山東
據最新一期《科學進展》雜志報道，美國麻省理工學院聯合三星先進技術研究院的研究人員，開發出一種簡單、易于規模化生產的樹脂封裝技術，可將量子點發光二極管（QD-LED）尤其是藍光器件的壽命提升5000倍以上。研究還揭示了QD-LED的退化機制，為提升器件穩定性、推動這一高性能顯示技術商業化提供了新思路。未來，采用這一封裝技術的QD-LED可應用于平板電視、AR/VR頭顯、智能手機、醫學成像設備及大面積照明系統，并呈現更豐富、更明亮的色彩。
量子點是一種納米級半導體材料，可發出色彩純凈的光。QD-LED利用電流直接激發量子點發光，與現有量子點顯示技術相比，結構更簡單、效率更高。阻礙QD-LED實現商業化的最大瓶頸是藍色器件壽命過短。藍色器件的穩定性僅為紅色和綠色器件的1/50至1/100，難以滿足商業顯示設備的長期使用要求。
為找到原因，研究團隊開發出一種全新的制樣技術，將微小的QD-LED器件切割成納米級超薄切片，并利用高分辨率電子顯微鏡觀察器件內部結構在工作前后的變化。
結果發現，在持續工作過程中，藍色QD-LED內部負責發光的三層關鍵功能材料都會發生退化，不僅厚度變薄，形貌也發生改變，原本彼此分離的量子點逐漸融合，失去原有形狀。這一過程伴隨著額外氫、氧元素的釋放，它們可能是導致器件退化的重要因素。
基于這一發現，團隊用一種丙烯酸酯樹脂對QD-LED進行封裝。實驗結果顯示，這層樹脂能有效抑制氫、氧釋放，減緩器件內部材料層的結構變化，從而顯著提高器件穩定性。其中，紅色QD-LED壽命提高約8倍，而最難解決的藍色QD-LED壽命則提升了5000倍以上。
研究團隊推測，樹脂封裝能阻止量子點周圍形成水分，而水分很可能正是導致器件快速老化的重要原因。不過，他們也指出，樹脂封裝尚不能完全消除所有退化機制，因此未來計劃繼續優化器件結構，在QD-LED中增加新的功能層，以進一步提升發光效率和使用壽命。（記者張佳欣）
來源：科技日報
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