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中心简介

光电材料是整个光电产业的基础和先导,是关系到国计民生的新兴产业,也是一个高科技产业,涉及到国防、民生等各个领域。我国光电产业近年来呈现出迅猛发展的态势,每年以20%以上的速度增长。国家节能减排、生态环保的经济发展理念有力推动了光电材料在新能源等多个领域的应用。基于各主要应用领域的发展状态、自身技术优势等因素的考虑,光电材料协同创新中心重点关注光电显示和光电照明领域,如液晶显示调光膜,棱镜片,扩散膜,变色薄膜,背光源,新型LED及OLED等。

科研团队
姓名学历/职称专业
杨槐教授从事有机高分子显示材料、高分子节能与能源材料、高分子人工晶体等领域研究
孟鸿教授从事导电高分子及导电材料合成研究、有机功能材料与器件等领域研究
郭凌杰教授从事聚合物光子器件、有机电子学和光子学和纳米压印技术及其应用等领域研究
程鑫教授从事高迁移率二维材料有源矩阵TFT技术开发:采用新型超薄二维半导体材料制备TFT器件,用于柔性电子设备,如显示、传感器件等领域研究

Abhishek

Kumar

Srivastava

教授纳米光电材料领域专家
主要项目及成果

1、AlN陶瓷LED散热基板制备

       AlN陶瓷基片是一种新型的基片材料,具有优异的电性能和热性能,被认为是最有发展前途的高导热陶瓷基片。AlN陶瓷具有高热导率(理论热导率280W/m/K)、低介电常数(约为8.8)、与Si相匹配的热膨胀系数(293K-773K,4.8×10-6K-1)、高电阻率(>1014Ω•cm)和高击穿场强(1.4×107V/cm)、低比重 (理论密度3.26g/cm3)、高机械强度(抗弯强度300-400MPa)、无毒等特点,成为高密度、大功率和高速集成电路基板和封装的理想材料,在国防、航空航天、通讯、微电子等领域内应用前景十分广阔。

       本研究的目的是降低氮化铝陶瓷的生产成本,真正实现氮化铝陶瓷的产业化。目前国内企业大多采用毒性较高的有机物做为流延溶剂,价格昂贵,且AlN陶瓷的烧结温度在1800-1900℃,能耗较高。目前,流延成型大多都以有机物苯类或者酮类为溶剂,对环境污染较为严重,在生产过程中,对操作人员的危害也较大。在保证AlN陶瓷性能的前提下,本项目采用无毒溶剂完全或部分代替有毒溶剂,减少环境污染和危害,促进AlN陶瓷的产业化发展。结合凝胶注模和流延技术的优点,尝试利用新颖的凝胶流延工艺制备高致密度和均匀性好的AlN膜片,以达到降低烧结温度的目的。在凝胶流延技术中,单体和交联剂对浆料粘度的影响比流延工艺中粘结剂对浆料粘度的影响小,更有利于制备高固含量的浆料。AlN粉体和烧结助剂能够均匀的填充在有机单体和交联剂固化形成的三维网络结构中,不仅增加了AlN膜片的均匀性,而且在干燥过程中,利用三维网络结构的收缩,可提高AlN膜片的致密度,有效减少了AlN膜片的缺陷和变形,既能提高产品合格率,也可降低烧结温度,从而降低生产成本。

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2、智能可控PDLC薄膜

       高分子分散液晶膜(PDLC膜)是一种新型节能材料,其工作原理是:当不对薄膜施加电场时薄膜呈模糊状态,能够有效的阻挡电磁辐射,夏季和冬季减少室内室外热量对流、降低能耗;当对薄膜施加电场时呈透明状态,达到较好的采光效果。PDLC膜这种在模糊和透明之间切换的特征,可以作为一种新型材料用于室内外装饰、门窗和幕墙新型节能等。

       北京大学研发团队利用紫外光固化法制备电控调光膜的研究,着重研究了具有低驱动电压薄膜的高分子网络的微观结构的控制方法和中试生产技术,阐明了高分子网络的微观结构和液晶材料的分子结构对薄膜电-光性能的影响规律、解决了紫外固化的黄变问题,完成了中试试验。相对于热固化,紫外光固化法具有固化速度快、固化温度低、成品率高等优点。据实验证明,紫外光固化过程的能耗仅为热固化过程能耗的万分之一点二左右。因此紫外光固化法将成为电控调光膜制备技术的发展趋势。目前,研发团队已开始了紫外光固化法的电控调光膜的产品生产,产品已经准备上市销售。下一步,本项目拟开发以低于36V的安全电压驱动的电控调光膜PDLC,仅需较低的电压就可以实现其不透明到透明态的转换。这样既能保证使用者的人身安全,又能最大程度地达到节能效果。

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3、柔性OIEL背光源技术及产业化

       柔性基底的电(场)致发光片即OIEL(Organic-inorganic electroluminescent)是将喷涂了电致发光材料的绝缘基底夹在两层电极之间,在电场和给定频率作用下发光的器件。发光材料的不同,比如硫化锌等,掺杂其他成份的激活剂、共激活剂或添加萤光染色剂等,可调整发光片的亮度和颜色;频率的变化也能引起光的颜色变化,增加频率颜色会向蓝色波段偏移,减小频率颜色会向绿色波段移动。OIEL片的原始颜色是指电压115V/400HZ时发光片的发光颜色,一般为绿色或蓝绿色。

       此发光片可用于展板海报的广告宣传,不受广告面凹凸及空间体积限制;还可作为室内外装饰用光源,电子仪表的背光源,汽车内饰照明及其他需要用到柔性超薄照明的领域。OIEL具有很强的柔韧性;且它又是一种平面发光器件,相对LED点光源,无需导光板等扩散器即可实现全表面均匀发光;OIEL主要由频率驱动发光,是冷光源不会对精密电子系统产生影响。

       项目已完成原型样品的开发,且优于目前市场上所存在的同类竞争产品。