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长春光机所在Micro-LED量子点色转化阵列器件研究方面取得新进展
2022-03-29 应光室 陶金
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   Micro-LED显示技术具有高亮度、高对比度、高分辨率、低功耗、长寿命等优点,被认为是继LCDOLED之后下一代显示技术。然而其大规模商业化还面临着技术不成熟、成本高等难题。其中一个很大的技术瓶颈是如何实现Micro-LED的全彩化。虽然已经有几种巨量转移技术方案比如弹性印章转印、静电转印等来解决这些问题并取得了很大的成功,但制造能满足AR/VR应用的高分辨率全彩Micro-LED显示器仍然是一个巨大的挑战。

  采用蓝光Micro-LED结合量子点色转换阵列的技术路线是一种可行的全彩化方案。蓝光Micro-LED制备工艺成熟,成本相对较低。量子点色转换技术只需要整体地制造具有极高像素密度的蓝光Micro-LED显示器,通过图案化的量子点色转换阵列将其部分蓝色像素分别转换成红色和绿色,即可实现全彩显示。此外,量子点色转换阵列还可以作为OLED的色转换层和LCD的彩色滤光片以提高效率和色域。

  长春光机所应光室梁静秋团队与北京理工大学钟海政团队合作提出了通过微孔阵列填充及抛光技术对钙钛矿量子点进行图案化,成功制作了最小尺寸为2μm的量子点色转化阵列,并通过套刻的工艺实现双色量子点色转化阵列的制备。该研究工作提出的方法具有生产成本低、加工速度快、灵活性和通用性强等优点,为钙钛矿量子点的图案化提供了新思路,为Micro-LED产业化提供可行的技术路线。以上工作以“Micropore Filling Fabrication of high resolution patterned PQDs with a pixel size less than 5 μm”为题发表在《Nanoscale》期刊,该论文同时入选Nanoscale 2022年度热门论文集。长春光机所硕士研究生孙文超为文章的第一作者,长春光机所应光室陶金副研究员和北京理工大学钟海政教授为文章的共同通讯作者。(论文链接https://www.doi.org/10.1039/D2NR01115H)。

图(a)量子点色转化阵列制备流程(b)像素尺寸40μm和6μm圆形的绿色图案化钙钛矿量子点阵列 

  图a-b)两英寸玻璃片上的绿/红色量子点色转化阵列在紫外光激发下的光学图像及其各自的局部放大图;(c)乐动体育LDSPORTS所标的荧光图像及其局部放大图;(d)对准标记的荧光图像;(e-f)绿/红色量子点“CAS”字样图案 

  图a)套刻法制作双色量子点色转化阵列流程图(b)单个像素尺寸为10μm的双色量子点阵列图像(c)单个像素尺寸为30×10μm的双色量子点阵列图像,比例尺为200μm 

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