廣東科學院團隊在量子點圖案化取得進展,可用于Micro LED領(lǐng)域
來源:MicroLED視界 編輯:ZZZ 2023-12-15 08:46:30 加入收藏
近年來,隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對顯示色彩和實用性的追求,顯示技術(shù)呈現(xiàn)多元化的發(fā)展。量子點作為一種在色純度、亮度、色域、量子效率等方面具有巨大優(yōu)勢的光轉(zhuǎn)換材料受到了廣泛的關(guān)注,當使用基于量子點制備的光轉(zhuǎn)換層與高效的藍光主動式發(fā)光器件相結(jié)合來實現(xiàn)全彩化顯示時,將十分有助于解決OLED和Micro LED等新型顯示技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)。
在上述光轉(zhuǎn)換應(yīng)用中,紅光和綠光量子點必須與相應(yīng)的藍光像素一一對應(yīng)才能達到全彩顯示的目的,因此還需發(fā)展合適的微納加工技術(shù)對量子點進行像素化集成。然而,現(xiàn)有的量子點圖案化技術(shù)對于制備高厚度和高分辨率的量子點光轉(zhuǎn)換薄膜仍具有一定的挑戰(zhàn)性,因此半導體所新型顯示團隊針對研究開發(fā)普適性的量子點圖案化技術(shù)開展了系列創(chuàng)新性研究。
近日,廣東省科學院半導體研究所的研究人員發(fā)展了一種簡單且具有良好兼容性的圖案化方法來制備厚度超過10 μm的量子點光轉(zhuǎn)換薄膜,該方法結(jié)合了復(fù)制成型、等離子蝕刻和轉(zhuǎn)印三種工藝的優(yōu)勢,簡稱為RM-PE-TP圖案化技術(shù),具體工藝流程如圖1所示。該技術(shù)使用到的量子點聚合物材料制備簡單易得,很好地避免了在其他圖案化方法中所必需的復(fù)雜的量子點表面改性和用料組成等問題。
圖1:RM-PE-TP圖案化技術(shù)工藝流程圖
此外,復(fù)制成型的工藝十分有利于得到厚度超過10 μm以上的量子點薄膜,且量子點陣列的分辨率和厚度也易于調(diào)節(jié)。總的來說,整個圖案化方法對量子點材料的光學性能基本沒有損傷,便于多色量子點圖案化的集成,甚至可通過單色集成進一步提高量子點圖案的分辨率。
因此,基于上述RM-PE-TP圖案化技術(shù),研究團隊最終制備出分辨率最高為669 ppi、薄膜厚度最高達19.74 μm的圖案化量子點聚合物薄膜,并在柔性襯底上得到了大面積高分辨率的量子點厚膜,說明該技術(shù)在大規(guī)模柔性量子點圖案化集成方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
圖2:基于RM-PE-TP圖案化方法制備得到的量子點薄膜
此外,團隊還初步驗證了將上述量子點聚合物薄膜作為光轉(zhuǎn)換層簡單集成到藍光Micro LED器件來實現(xiàn)光轉(zhuǎn)換應(yīng)用的可行性,并發(fā)現(xiàn)增加量子點薄膜的厚度可以提高光轉(zhuǎn)換的效率。相關(guān)研究成果以“Wafer-scale patterning of high-resolution quantum dot films with a thickness over 10 μm for improved color conversion”為題,發(fā)表在Nanoscale 期刊上。
該研究工作得到了國家自然科學基金青年科學基金項目、國家重點研究計劃項目、省科學院綜合產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心行動資金項目和廣東省重大專項資金等項目的支持。半導體所新型顯示團隊鄒勝晗博士為第一作者,學科帶頭人龔政教授為通訊作者。
評論comment