新加坡国立大学的研究人员开发出一种强发光的钙钛矿-聚合物复合膜，可以为下一代平板电子显示器带来更丰富，更自然的色彩。
新加坡国立大学的研究人员开发出一种色彩增强膜，可以为下一代平板电子显示器带来更丰富，更自然的色彩。
目前的商业显示技术如OLED（有机发光二极管）和QLED（量子点发光二极管）只能产生略高于人眼可见颜色的50％的效果。这限制了这些显示器可以实现的色彩再现。
由新国大化学系和新加坡太阳能研究所（SERIS）的TAN Zhi Kuang教授领导的研究小组开发了一种彩色增强薄膜，可以使未来的显示技术产生超过75％的可见颜色。这种技术是通过称为钙钛矿的半导体材料实现的，可以通过改变其化学成分来调节，从而以各种颜色强烈有效地发光。为了制作增强膜，研究小组将纳米级钙钛矿材料晶体与液态单体（塑料前体）混合，并通过用白光照射混合物引发聚合反应。
这一工艺使研究小组得以制备出一种强发光的钙钛矿-聚合物复合膜。与传统的钙钛矿纳米晶薄膜相比，该薄膜的发光效率提高了三倍。发光性能的提高是由于聚合物复合材料中钙钛矿纳米晶之间的空间分离增加，从而阻止了晶体间能量向缺陷和非发射体的传递。这一创新使得钙钛矿材料能够更有效地发光，并在展示产品中使用时消耗更少的能量。他们的色彩性能可以使下一代电视和显示器达到更高的质量要求。
图：使用钙钛矿基薄膜原型显示颜色增强效果的照片。当将薄膜放置在背光单元和显示屏之间时，观察到光谱“更纯”的红色和绿色
为了理解显示器如何产生一系列颜色，首先要了解人眼的功能。由于存在对红色，绿色和蓝色（RGB）颜色敏感的三种类型的锥形细胞，我们的眼睛能够感知颜色。这些锥形细胞的不同刺激程度使我们能够看到无数的颜色。例如，红色和绿色锥体的组合刺激将给出黄色的感知。钙钛矿具有出色的色彩性能，因为它能够产生光谱“更纯”的RGB光，更能刺激我们眼中的三种锥形细胞。这种对锥形刺激的更大控制使得显示器能够再现更多的颜色，模仿我们的眼睛在现实世界中所感知的颜色。
研究团队成员WONG Ying Chieh博士说：“钙钛矿易于合成，可能有助于扩大规模，降低显示器的生产成本。钙钛矿前体化学品的反应时间形成纳米晶体通常约为10秒。“
Tan教授补充道：“钙钛矿材料可以以类似于油漆的溶液形式进行涂层和加工，并且可以用于大面积显示器。虽然我们的材料可用于提高电视和移动设备的性能，但我的愿景是将它们放在一起。在我们的生活或工作空间中使用墙壁大小的显示器来创建具有丰富自然色彩的逼真虚拟环境。
该研究团队目前正在与显示器公司合作，将钙钛矿颜色增强薄膜商业化，并希望在未来两到三年内看到消费电子产品的技术。
参考来源：新加坡国立大学
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