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彭笑刚教授:量子点技术在显示应用中前景广阔

编辑:songqiuxia 2017-06-08 14:41:56 浏览:856  来源:中华显示网

  彭笑刚教授是全球顶尖纳米材料学家,其在量子点技术研发与应用上成就卓著,特别是量子点在显示领域的应用,为显示技术发展格局带来了新的变化。在2017海峡两岸(南京)新型显示产业高峰论坛上,彭笑刚教授分享了量子点技术在显示领域应用的看法。

彭笑刚教授

  以下为现场速记:

  非常高兴有这样一个机会再次在这样一个盛会上来讲讲量子点在显示作用。我主要是讲量子点。大家设想一下一种发光材料,表面有一些所谓的有机配体,这样使得可以加工。另外还有一个优势,它的颜色可以通过调解尺寸来实现,我可以从蓝色一直做到红色。这一种材料是量子点,这个东西看起来基本上的优势相对于一般的材料特别的问题,再就是发光颜色的可调。如果我们把量子点的发光和OLED的发光做一个对比,它发光的色纯度是非常高的。在比较早期的显示里面可以看的比较清楚,量子点显示的颜色会更鲜艳一些,后面会有一些最近的结果。量子点在国内并不是太热的领域,但实际上在国际是非常热门的领域,发表的文章数以万计。这个领域的开始大概在70年代左右,当时大家是想做太阳能电池,如果把半导体做到里面去是特别容易的事情。如果做到不同的尺寸和颜色是完全不一样的,原理很简单,我们把一个半导体的晶体做小了之后表现出来所谓的(英文)的时候量子效应。

  作为一种发光材料,首先你能不能把它做出来。90年代以前所谓的量子点实际上是没有优质的,各位肯定不会有任何兴趣,因为它基本上是不发光的。1993年左右有一个很有影响的发展,大家把(英文)的量子点做出来。量子点做出来的质量很好,但是做显示产业是没有希望的。到这个时候基本上一些大的公司都停下来不再做这个事情了,因为没有希望。后来我在90年代末期到大学任教的时候我做了一些工作,这个东西看上去没什么道理,所以做了一些基础的研究。我们提出来存在另外一个合成路线,已经有15年或者更长的历史。现在看起来目前也就是这样路线的发现使得量子点今天做的显示有了希望,它的成本如果相对于90年代的有机路线大约是七分之一都不到,安全性好、可控性好、质量好。

  2009年回国,我在想我过去这些年都干了什么,实际上我在合成量子点,要做的非常漂亮。但是这个东西有用吗?那只是一个功能的问题,我觉得我还在想。我还是做了一些工作,我认为这是核心,有没有人赚钱,没有人赚钱,所有的材料我认为都是在开玩笑。到2009年的时候是没有人赚到钱的,但是肯定要有人赚到钱。我们来看看问题是什么,做显示如果去检查量子点在单分子水平上的发光实际上是非常有趣的,并不是持续的。在持续的情况下发光是闪烁的,这是非常糟糕的事情,你不想让你的手机总在闪,那这个手机是根本没有用的,所以这个问题必须要解决。实际上到最近我们才真正找到这个问题的答案,才解决了这个问题。现在量子点做显示才成为一种可能。

  第二,我们说量子点做显示最大的特点是色的纯度高,你去比较把单个量子点的发光和你做出来的比较实际上是非常差的,如果这个问题解决不了做显示也是没有前途的。如果你去看做电子发光,量子点的水平在底下,这是一些文字的数据。去看OLED和量子水平在这里,量子点和OLED是完全不相信的,因为你的效率实在差的太远,根本就没有希望,我们都不用谈寿命。我作为这个领域合成化学主要奠基人和发展者,我认为这个责任是在我。我们的材料没有做到家,真正的原因是说我们对量子点的理解是不到位的。我们过去一直在控制尺寸是错误的,这个对化学来讲是全新的理念,做起来没那么容易。但是可以很高兴的告诉大家,认识到这一点以后,从我回国到现在8年下来是有用的。

