创新的QD喷墨打印技术使…
台湾国立清华大学的科学家们发明了创新的QD喷墨打印技术。
资料来源:台湾NTHU MSE
27.10.2020•

被盐包裹的量子点

众所周知,将削好的苹果浸泡在盐水中可以防止氧化和褐变,但你知道盐水也可以保护脆弱的量子点(QD)材料吗?由台湾国立清华大学材料科学与工程系陈学石教授领导的研究小组,开发出世界上首个用盐水封装量子点材料的喷墨技术,不仅能抵抗水和氧的腐蚀,但也可以统一打印为柔性塑料薄膜在微型LED阵列上,用于手机、眼镜等高分辨率可弯曲屏幕。

为了创造超薄可弯曲的显示器,具有更高的分辨率,更高的亮度,以及更长的使用寿命,使用在护目镜中增强现实(AR)虚拟现实(VR)和手表等可穿戴在电子设备领域,苹果、三星等主要面板制造商纷纷投入巨资开发微型LED,以取代目前使用的OLED显示屏。

在衬底上排列数百万个小于100 μm的微led存在一些主要的困难。据Chen介绍,许多制造商使用一种冲压方法将数百万个红色、绿色和蓝色的微型led一个接一个地移动到基板上,但如果只有几个芯片没有粘住,屏幕就会被有缺陷的像素损坏。

解决这一问题的一种方法是使用喷墨打印来打印微像素,而不是移动微led,这更有效率和成本效益。然而,当QD溶液从喷墨打印机喷出时,液滴内部发生对流,将材料推向外围,使其分布不均匀,中心颜色较浅,外围颜色较深,在外观上类似于所谓的“咖啡环现象”,即一滴咖啡滴在较轻的表面上。

通过向量子点溶液中加入盐水(一种氯化钠溶液),陈的研究团队成功地将量子点封装成晶体,陈称之为“抓住”量子把它们凝聚成均匀分布的点。”这些封装的量子点也更稳定,耐腐蚀,就像浸泡在盐水中的苹果。

陈学士教授,材料科学与工程系,…
国立清华大学材料科学与工程学系陈学士教授研发出一项利用海水封装量子点的技术,以可弯曲塑胶薄膜进行喷墨印刷。资料来源:台湾南大MSE
资料来源:台湾NTHU MSE

提出将量子点浸泡在盐水中的想法的团队成员是国立清华大学材料科学与工程系的何世荣博士。他通过显微照片观察到,没有添加盐水的量子点材料从喷墨打印机喷出时,会散射成不规则的形状,但添加盐水后,它们会逐渐收缩并聚合成均匀而美丽的晶体。

根据Ho,添加盐水QD的解决方案也可以喷的小水滴,解释说,目前QD打印机的液滴大小约30μm 50μm,但通过添加盐水大小可以减少小3.7μm,这是人类头发直径的1/20,因此,更好的分辨率。

这项研究发表在ACS应用材料与接口

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