北理工MicroLED量子點色轉(zhuǎn)換技術(shù)獲突破

添加時間：2022/07/15

    MicroLED是實現(xiàn)虛擬/增強現(xiàn)實（VR/AR）顯示的重要技術(shù)，而全彩化是其發(fā)展所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。量子點色轉(zhuǎn)換技術(shù)（QDCC）將紅、綠量子點色轉(zhuǎn)換膜置于藍光microled上取代紅、綠LED，被認為是解決MicroLED顯示所面臨的紅光LED缺失、巨量轉(zhuǎn)移等難題的候選技術(shù)路線之一。

    與傳統(tǒng)CdSe和InP量子點相比，鈣鈦礦量子點具有高的吸收系數(shù)、可原位制備等特點，成為量子點色轉(zhuǎn)換應(yīng)用的重要材料體系之一。

    北京理工大學(xué)智能光子學(xué)課題組是國際上最早開展鈣鈦礦量子點的課題組之一。2015年，張峰、吳顯剛等人發(fā)明了鈣鈦礦量子點再沉淀制備技術(shù)，首次展示了鈣鈦礦量子點的寬色域LED器件（ACS Nano 2015, 9, 4533）；2016年，周青超等人發(fā)明了鈣鈦礦量子點原位制備技術(shù)（Advanced Materials 2016, 28, 9163），經(jīng)過產(chǎn)學(xué)研合作，在全球率先推出了搭載鈣鈦礦量子點光學(xué)膜的電視樣機和首批商業(yè)化電視。

    近日，該團隊的楊高嶺特別副研究員與光電學(xué)院趙躍進教授合作，將微透鏡結(jié)構(gòu)引入Micro LED發(fā)光像素中，構(gòu)筑出了具有三維結(jié)構(gòu)的新型鈣鈦礦量子點微陣列，相關(guān)研究成果以“Perovskite Quantum Dot Microarrays: In Situ Fabrication via Direct Print Photopolymerization”為題，在國際知名期刊Nano Research上發(fā)表（DOI：10.1007/s12274-022-4466-4）。

    立足Micro LED量子點色轉(zhuǎn)換技術(shù)，本工作提出了將噴墨打印與光聚合結(jié)合的策略，發(fā)明了直接打印光聚合原位制備技術(shù)，原位制備出具有微透鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦量子點圖案，實現(xiàn)了像素尺寸20微米、高度接近10微米的半球形三維鈣鈦礦量子點彩色微陣列，為解決打印像素中發(fā)光不均勻、藍光泄露等問題提供了新的思路，為Micro LED色轉(zhuǎn)換、CCD紫外增強探測等光轉(zhuǎn)換應(yīng)用提供了新的技術(shù)路線。

原位直接噴墨打印光聚合制備鈣鈦礦量子點微陣列（圖片來源：北理工）

    該項研究工作的唯一作者單位為北京理工大學(xué)，光電學(xué)院楊高嶺特別副研究員和趙躍進教授為文章共同通訊作者，博士后劉秀和碩士生李建軍為論文共同第一作者。

    該研究得到了國家自然科學(xué)基金（2020YFB2009303, 62105025，61935001）、北京理工大學(xué)青年學(xué)者啟動計劃（3040011182113）等項目以及低維量子結(jié)構(gòu)與器件工信部重點實驗室的支持，北京理工大學(xué)先進材料實驗中心為該研究提供了材料制備與表征支持。