  首先第一点,发光纯度已经可以做到单个和一批,你能够想到基本上和激光显示达到的效果是完全一样的,这个是没有问题的。第二,如果有闪烁的问题,这个问题是经过了几年的努力解决了,这是宏观的问题。这个量子点实际上是相当稳定的。这个是从红色一直到深蓝色我们都已经解决了。

  稳定性真正做显示,我们讲量子点稳定性实际上要工作的,并不是拿来就是这样,你在市场上一般的量子点真正是做显示的话基本上不够用的。这是我们最近的实验结果,应该把这个问题解决了,这是一个新型的量子点,你在不同的激光的照射下这种样品可以完完全全的存在,实际上早期是很难达到要求的。

  这是一个很有意思的问题,我决定还是要讲一讲。如果真正做显示,一个平方厘米的LED只有0.000002g,相当于是一公斤正常大米的重量,如果你一天只吃一台彩电问题不大,但是彩电不是让你吃的,所以一般来说没有问题。

  OLED的同仁问我,我有一次碰到一个很好的朋友他是南开大学的教授。你们全部是含苯的,致不致癌?他说肯定致癌的,他说封起来没事。这是量子点非常突出的优势。另外还有一个好消息,OLED不可能不适用苯环,90年代的时候已经有一些工作,虽然说这些质量非常差。我的实验室在2002年的时候解决了,大致上是可以解决的,但是还不是很好。2007年的时候把不同颜色的做出来了,这是所谓的无格(音)量子点,其实这个水平还是不够的。现在看起来是有一些优势和进展,原因其实就是回过头去看,我们发展的最好的合成是化学的东西不用和大家讲的太多。我们把机理基本上搞清楚了,我们现在生长(英文)可以用非常简单的方法来生长,尺寸控制现在已经不错了。原来能够做的是这个水平,最新的结果已经到了30几个了,这个和韩国已经相差不大了,所以说问题不是很大。在很快的将来大家应该能够看到无格的量子点在显示上应用达到要求。

  我讲一下我个人的理解和现代领域的现状,第一,量子点做显示最重要的目前大家能看到量子点电视,其实厂家都说QD-LCD是不准确的。实际上是用量子点增强(英文)。一个是说我在这个边上加深量子点的管,我在蓝色的背光上加上量子点的膜都可以达到效果,这是没有问题的。刚才江老师讲了一些Micro-LED,某种程度上并不是说我要取代LED,我是要加强这些东西的。如果说量子点LED看不出来,但是看实物差别非常大,普通的LCD的显示效果是有明显的差别。目前市场上看起来也是蛮吓人的,全世界今年是接近千亿量子点电视市场,非常客观。这是三星和LG的数据,这里面是蛮重要的一点是(英文),关于(英文)我在SID刚刚讲的数据说相差不是特别大,关于节能的问题还是很有前景的。这是纳晶科技他们刚刚动工建的量子点的基地,这个大约是5000万台彩电配套的基地,这应该在明年就会投产。

  下面讲一下量子点真正的电致发光,原来为什么做不好是原来量子点没有考虑自己,真正要做量子点必须要重新设计,在这个基础上我们基本上解决了这个问题。在2014年的时候真正把量子点LED做的相当不错。包括刚才欧阳院士提到的(英文)比较起来,我们的量子点显示至少不差,甚至寿命方面是很了不起的,已经是符合要求了。带来量子点做QD-LED现在是比较牢固的。显示的最大特点是打印,说的好也是好,说的坏也是好。投资大约是量子点做显示相当于普通的十分之一,制造过程电耗也是十分之一,这是蛮有意思的事情。

  刚才欧阳老师提到京东方做的打印方式的(英文),那是纳晶科技做的,他们没有公开发布,但是这个东西是京东方做的,这是非常惊艳的东西。这本来是一个,红绿蓝是打印的,非常漂亮。这是总结的(英文),大家认为随着时间的发展下一步是LCD,下一步是OLED,很有可能加深量子点以后会出现OLED加量子点,我也不认为是为了终结OLED,彼此之间都是一个增强的作用,包括做QLED和OLED是直接相关的。

 
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