TCL突破量子點材料 華星光電將引領QLED發展

近日,英國最有名望的科學雜誌《自然》下屬《自然通訊》刊登TCL集團工業研究院專家團隊論文,證實TCL已攻克電致發光的紅色量子點材料的壽命難題。

事實上,紅綠藍三基色量子點材料的效率和壽命難題,以及印刷顯示工藝的應用實現,絕大多數已被TCL率先攻破,量子點顯示領域即將迎來從光致發光到電致發光的躍遷。

QLED:顯示行業顛覆性技術

據瞭解,量子點為無機材料,是由直徑為2-10納米的內核和外殼組成的最終由高分子塗層包裹而成的構造,其獨特之處在於向同一種物質發光或供給電流,不同大小粒子將展現出不同的顏色。

量子點技術在顯示領域的應用包括兩個層面:即電致發光與光致發光。目前市場上可見的量子點顯示器都是基於光致發光原理,是量子點背光技術(QD-BLU)與液晶顯示相結合的產物,即量子點背光液晶顯示器(QD-LCD),只是量子點顯示的第一代應用。而電致發光是量子點材料在電場驅動下自主發出不同顏色的光,可以說QLED的顯示原理與OLED類似,但相較於OLED更具有顯著的優勢:

一、QLDE色域廣、純度高。液晶、OLED的發光波峰分別為70~120nm、50~70nm,而量子點可以小於20nm,其發光波峰很窄,量子點顯示畫質顏色更鮮豔、色飽和度更高,最大程度還原了物理本身顏色;色域可輕易達到色彩標準BT2020 90%以上,而OLED只能達到70%左右。

二、QLED發光效率高。QLED發光材料為無機物,量子點自身發光效率可達到近乎100%,在同等畫質下,QLED的節能性有望達到OLED的2倍,配合其他工藝環節,還可以做到更加高效節能。

三、QLED材料穩定性更好。首先從物質的根本屬性上,OLED是一種有機材料,具有先天的不穩定性,從而導致採用OLED顯示技術的設備在壽命、光效上都擁有難以突破的問題,而量子點相比有機物來講穩定性更好,所以目前用作顯示的OLED大多是小屏幕、更新換代快的電子設備。而且,QLED的紅綠藍三色光是不同大小的同一種量子點材料產生,基礎材料的性質和衰減基本一致,不存在OLED材料中的使用壽命差異問題。

四、QLED材料及製造成本更低。目前OLED材料1,500歐元/1g,而量子點材料國內的製造成本相對於OLED材料極低。另外,OLED易老化的問題也對其封裝提出了更高的要求,必然導致成本的提升。

TCL攻克多重難關 獨領QLED風騷

雖然QLED具備顯著的優勢,但也面臨著諸多技術難題,如高質量的藍光很少、藍光材料的壽命無法突破,以及可實現QLED量產的印刷顯示設備與工藝尚未成熟等問題。即使現在廣受關注的QD-OLED技術,也是採用OLED材料發出的藍光激發紅綠光量子點材料,仍是光致發光的技術路線。

面對QLED多重難關,TCL成立了國內最大的顯示材料研發中心——TCL集團工業研究院顯示材料研發中心,近年來攻克顯示材料領域多重難關,取得多項第一。

早在三年前,TCL顯示材料研發中心就已解決紅綠色光量子點材料效率問題。而關於使用壽命問題,TCL於2017年底將紅綠量子點材料的壽命做到了產業化水平,屬業內首家。紅光量子點材料(T95)可連續使用時間超過3,000小時,遠超此前全球領先水平10倍;綠光量子點材料(T50)可連續使用時間超過20,000小時,遠超此前全球領先水平5倍。因此TCL早已攻克紅綠光量子點材料性能和壽命問題。

此外,TCL在最難攻克的藍光量子點材料也取得最新進展,已經把藍光的外量子效率做到了量產化水平,其藍光效率可達23%,也是目前為止全球唯一一個獲得此成績的團隊。截至目前,在量子點材料產業化攻關方面,TCL僅剩下藍光材料壽命最後一個問題。一旦量子點材料成功實現量產,不僅是TCL的突破,也將是中國真正的在新一代顯示技術領域站在全球最前沿的標杆。

據瞭解,TCL旗下華星光電投資的廣東聚華已建立G4.5印刷顯示研發公共開放平臺,除積極準備印刷制式的OLED顯示器件的量產,也攻克了印刷QLED的關鍵技術,成功印製5吋彩色QLED,正在規劃印製大尺寸AM QLED顯示器的開發。量子點材料的逐漸成熟,將通過印刷的工藝實現工業的生產和應用。

目前,作為國內唯一完成產業鏈垂直整合的企業,TCL已經在量子點材料合成、量子點印刷器件、印刷顯示工藝技術、G4.5印刷顯示平臺等得到優先佈局和均衡發展。顯示產業從CRT、到LCD、再到OLED,核心技術一直掌握在國外巨頭手中,QLED從材料到器件到應用,中國實力展露鋒芒,有望引領下一輪顯示技術發展。


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