北理工MicroLED量子點色轉換技術獲突破

添加時間：2022/07/15

    MicroLED是實現虛擬/增強現實（VR/AR）顯示的重要技術，而全彩化是其發展所面臨的關鍵挑戰。量子點色轉換技術（QDCC）將紅、綠量子點色轉換膜置于藍光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、巨量轉移等難題的候選技術路線之一。

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

    北京理工大學智能光子學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、吳顯剛等人發明了鈣鈦礦量子點再沉淀制備技術，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，周青超等人發明了鈣鈦礦量子點原位制備技術（Advanced Materials 2016, 28, 9163），經過產學研合作，在全球率先推出了搭載鈣鈦礦量子點光學膜的電視樣機和首批商業化電視。

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

    立足Micro LED量子點色轉換技術，本工作提出了將噴墨打印與光聚合結合的策略，發明了直接打印光聚合原位制備技術，原位制備出具有微透鏡光學結構的鈣鈦礦量子點圖案，實現了像素尺寸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光不均勻、藍光泄露等問題提供了新的思路，為Micro LED色轉換、CCD紫外增強探測等光轉換應用提供了新的技術路線。

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，光電學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基金（2020YFB2009303, 62105025，61935001）、北京理工大學青年學者啟動計劃（3040011182113）等項目以及低維量子結構與器件工信部重點實驗室的支持，北京理工大學先進材料實驗中心為該研究提供了材料制備與表征支持。