Nature | 三星显示研究下一代EL QD技术

文 | 小C君 · 编译 | Nina

来源 ：Thelec.kr

CINNO Research 产业资讯，国际学术期刊Nature 11月27日刊登了一篇名为“InP内核与ZnSe、ZnS双重壳的高效率稳定性、长寿命量子点材料”的论文。论文的作者之一--三星电子综合技术院Jang Eunju研究员表示：通过三星独家和新材料技术论证了次世代面板商用可行性。
三星电子影像面板事业部（VD）于2015年首次推出采用光致发光（PL）量子点技术的LCD 电视 SUHD TV，成功实现了无镉量子点材料的商用化。此技术为Jang研究员开发出的InP内核量子点技术。2017年，三星将旗舰系列产品线名称从SUHD更名为QLED TV，并使用至今。
图：量子点结构
本次Jang研究员论文中的三星独家技术和新材料InP内核次时代面板材料为电致发光（EL）面板技术。Jang研究员的InP内核技术被公司十分认可，Jang研究员在2017年时被任命为高级研究员（Fellow），高级研究员称号是三星电子内部对于全球顶尖技术核心人才授予的职称。

三星显示计划在2021年投产的Q1线上采用PL QD面板，同步也在研究下一代EL QD技术。论文中QD面板被称为QD-LED，表示新的EL QD性能可以媲美最高水平的含镉量子点QD-LED材料，而InP QD-LED材料也可以很快实现商用。
论文中表示：InP内核 QD-LED理论上可以实现21.4%的外部量子效率（EQE）、10万尼特的亮度、100万小时的寿命（LT50,100nit下），而业界最优水平的含镉量子点的QD-LED 红光为20.5%， 绿光为21.0%，蓝光为19.8%。论文的另一位作者三星综合技术研究院Won Yuho研究员表示：本次研究的意义在于理解量子点材料形成的机理，并找出无关于壳厚度的高效率量子点的合成方法。通过最小化量子点相互能量消耗，调节电荷平衡以改善QLED(QD-LED，EL QD)效率和寿命的方法。
三星综合技术院研发团队在InP内核周边形成第一层壳ZnSe的过程中增加了氟酸（HF）去除InP内核氧化膜的制程，这样可以在较高温度340度上可以形成ZnSe壳。均匀的InP壳和对称(symmetric)核壳结构可以抑制能量转移和俄歇复合(Auger recombination)，可维持高发光效率。
形成核壳后还要有量子点粒子分散作用的配体(ligand)，而粒子的分散性和注入效率是此消彼长（Trade off）关系。配体越长，量子点在溶剂里的分散性就越好，但注入效率却会降低。而相反，较短的配体的注入效率虽高，但分散性却差。通电时，电荷是通过配体传输至量子点，配体越长，阻抗越大。
而三星综合技术院研发团队通过将初始表面配体(initial surface ligand)置换为较短配体的方式提升了电荷注入效率。通过混合长配体和段配体同时提升分散性和电荷注入效率。论文中表示：QD-LED在发光效率、色纯度、可靠性和成本上皆有优势，是最适合于大尺寸面板的材料。

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