发光二极管(led)是背光和显示器的基本器件。目前，在RGB像素中主要应用三种不同颜色的外延芯片:蓝色、绿色和红色LED芯片。然而，由于外延材料性能的限制，在目前常见的RGB像素中，很难进一步提高颜色质量。利用短波长的光激发荧光材料以获得高质量的颜色是一个有吸引力的潜在解决方案。荧光材料是提高显示性能(如色域)的关键。量子点作为一种新型发光材料，具有半峰宽度窄至30nm，激发波长宽，色纯度高，发射可调等优点，具有广阔的应用前景。结合量子点的LED是下一代高质量半导体器件的重要候选器件。利用量子点的优势，绿色或红色LED可以最大程度地恢复自然颜色。为了获得绿色和红色led，量子点通常被短波长的蓝光或紫外线(UV)光激发。然而，如何选择量子点转换发光二极管(qdled)的激发波长仍然是一个不明确的问题。

图1所示。(a)量子点LED的光转换光学模型;(b)蓝色(455 nm)激发和紫外线(365 nm)激发溶液的色域比较。

本文重点研究了qled芯片的激发波长。利用CdSe量子点，比较了从典型的365nm UVA波长到蓝色455nm波长(包括365nm、385 nm、405 nm和455nm)不同激发波长下qd转换的绿色和红色led的性能。结果表明，LED芯片的激发波长对器件的整体性能有着重要的影响。建立了QDLED的光转换光学模型，将LED的光转换归纳为三个阶段:(1)吸收，(2)转换，(3)输出，如图1 (a)所示。从辐射测量学的角度来看，365nm激发的QDLED比455nm激发的QDLED吸收能力更强，在消除LED芯片原峰方面具有独特的优势。此外，在不同激发波长下，当入射辐射通量为20 mW时，455nm蓝光激发的典型QDLED的量子点转换效率和能量转换效率分别比365nm紫外激发的高6.4%和14.1%。因此，从能量利用的角度出发，建议使用蓝光来激发量子点。从比色学的角度来看，除了365 nm激发对短波峰的消除作用更强外，肉眼对残留的365 nm紫外光不敏感。因此，365 nm紫外光激发的绿光或红光在比色法中具有优势。即使是QD浓度最高(7.0% wt%)的455nm LED，其绿色质量也无法与QD浓度最低的365nm LED竞争。经过详细的优化，由于量子点本身优异的颜色特性，365 nm激发的RGB系统的色域高达117.5%，比蓝光455nm激发溶液的色域(84.9%)高32.6%，如图1 (b)所示。因此，从颜色纯度上看，365 nm等紫外光激发量子点可以最大限度地发挥量子点颜色质量的优势。 This UV excitation solution is recommended for display applications.

因此，我们提供了在不同波长激发下量子点转换led的特性的理解。相信这些基本发现对量子点抽运源的选择具有重要的实际指导意义，有助于扩大量子点LED未来的大规模应用。

李宗涛，闫凯满
半导体显示与VLC器件国家地方联合工程研究中心，官方manbetx手机版
华南理工大学，广东广州510641

出版

激发波长对量子点转换发光二极管光学性能的影响
闫凯满，杜学伟，李家生，丁新瑞，李宗涛，唐勇
纳米材料(巴塞尔)。2019年8月1日

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