《三星:正研究将量子点技术应用于Micro LED电视_平板显示》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2018-04-23
  • 三星电视事业部老板表示,三星电子一直在研究将量子点技术应用到其Micro LED电视上的方法。

    在首尔举行的2018 QLED电视模型发布会上,三星影像显示器事业部长韩宗熙(音译)说:“我们正计划从越南生产并供应Micro LED电视”。

    三星确定推出146英寸的Micro LED电视模型,但三星总裁表示,最大与最小的尺寸仍未确定。

    据韩宗熙称,三星将于6月宣布价格,公司将会参考其110英寸超高清电视的价格,该电视在首次推出时售价为149,900美元(折合人民币约94万元)。

    三星总裁还表示,关于Micro LED电视应用量子点技术这个问题,若要实现将量子点放置到肉眼看不到的微米尺寸LED上,需要高水平的尖端技术。Micro LED要求在外延片上构成RGB,如果能够应用量子点技术并提高生产率,则可以节省成本。

    此前谣传三星计划推出一台QLED电视,而韩宗熙否认了该谣言,但他表示公司内部开展了一个研究项目,拟结合QLED与OLED技术。

    此外,三星将于今年下半年推出Micro LED电视The Wall。

    Micro LED电视是由微米尺寸的LED组成一个屏幕,与OLED一样,这项技术无需背光源,而是使用无机材料。三星的竞争对手LG正在将OLED技术应用到其高端的电视上。

