廣東科學(xué)院團隊在量子點(diǎn)圖案化取得進(jìn)展，可用于Micro LED領(lǐng)域

　　近年來(lái)，隨著(zhù)通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對顯示色彩和實(shí)用性的追求，顯示技術(shù)呈現多元化的發(fā)展。量子點(diǎn)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)勢的光轉換材料受到了廣泛的關(guān)注，當使用基于量子點(diǎn)制備的光轉換層與高效的藍光主動(dòng)式發(fā)光器件相結合來(lái)實(shí)現全彩化顯示時(shí)，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。

　　在上述光轉換應用中，紅光和綠光量子點(diǎn)必須與相應的藍光像素一一對應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(diǎn)進(jìn)行像素化集成。然而，現有的量子點(diǎn)圖案化技術(shù)對于制備高厚度和高分辨率的量子點(diǎn)光轉換薄膜仍具有一定的挑戰性，因此半導體所新型顯示團隊針對研究開(kāi)發(fā)普適性的量子點(diǎn)圖案化技術(shù)開(kāi)展了系列創(chuàng )新性研究。

　　近日，廣東省科學(xué)院半導體研究所的研究人員發(fā)展了一種簡(jiǎn)單且具有良好兼容性的圖案化方法來(lái)制備厚度超過(guò)10 μm的量子點(diǎn)光轉換薄膜，該方法結合了復制成型、等離子蝕刻和轉印三種工藝的優(yōu)勢，簡(jiǎn)稱(chēng)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(diǎn)聚合物材料制備簡(jiǎn)單易得，很好地避免了在其他圖案化方法中所必需的復雜的量子點(diǎn)表面改性和用料組成等問(wèn)題。

　　圖1：RM-PE-TP圖案化技術(shù)工藝流程圖

　　此外，復制成型的工藝十分有利于得到厚度超過(guò)10 μm以上的量子點(diǎn)薄膜，且量子點(diǎn)陣列的分辨率和厚度也易于調節?？偟膩?lái)說(shuō)，整個(gè)圖案化方法對量子點(diǎn)材料的光學(xué)性能基本沒(méi)有損傷，便于多色量子點(diǎn)圖案化的集成，甚至可通過(guò)單色集成進(jìn)一步提高量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)厚膜，說(shuō)明該技術(shù)在大規模柔性量子點(diǎn)圖案化集成方面具有巨大的應用潛力。

　　圖2：基于RM-PE-TP圖案化方法制備得到的量子點(diǎn)薄膜

　　此外，團隊還初步驗證了將上述量子點(diǎn)聚合物薄膜作為光轉換層簡(jiǎn)單集成到藍光Micro LED器件來(lái)實(shí)現光轉換應用的可行性，并發(fā)現增加量子點(diǎn)薄膜的厚度可以提高光轉換的效率。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(xué)基金青年科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研究計劃項目、省科學(xué)院綜合產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新中心行動(dòng)資金項目和廣東省重大專(zhuān)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(xué)科帶頭人龔政教授為通訊作者。