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厦门大学& 复旦大学团队:面向Micro-LED显示的毛细管辅助超快大面积钙钛矿纳米晶图案化技术

 

作为下一代显示技术,微型发光二极管显示器相较于现有显示技术展现出更高的发光效率、更低的能耗、更快的响应速度、超高对比度与分辨率、鲜艳的色彩以及更长的使用寿命。随着技术持续进步和成本逐步降低,micro-LED显示有望在众多领域革新视觉体验,进一步推动显示技术的发展与创新。尽管micro-LED显示技术已取得一定成就,该领域仍面临诸多技术挑战,其中一项紧迫问题是如何以经济高效且可靠的方式实现像素的全彩化

当前,大多数micro-LED显示产品的全彩化基于将红、绿、蓝三色micro-LED芯片组装在同一衬底上,这严重依赖于耗时且高成本的巨量转移技术。由于三色子像素工作电压不同,这些全彩micro-LED显示产品还需要复杂的驱动系统。为避免巨量micro-LED芯片转移的高成本和技术复杂性,研究者提出了一种颜色转换策略,即通过预图案化的荧光材料将底层micro-LED阵列的短波长蓝光转换为长波长的红光和绿光。在此方案中,荧光材料应具备窄光致发光线宽、高光致发光量子产率、快速响应时间、优异稳定性以及小粒径,以获得高分辨率、高色纯度且明亮的颜色转换层。作为新兴荧光材料之一,钙钛矿纳米晶已被证明是构建高分辨率、高色纯度、广色域等特性的全彩micro-LED显示CCL的良好候选材料。

除了高质量量子点或钙钛矿纳米晶的合成外,颜色转换策略还需要可靠且低损伤的微米级图案化技术来实现荧光材料的像素化。目前已发展的图案化技术主要包括光刻、喷墨打印、激光加工和微流控技术。然而,现有图案化技术中尚无一种能够同时具备高速、大面积适用、低成本以及对荧光材料性能损伤最小化的特性。因此,开发一种超快、大面积、低损伤且低成本的荧光材料图案化技术,对于推动颜色转换型全彩micro-LED显示技术的发展与产业化具有重要意义。

厦门大学陈忠、林岳、于大全、Xiaotong Fan & 复旦大学田朋飞等人提出了一种毛细管辅助超快钙钛矿纳米晶图案化技术,这是一种通过将PNC沉积到具有微米级阵列的激光加工通孔玻璃衬底中来实现图案化的超快且可扩展的技术。通过将THG浸入PNC胶体溶液中,经过毛细管填充和溶剂蒸发过程,制备了面积为70平方厘米的单色红光和绿光PNC CCL,总耗时约2分钟。基于PNC的合理设计以及图案化技术的低损伤特性,所制备的固态PNC CCL在环境储存和持续蓝光照射后仍保持高PLQY。通过将红色和绿色PNC CCL键合在0.7英寸的蓝色micro-LED芯片上,制备了一款全彩micro-LED显示器件,展示了CAP技术在全彩micro-LED显示领域的巨大潜力。

【结果】

 

【原文链接】

 Capillary-Assisted Ultrafast and Large-Area Perovskite Nanocrystal Patterning Technology for Color Conversion Micro-LED Displays

Xiaotong Fan, Shuli Wang, Xinyi Shan, Chen Yu, Tianqi Zhang, Yuxuan Gu, Zhengyu Lu, Yunshu Luo, Wenan Guo, Xianglong Ye, Chenming Zhong, Guolong Chen, Xiao Yang, Jiansheng Zhong, Pengfei Tian, Daquan Yu, Yue Lin, and Zhong Chen

ACS Applied Materials & Interfaces

DOI: 10.1021/acsami.5c25851

 (来源:光电未来)

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