    据了解,2017年,全球及韩国本土公司有关Micro LED的专利申请量已翻了一番。

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    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-10-16
    • 量子点(QD)具有荧光量子产率高、单色性佳、发射光谱随尺寸连续可调、光化学稳定性和热稳定性强等优点,被认为是下一代平板显示和固态照明应用中最具潜力的候选材料。量子点发光二极管(QD-LED)具有出色的效率,色纯度,可靠性,并且可通过具有成本效益的制造方式实现规模化生产,因此是大面板显示器的理想选择。 目前,红色、绿色和蓝色QD-LED的外量子效率(EQE)分别达到了20.5%,23.9%和19.8%。而且,红色和绿色QD-LED均可以实现高亮度下的长寿命,分别为T95= 3,800 h和T95 = 2,500 h(T95,亮度降低到初始值的95%的时间)。相比之下,蓝色QD-LED的稳定性却差很多,主要的原因如下:1)非辐射重组;2)蓝色量子点发光层和空穴传输层之间存在较大的注入势垒,使得过剩的电子在发光层和空穴传输层的界面处积累;3)电偏压下配体的不稳定性。此外,QD-LED的另一个亟需解决的问题是这些量子点中大部分含有有毒的镉成分。因此,改善器件的操作稳定性并避免使用有毒的镉成分,成为了QD-LED商用的关键问题。 2019年,三星先进技术研究院Eunjoo Jang团队便在《Nature》发文,报道了一种制备均匀InP核和高度对称的核/壳QD的合成方法,其量子产率约为100%。经过优化的InP / ZnSe / ZnS QD-LED的最大外量子效率为21.4%,最大亮度为100,000 cd m-2,在100cd m-2的条件下使用寿命长达一百万小时,该性能可与最新的含镉QD-LED媲美。 然而,InP的最佳控制发射波长太长,无法成为蓝色发射器,并且最高的光致发光量子产率仅为76%。尽管有报道 InP/GaP/ZnS QD在480 nm处可以达到81%的光致发光量子产率,但EQE却低至1%。最近,ZnTeSe QD-LEDs将EQE 提高到 4.2%,但是其寿命短(200 cd m-2时T50 = 5min;亮度降低到初始值的50%所需的时间)。因此,开发无镉蓝光QD-LED仍然是一大挑战。 为了克服上述挑战, Eunjoo Jang团队继2019年后再次在《Nature》发文,报道了一种量子产率为100%的无镉蓝光ZnTeSe / ZnSe / ZnS量子点的合成。所得的器件显示出高达20.2%的EQE,亮度为88,900 cd m-2,在100 cd m-2时T50 = 15,850 h,这是迄今为止蓝光QD-LED报道的最高值!   文章亮点:   1)通过调整ZnTeSe核中Te掺杂,以在457 nm处实现完美的蓝光发射波长。 2)氢氟酸和氯化锌的添加可以消除ZnSe晶体结构中的堆叠缺陷并钝化表面悬空缺陷,从而将光致发光量子产率提高100%。 3)进一步的Cl-处理取代了天然的脂族配体,可以有效改善热稳定性和电荷注入/传输。 4)发射层(EML)设计为具有梯度Cl浓度的双堆叠结构,以促进空穴传输,从而提高器件的整体性能。 图文详情 一、ZnTeSe/ZnSe/ZnS (C/S/S)QDs蓝光量子点的合成和表征 图1:ZnTeSe/ZnSe/ZnS (C/S/S)QDs蓝光量子点的表征 要点一:在ZnTeSe核(直径3.1nm)中Te / Se的摩尔比为6.7mol%,以调节蓝色区域(457nm)中的发射波长。 要点二: ZnSe和ZnS壳的厚度分别为2.6 nm和1.2 nm。随着ZnSe壳层的生长,容易产生堆垛层错,促进了非辐射重组。 要点三:在壳生长过程中添加了ZnCl2和氢氟酸(HF), 几乎完全消除了堆垛层错,从而使光致发光的量子产率提高了93%。其中,ZnCl2能够取代庞大的配体,而HF能够通过质子化分离配体。 二、探究氯化物钝化表面缺陷的原因 在LED中使用C/S/S QD之前,通过两个配体交换步骤将天然油酸(OA)配体替换为ZnCl2:液相处理(表示为C / S / S-Cl(l))和洗膜处理(C / S / S-Cl(f))(图2a)。 图2:氯化物钝化表面缺陷探究。 要点一:由于ZnCl2比OA提供更好的钝化表面缺陷,所以C / S / S-Cl(l)QD显示出100%的光致发光量子产率(图2b)。 要点二:DFT计算表明,与Zn悬空键结合的阴离子使表面能稳定,并且在所有可能的配位方面,Cl-配体优于Ac-。此外,态密度表明,钝化表面(Ac2 / Zn4)中接近价带最大值的中间能隙陷阱态被附加的Cl(Ac2Cl2 / Zn4)消除(图2d),这说明了改进配体交换后的光致发光量子产率。 要点三:Cl-钝化QD薄膜的热稳定性显着提高。C / S / S QD膜在150°C下烘烤后仅保留了初始光致发光强度的19%,而Cl-钝化的C / S / S-Cl(l)和C / S / S-Cl(f )薄膜保持了初始光致发光的76%和90%(图2e)。 三、ZnTeSe/ZnSe/ZnS QD-LEDs的性能表征 研究人员设计了具有由C / S / S-Cl(l)和C / S / S-Cl(f)层组成的双量子点发射层的QD-LED,以同时改善电荷注入/传输和复合。 图3:ZnTeSe/ZnSe/ZnS QD-LEDs的性能表征 要点一:与具有原始C / S / S的QD-LED相比,具有C / S / S-Cl(f)的QD-LED的电流密度在3.5 V时增加了200倍,并且开启电压降低到2.6 V。 要点二:具有C / S / S,C / S / S / -Cl(l)和C / S / S-Cl(f)的QD-LEDs的亮度分别为25,000 cd m-2、40,120 cd m-2和68,220 cd m-2,EQE分别为8.0%,10.2%和14.3%。 要点三:经过优化的器件在效率和亮度方面均显示出显着的提高,分别达到20.2%和88,900 cd m-2。而且,运行稳定性也显着提高;在650 cd m-2的初始亮度下,T50测得为442 h(图3f),这相当于在100 cd m-2的15850 h。 小结:总之,该工作报道了一种量子产率约为100%的蓝光量子点的合成方法。研究发现,氢氟酸和氯化锌添加剂可通过消除ZnSe晶体结构中的堆叠缺陷来有效提高发光效率。另外,通过液体或固体配体交换的氯化物钝化导致缓慢的辐射复合,高的热稳定性和有效的电荷传输性质。此外,具有梯度氯化物含量的双量子点发射层的设计,可以促进空穴传输,从而使得器件在理论极限下显示出效率,高亮度和长使用寿命。该工作报道的高效,稳定的蓝色QD-LEDs为开发基于量子点的电致发光全色显示器开辟了重要的途径。
