新型封装技术大幅提升量子点LED寿命
据最新一期《科学进展》杂志报道，美国麻省理工学院联合三星先进技术研究院的研究人员，开发出一种简单、易于规模化生产的树脂封装技术，可将量子点发光二极管（QD-LED）尤其是蓝光器件的寿命提升5000倍以上。研究还揭示了QD-LED的退化机制，为提升器件稳定性、推动这一高性能显示技术商业化提供了新思路。未来，采用这一封装技术的QD-LED可应用于平板电视、AR/VR头显、智能手机、医学成像设备及大面积照明系统，并呈现更丰富、更明亮的色彩。
量子点是一种纳米级半导体材料，可发出色彩纯净的光。QD-LED利用电流直接激发量子点发光，与现有量子点显示技术相比，结构更简单、效率更高。阻碍QD-LED实现商业化的最大瓶颈是蓝色器件寿命过短。蓝色器件的稳定性仅为红色和绿色器件的1/50至1/100，难以满足商业显示设备的长期使用要求。
为找到原因，研究团队开发出一种全新的制样技术，将微小的QD-LED器件切割成纳米级超薄切片，并利用高分辨率电子显微镜观察器件内部结构在工作前后的变化。
结果发现，在持续工作过程中，蓝色QD-LED内部负责发光的三层关键功能材料都会发生退化，不仅厚度变薄，形貌也发生改变，原本彼此分离的量子点逐渐融合，失去原有形状。这一过程伴随着额外氢、氧元素的释放，它们可能是导致器件退化的重要因素。
基于这一发现，团队用一种丙烯酸酯树脂对QD-LED进行封装。实验结果显示，这层树脂能有效抑制氢、氧释放，减缓器件内部材料层的结构变化，从而显著提高器件稳定性。其中，红色QD-LED寿命提高约8倍，而最难解决的蓝色QD-LED寿命则提升了5000倍以上。
研究团队推测，树脂封装能阻止量子点周围形成水分，而水分很可能正是导致器件快速老化的重要原因。不过，他们也指出，树脂封装尚不能完全消除所有退化机制，因此未来计划继续优化器件结构，在QD-LED中增加新的功能层，以进一步提升发光效率和使用寿命。（记者张佳欣）