材料光譜寬度，受多種關(guān)鍵因素影響，窄半峰寬有助于提升顯示色域和色彩還原度。

（2）亮度與光致發(fā)光量子產(chǎn)率：背光源亮度對(duì)顯示性能至關(guān)重要，尤其是在高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）內(nèi)容呈現(xiàn)、對(duì)比度以及強(qiáng)光環(huán)境下的色彩表現(xiàn)等方面。高亮度可增強(qiáng)可見(jiàn)性和色彩表現(xiàn)。光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）是描述材料光致發(fā)光效率的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，其值越高，顯示亮度越高，熱效應(yīng)越小。

（3）使用壽命與穩(wěn)定性：背光源使用壽命影響顯示設(shè)備整體壽命和用戶(hù)體驗(yàn)，受多種因素制約。量子點(diǎn)穩(wěn)定性關(guān)乎顯示質(zhì)量，高穩(wěn)定性量子點(diǎn)可避免光衰減和顏色變化。

3

MILLENNIAL DISPLAY

量子點(diǎn)背光源顯示材料發(fā)展

（1）II-VI族量子點(diǎn)材料：從傳統(tǒng)含鎘量子點(diǎn)向無(wú)鎘替代材料發(fā)展。含鎘量子點(diǎn)性能優(yōu)良，但存在毒性和污染問(wèn)題；鋅基量子點(diǎn)環(huán)保但量子效率和亮度較低；銅銦硫量子點(diǎn)雖無(wú)毒，但光譜帶寬、穩(wěn)定性差；合金量子點(diǎn)在性能和環(huán)保間取得平衡，但合成技術(shù)要求高、成本高。

II-VI族量子點(diǎn)材料表

II-VI族量子點(diǎn)圖

（2）III-V族量子點(diǎn)材料：具有無(wú)毒和優(yōu)異光學(xué)性能。磷化銦量子點(diǎn)是研究熱點(diǎn)，可滿(mǎn)足環(huán)保要求，但易產(chǎn)生表面缺陷；砷化銦量子點(diǎn)也是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料，其發(fā)射波長(zhǎng)可通過(guò)調(diào)節(jié)量子點(diǎn)的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)，覆蓋從可見(jiàn)光到紅外的整個(gè)范圍。在背光顯示中，砷化銦量子點(diǎn)更多地用于高端顯示設(shè)備以擴(kuò)展光譜（特別是在深紅和近紅外區(qū)域）。

Ⅲ-Ⅴ族量子點(diǎn)圖

（3）鈣鈦礦量子點(diǎn)材料：鈣鈦礦（LHP）量子點(diǎn)展現(xiàn)出巨大的潛力，并被廣泛認(rèn)為是背光應(yīng)用領(lǐng)域的一顆明星材料，但其穩(wěn)定性問(wèn)題，尤其是對(duì)水分、氧氣、光照和溫度的敏感性，仍是限制其廣泛應(yīng)用的主要障礙。如圖所示，為解決這一問(wèn)題，研究人員正通過(guò)表面改性、優(yōu)化合成工藝以及封裝技術(shù)等手段來(lái)提高鈣鈦礦量子點(diǎn)的環(huán)境穩(wěn)定性。

鈣鈦礦量子點(diǎn)圖

4

MILLENNIAL DISPLAY

量子點(diǎn)-聚合物材料合成及應(yīng)用

（1）先合成后封裝：是常見(jiàn)合成方法，能保證量子點(diǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定性，但合成、純化和封裝過(guò)程復(fù)雜，存在界面問(wèn)題，量子點(diǎn)易團(tuán)聚，封裝可能不完全。

（2）原位合成：量子點(diǎn)在聚合物基質(zhì)中直接生成，可避免團(tuán)聚和分散不均問(wèn)題，增強(qiáng)量子點(diǎn)與聚合物相互作用，提高材料穩(wěn)定性和光電性能，減少后處理步驟和成本。

（3）量子點(diǎn)封裝于聚合物：量子點(diǎn)與其他材料形成復(fù)合材料，如量子點(diǎn)-玻璃復(fù)合材料可提高量子點(diǎn)熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性；量子點(diǎn)核-殼復(fù)合材料能有效抑制表面缺陷，提升量子點(diǎn)性能，在顯示等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。

用于背光顯示器的量子點(diǎn)聚合物材料表

5

MILLENNIAL DISPLAY

結(jié)論與展望

量子點(diǎn)-聚合物材料在背光源顯示領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，可提升顯示性能、降低成本。美能顯示未來(lái)將集中關(guān)注柔性顯示應(yīng)用的探索以及顯示材料的低成本大規(guī)模生產(chǎn)，有望推動(dòng)顯示技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

原文出處:《Research Progress on Quantum Dot-Embedded Polymer Films and Plates for LCD Backlight Display》

*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問(wèn)題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。