  • 《苹果三星等厂商发力 2021年Mini LED应用市场将蝶变》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2021-02-23
    • 2020年,MiniLED上游配套与下游应用呈现冰火两重天的现象,上游厂商加码投资,下游厂商蜻蜓点水,导致MiniLED背光应用未能真正打开市场局面。2021年,苹果、三星等厂商将发力MiniLED背光应用,有利于上下游厂商形成共振,加速MiniLED背光应用的普及。 2020年MiniLED产业链激进 MiniLED具有巨大的市场前景。TrendForce报告显示,到2024年,全球Mini/MicroLED市场规模将达42亿美元。聚积认为,MiniLED市场正在快速成长,2023年MiniLED市场规模有望超过10亿美元。 为了迎接即将爆发的MiniLED市场,LED产业链企业纷纷涌入。2020年,三安、晶电、华灿、国星、瑞丰、雷曼、利亚德、洲明科技、鸿利、沃格光电等持续推进MiniLED技术研发及其产业化。其中乾照光电募资11.5亿元用于Mini/Micro、高光效LED芯片研发及制造项目;鸿利Mini/MicroLED半导体显示项目一期正式投产,目前已达成多款机型小批量供货,大批量试样,部分机型具备量产能力;沃格光电实现MiniLED玻璃基板镀铜镀膜技术突破,各项测试得到客户的认可,已进入小批量生产阶段。 Mini/MicroLED作为重要的新型显示技术之一,同样受京东方、TCL华星、惠科、友达、群创、彩晶等面板企业关注。据了解,京东方已搭建玻璃基MiniLED生产基地,并与华灿光电合作开发MiniLED;TCL华星与三安半导体注册资本3亿元成立联合实验室,聚焦于Micro-LED显示技术开发;惠科展出了55英寸MiniLED背光量子点电视,点间距0.1845mm,峰值亮度1000cd/m2,对比度100000:1。彩晶收购和鑫光电位于南科的闲置厂房,主要是为因应未来营运所需,以及发展Mini/MicroLED面板。 集微咨询分析师指出,面板厂商此前主要在背光模组领域与LED企业有一些交集,如今在Mini/MicroLED领域与LED企业将开展更加深入的合作。因为Mini/MicroLED产业链比较长,既需要面板厂商TFT支持,又需要LED企业LED芯片等技术突破,任何一方都无法独自挑起Mini/MicroLED产业化大梁。 2020年MiniLED应用不温不火 与一片繁荣的MiniLED产业链相比,2020年MiniLED应用市场稍显暗淡。MiniLED背光在电视、显示器、笔记本电脑、车载显示等应用市场处于浅尝则止阶段。MiniLED直显市场虽然保持高速增长,但是市场渗透率还很低。 MiniLED直显突破了拼缝、尺寸、比例和分辨率局限,弥补了液晶单屏或者液晶拼接屏的不足,在100英尺及以上尺寸市场具有明显优势,有机会在大屏幕拼接、LED会议一体机等市场快速渗透。2020年,三星、LG、利亚德、洲明、雷曼、国星光电、奥拓等都发布了MiniLED直显产品,但是受制于较高的价格,MiniLED直显产品并没有在市场中激起大的浪花。 MiniLED背光应用一般属于数码产品,对成本较为敏感,搭载MiniLED背光的iPadPro产品发布时间又延至2021年,导致2020年MiniLED背光应用市场业绩平平。 2020年,MiniLED背光成功应用在电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、车载显示上,看起来一片火热,但实际上绝大部分厂商只是为了秀肌肉,没有大范围应用、推广。2020年,TCL、小米、康佳等都推出了MiniLED背光液晶电视,但是都定位为高端产品,销量十分有限;戴尔展出了31.5英寸MiniLED背光医疗显示器,但是还在改进中,并未上市销售;微星推出全球首款搭载MiniLED背光液晶屏笔记本电脑Creator17,主要针对设计、游戏等专业用户群体;TCL华星展出了全球首款48英寸8KIn-cellTouchAMMini-LED背光曲面车载屏,目前并未获车厂采用。 2021年MiniLED应用有望蝶变 2021年,MiniLED应用市场有望迎来转折点。苹果、三星、海信、LG等大厂涌入,将推动MiniLED背光在平板电脑、电视等获得广泛应用。 苹果iPadPro、MacBook有望在2021年导入MiniLED背光,晶电正在积极配合苹果将中国台湾厂区95%产能转换成MiniLED。2021年苹果将成为MiniLED背光应用的主力军之一。 不只苹果,三星平板电脑和电视也在积极引入MiniLED背光。三星不仅会发布搭载MiniLED背光的GalaxyTab,还将推出55英寸、65英寸、75英寸、85英寸等尺寸MiniLED背光电视,预计2021年出货目标达200万台,将加速MiniLED应用的普及。 此外,2021年,海信将正式量产搭载MiniLED背光的4K120Hz叠屏电视;TCL将推出了全新的ODZeroMiniLED背光电视;LG将发布采用量子点技术和MiniLED背光的QNED电视。 2021年,MiniLED背光将加速在电视、笔记本电脑、平板电脑等应用普及,有望成为MiniLED背光普及化元年,从而带动显示产业进入MiniLED新纪元。