提升量子点薄膜效率，优化 Mini LED 背光源光电性能

在当今信息爆炸的时代，超高清显示技术已成为人们追求卓越视觉体验的关键领域。Mini-LED背光显示凭借其出色的性能与成本平衡，在高端电子产品市场中占据了一席之地。尽管Mini-LED背光显示器具有诸多优势，但仍面临成本相对较高的难题，这在很大程度上限制了其更广泛的商业普及。量子点颜色转换膜（QD-CCFs）作为Mini-LED背光显示器的核心材料之一，对显示器的整体性能起着举足轻重的作用，直接影响着显示器的厚度、亮度、对比度、色域以及成本等关键指标。传统的QD-CCFs存在一个显著的短板，即光转换效率（LCE）相对较低。这不仅导致显示器亮度难以进一步提升，还使得制造成本居高不下，成为了Mini-LED背光显示器发展道路上的绊脚石。此前，科研人员已在提升量子点的光致发光性能方面付出了诸多努力，但遗憾的是忽视了一个重要因素——QD-CCFs内部的光场分布对光转换效率有着不可忽视的影响。

厦门大学解荣军团队针对这一问题，提出了一种局域光场调控策略，通过引入高折射率的氮化硼（BN）纳米片来改善QD-CCFs的光转换效率，这一显著提升为Mini-LED背光显示器的性能优化提供了强大的支持。相关结果发表在Laser Photonics Rev.（DOI: 10.1002/lpor.202301097）上。

研究团队通过一系列实验，发现当在复合膜中引入平均尺寸为300 nm的BN纳米片后，QD-CCFs的内部荧光量子产率（IQY）、蓝光吸收（ABS）和外部荧光量子产率（EQY）均得到了显著提高。这意味着更多的蓝光能够被有效地捕获和利用，而不是像以往那样逃逸损失。通过时域有限差分（FDTD）模拟，研究人员进一步揭示了其中的奥秘：添加BN纳米片后，蓝光场分布得到了明显改善，更多的蓝光光子被束缚在薄膜内部，从而大大增强了蓝光吸收效率；与此同时，BN纳米片与PMMA之间形成了光学微腔，产生了波导效应，如同为光的传播开辟了一条高效通道，有效提升了量子点发射的光提取效率。随后，研究团队通过将优化后的含BN纳米片的QD-CCFs与蓝光Mini-LED芯片相结合，成功制备出了白光Mini-LED。这些白光Mini-LED展现出了卓越的性能，其发光效率高达70.2 lm/W，外部量子效率（EQE）达到了36.2%，色域更是覆盖了96.3%的Rec. 2020标准，色彩表现极为鲜艳逼真。值得一提的是，含BN纳米片的QD-CCFs厚度仅为48 μm，相较于传统的对照膜（厚度为180 μm）大幅降低，这不仅显著提升了显示器的性能，还大大降低了生产成本，为低成本超高清Mini-LED背光显示设计高效QD-CCFs提供了极具价值的新思路，有力地推动了Mini-LED背光显示技术领域的发展。

该研究工作得到了国家重点研发计划（2022YFB3503800, 2022YFB3503801），国家自然科学基金（U2005212, 12374385, 52172157），广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515030004），深圳市科技计划（JCYJ20230807091404009）的资助。