研究人员开发出可拉伸量子点显示器

由基础科学研究所纳米粒子研究中心KIMDae-Hung教授领导的韩国科学家团队开创了一种可拉伸显示器的新方法。该团队宣布首次开发出本质上可拉伸的量子点发光二极管(QLED)。

在快速发展的显示技术领域，人们一直在追求创造本质上可拉伸的显示器。传统显示器受到刚性和不灵活组件的限制，一直在努力发展超越柔性显示器。人们显然需要能够承受显着拉伸同时保持其功能的新料和设备设计，这对于包括可穿戴和适应性接口技术在内的应用至关重要。

市场上大多数柔性显示器都采用有机发光二极管(OLED)技术，该技术采用有机材料作为发光元件。然而，OLED通常存在亮度有限和色纯度问题等缺点。另一方面，QLED显示器具有出色的色彩再现、亮度和寿命，对于优先考虑这些因素的消费者来说是一个令人信服的选择。

然而，开发柔性QLED显示器的内在挑战在于量子点(QD)本身的性质。作为零维无机纳米粒子，它们不具有固有的拉伸性。已经有人尝试将量子点嵌入弹性材料中以创建发光弹性复合材料。

这种方法遇到的一个重大障碍是弹性体的绝缘特性，它阻碍了电子和空穴向量子点的有效注入，从而降低了器件的电致发光效率。

因此，IBS研究人员必须想出创新方法来克服这些限制。他们的工作展示了在复合材料中加入第三种材料，以增强载流子向量子点的输送。采用p型半导体聚合物TFB来增强器件的拉伸性和空穴注入效率。添加TFB还改善了电子和空穴注入之间的平衡。

三元纳米复合材料薄膜的一个有趣的方面是其独特的内部结构表现出相分离，其中富含TFB的“岛”形成在底部，而嵌入SEBS-g-MA基质中的量子点位于这些岛的顶部。这种独特的结构布置最大限度地减少了激子猝灭位点并提高了空穴注入效率，从而实现了最佳的器件性能。

经过对这些材料的精心选择和工​​程设计，IBS研究人员实现了高亮度(15,170cdm-2)的QLED，这是可拉伸LED中最高的，此外还具有低阈值电压(3.2V)。即使施加很大的力来拉伸材料，该装置也不会受到损坏。

即使拉伸至1.5倍，器件内部量子点之间的距离也没有显着变化。例如，如果用该设备制作20英寸的QLED电视，这意味着即使拉到30英寸尺寸，显示性能也将保持不变。

共同第一作者KIMDong-chan教授解释说：“我们的研究团队还开发了一种高分辨率图案化技术，可应用于可拉伸量子点发光层。通过结合发光材料和图案化技术，我们展示了我们的器件在RGBLED和无源矩阵阵列等复杂应用方面的潜力。”

这项研究不仅展示了量子点在可拉伸显示器中的优越性能，而且为进一步增强器件性能奠定了新的方向。未来的研究将集中于优化所有器件层的载流子注入效率和可拉伸性。这一发现为下一代QLED技术奠定了坚实的基础，预示着未来显示技术不仅灵活，而且真正可拉伸，从而实现新形式的可穿戴电子产品及其他产品。

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