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我院在量子点光刻胶研究中取得新进展,相继被湖北卫视和武汉电视台报道

来源: 时间:2024-08-27 点击量:

近日,我院张建兵老师团队在量子点光刻胶研究中取得新进展,有望应用于micro-LED全彩显示。

Micro-LED是一种备受关注的新型显示技术,其每个像素由小于50微米的LED构成,几乎拥有完美的显示性能,是极具发展潜力的微显示方案,在ARVR领域备受青睐。但是,micro-LED在制造方面面临巨大挑战。当前,micro-LED全彩显示主要采用红、绿、蓝三色LED组合的方案,每一种颜色LED都需要矩阵排列并与驱动电路的电极连接,在如此小(50微米以下)的像素下,其制造工艺难度极高。此外,红色LED在小尺寸下因侧壁缺陷导致发光效率非常低,严重影响显示亮度的提升。为规避这些问题,一种简单的方案应运而生,即只需要蓝色LED像素矩阵,利用荧光材料,通过色转换的方式将部分像素的蓝光转换为绿光和红光,从而实现全彩化。2023年获得诺贝尔奖的材料——胶体量子点,因具有发光半峰宽窄、颜色可调、效率高、粒径小等优异的性能,是配合蓝光micro-LED的荧光材料的理想选择。

基于量子点色转换的micro-LED全彩显示方案

基于量子点色转换的micro-LED全彩显示方案需要在特定像素处放置红色和绿色量子点,即量子点的像素化。当前主要有两种技术实现量子点的像素化:喷墨打印和光刻。相较于打印,光刻技术精度更高、获得的量子点像素更小,更适合于高PPIARVR应用。然而,当前量子点光刻技术仍存在诸多挑战,包括发光效率低、像素精度不够高、蓝光转换效率低、稳定性差等问题。

高性能量子点光刻胶

针对上述问题,我院张建兵老师团队与广纳珈源(广州)科技有限公司合作,研发出高性能量子点光刻胶(QD-PR),实现了高品质的量子点色转换像素,其蓝光转换效率达到40.8%(绿色)和45.0%(红色),光刻精度达到1 mm,各项性能指标为业界领先水平。

量子点光刻胶的性能指标

量子点

量子产率

(光刻胶溶液)

量子产率

(光刻后)

蓝光吸收率

蓝光转换效率

光刻精度

绿色

97%

91%

99.3%

44.6%

1 mm

红色

98%

93%

99.3%

45.0%

1 mm

基于高性能的量子点光刻胶,研究团队实现了高精度的量子点像素。

量子点光刻像素

此外,这些量子点色转换像素还表现出优异的稳定性,在空气中75℃加热120小时后仍能保留原始发光性能的92.5%(红色)和93.4%(绿色)。

通过红绿量子点套刻,配合蓝色面光源,研究团队获得了高精度的基于量子点色转换像素的静态图案,展示了该量子点光刻胶的显示应用潜力。

量子点色转换像素构成的静态图案

这些研究进展引起了广泛关注,近期相继被湖北卫视和武汉电视台新闻栏目报道,报道链接为:

湖北卫视:https://m.hbtv.com.cn/p/4463591.html

武汉电视台:https://m.hannews.com.cn/video?id=248024&sign=1bfb0034d


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