一文搞懂量子点技术核心技能

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OFweek显示网讯 发光的原理大抵包含电致发光(Electroluminescence,EL)、光致发光(Photoluminescence,PL)和化学发光(生物发光和燃烧发光可归类在此),而如今被普遍使用,能产生高亮度、并且有效节能的方式,正是电致发光,早在爱迪生发明电灯时,就已打开电致发光的大门,光源之旅一路从始祖钨丝灯,一路走到今日的LED固态照明。

而LED、OLED和量子点,都同属于电致发光中的固态场效发光,电子从激发态(Excited State)以辐射的方式回到基态(Ground State),当材料是直接能隙半导体时,这个辐射就会以光的形式呈现,对无机物LED和量子点来说,激发态的能量位置称之为传导带(Conduction Band,CB),基态的位置称之为价带(Valence Band,VB),而对有机物OLED而言,只要把CB和VB换成LUMO和HOMO就好了,道理大抵都是相通的。

激发态的能量较高,回到基态时是释放能量的,对可发光的半导体材料来说,光就是这股被释放的能量,激发态与基态间关键的能量差就叫做能隙(Energy Gap),能隙决定了光的能量,进而决定了光的频率与波长,总结的说,材料的能隙就定义了光的色彩,是解开光谱奥秘的钥匙,不同的发光材料(直接能隙半导体),理论上对应了不同的能隙。

于是在固态发光的旅程中,科学家绞尽脑汁寻找各种波长对应的理想材料,辅以掺杂(doping)的技术实现各种颜色的光,商业化的过程还得考虑到效率、晶格匹配、热膨胀匹配等种种考量,背后蕴含了庞大的知识与技术,固态照明能有今天的成果,得要感谢科学家们的努力,替照明世界找齐那一块一块的拼图,无怪乎1993年中村叔叔搞出高亮度蓝光,补足RGB三缺一的诅咒时,全世界都流眼泪了!这个被誉为“二十世纪不可能的任务”的里程碑,一来意味着二极体白光的诞生,固态照明的路从此打开,二来意味着实现全色彩(Full Color)的原料齐备,LED可以拿去做显示了!一个蓝光的突破,让LED一口气打开通往两个巨大市场的门,中村于是当之无愧的成了诺贝尔奖得主。

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