Advanced Optical Materials:用于超宽色域显示的Cs4PbBr6 / CsPbBr3钙钛矿纳米复合薄膜的原位制备

现今,人们越来越多的通过手机,平板,电脑等电子显示屏获取知识与信息。为了实现更逼真且低能耗的图像显示,人们从未停止过对低成本,高品质的显示材料和技术的探索与研究。近年来,具有优良的光电性能的钙钛矿材料得到了空前发展。在太阳能电池,高能射线检测,LED发光器件,激光器等许多其他领域都掀起了研究热潮。而特别是在显示领域,钙钛矿材料因为其可溶液加工处理,而保证了其在未来工业化低成本和大面积制备的基础,同时其在可见光谱中的可调谐发射颜色和窄带发射确保了逼真的色彩呈现。与现有的已商业化的荧光粉相比,钙钛矿材料具有更广阔的色域范围,被普遍认为是下一代显示材料的有力候选之一。

南方科技大学孙小卫教授,王恺副教授及其团队介绍了一种简便有效的原位制备Cs4PbBr6 / CsPbBr3钙钛矿纳米复合薄膜的方法。在过饱和重结晶方法的基础上,研究人员在室温环境下将Cs4PbBr6 / CsPbBr3原位嵌入到了聚合物薄膜中。制备得到的钙钛矿纳米复合薄膜可发射明亮的绿色荧光,量子产率达到62%, 半峰宽仅19 nm。该薄膜不仅具有优异的光学性质,而且宽禁带的Cs4PbBr6和疏水性的PMMA对CsPbBr3具有双重保护,使得制备得到的聚合物薄膜的水稳定性和光稳定性都有显著改善。进一步的,研究人员通过将发射绿色荧光的Cs4PbBr6 / CsPbBr3钙钛矿纳米复合薄膜、发射红色荧光的CdSe/ZnS量子点聚合物膜以及蓝色LED背光进行整合,最终成功得到具有131% NTSC 1953色域和98% Rec.2020 色域的超广色域显示模组。将其组装到智能手机中后,与原始LCD屏幕对比,可以很直观的观察到使用钙钛矿复合薄膜的屏幕能提供更丰富的色彩细节,尤其是红色和绿色方面色彩表现效果明显。该研究工作成功且直观的展示了一种具有高性能的钙钛矿复合薄膜在广色域显示领域方面的突出优势,为钙钛矿复合薄膜在LCD显示领域的应用提供了有力的可行性依据。相关论文在线发表在Advance Optical Materials(DOI: 10.1002/adom.202000232)上。

显示模组由南科大初创公司深圳扑浪创新科技有限公司组装完成,该工作得到国家科技部,国家自然科学基金,广东省科技厅,广东省自然科学基金和深圳市科创委的资助。