新加坡國立大學的研究人員開發出一種強發光的鈣鈦礦-聚合物複合膜，可以為下一代平板電子顯示器帶來更豐富，更自然的色彩。
新加坡國立大學的研究人員開發出一種色彩增強膜，可以為下一代平板電子顯示器帶來更豐富，更自然的色彩。
目前的商業顯示技術如OLED（有機發光二極管）和QLED（量子點發光二極管）只能產生略高於人眼可見顏色的50％的效果。這限制了這些顯示器可以實現的色彩再現。
由新國大化學系和新加坡太陽能研究所（SERIS）的TAN Zhi Kuang教授領導的研究小組開發了一種彩色增強薄膜，可以使未來的顯示技術產生超過75％的可見顏色。這種技術是通過稱為鈣鈦礦的半導體材料實現的，可以通過改變其化學成分來調節，從而以各種顏色強烈有效地發光。為了製作增強膜，研究小組將納米級鈣鈦礦材料晶體與液態單體（塑料前體）混合，並通過用白光照射混合物引發聚合反應。
這一工藝使研究小組得以製備出一種強發光的鈣鈦礦-聚合物複合膜。與傳統的鈣鈦礦納米晶薄膜相比，該薄膜的發光效率提高了三倍。發光性能的提高是由於聚合物複合材料中鈣鈦礦納米晶之間的空間分離增加，從而阻止了晶體間能量向缺陷和非發射體的傳遞。這一創新使得鈣鈦礦材料能夠更有效地發光，並在展示產品中使用時消耗更少的能量。他們的色彩性能可以使下一代電視和顯示器達到更高的質量要求。
圖：使用鈣鈦礦基薄膜原型顯示顏色增強效果的照片。當將薄膜放置在背光單元和顯示屏之間時，觀察到光譜“更純”的紅色和綠色
為了理解顯示器如何產生一系列顏色，首先要了解人眼的功能。由於存在對紅色，綠色和藍色（RGB）顏色敏感的三種類型的錐形細胞，我們的眼睛能夠感知顏色。這些錐形細胞的不同刺激程度使我們能夠看到無數的顏色。例如，紅色和綠色錐體的組合刺激將給出黃色的感知。鈣鈦礦具有出色的色彩性能，因為它能夠產生光譜“更純”的RGB光，更能刺激我們眼中的三種錐形細胞。這種對錐形刺激的更大控制使得顯示器能夠再現更多的顏色，模仿我們的眼睛在現實世界中所感知的顏色。
研究團隊成員WONG Ying Chieh博士說：“鈣鈦礦易於合成，可能有助於擴大規模，降低顯示器的生產成本。鈣鈦礦前體化學品的反應時間形成納米晶體通常約為10秒。“
Tan教授補充道：“鈣鈦礦材料可以以類似於油漆的溶液形式進行塗層和加工，並且可以用於大面積顯示器。雖然我們的材料可用於提高電視和移動設備的性能，但我的願景是將它們放在一起。在我們的生活或工作空間中使用牆壁大小的顯示器來創建具有豐富自然色彩的逼真虛擬環境。
該研究團隊目前正在與顯示器公司合作，將鈣鈦礦顏色增強薄膜商業化，並希望在未來兩到三年內看到消費電子產品的技術。
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