科学家将量子点封装在盐中
众所周知,将削皮的苹果浸入盐水中可以防止氧化和褐变,但您知道盐水还可以保护脆弱的量子点 (QD) 材料吗?由国立清华大学材料科学与工程系陈学士教授领导的研究团队最近开发出世界首创的喷墨技术,利用盐水封装量子点材料,不仅能抵抗水和氧气的腐蚀,但也可以作为柔性塑料薄膜均匀印刷在微型 LED 阵列上,用于手机、眼镜等的高分辨率可弯曲屏幕。
为了制造具有更高分辨率、更高亮度和更长使用寿命的超薄和可弯曲显示器,用于增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 中使用的护目镜以及手表和其他可穿戴电子设备,Apple 、三星等主要面板厂商纷纷投入巨资研发Micro LED,以取代目前使用的OLED显示器。
在基板上排列数百万个尺寸小于 100 μm 的微型 LED 存在一些主要困难。据陈说,许多厂商使用冲压的方式将数百万颗红、绿、蓝 micro LED 一个一个地移动到基板上,但如果只是少数芯片不贴,屏幕就会被有缺陷的像素损坏.
解决这个问题的一种方法是使用喷墨打印来打印微像素,而不是移动微型 LED,这样更高效、更具成本效益。但是,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,外观类似于所谓的“咖啡环现象”,是将一滴咖啡滴到光亮的表面上。
通过在 QD 溶液中加入盐水(氯化钠溶液),Chen 的研究团队成功地封装了 QD,形成晶体,Chen 将其描述为“抓住量子点并将它们凝聚成均匀分布的点”。这些封装的量子点也更稳定、更耐腐蚀,就像浸泡在盐水中的苹果一样。
提出将量子点浸泡在盐水中的想法的团队成员是清华大学材料科学与工程系的 Ho Shih-Jung 博士。他从显微照片中观察到,未加盐水的QD材料从喷墨打印机喷出时会散射成不规则的形状,但通过加盐水,它们会逐渐收缩并汇聚成均匀美丽的晶体。
国立清华大学材料科学与工程系陈学士教授开发了一种使用盐水封装量子点的技术,用于在可弯曲塑料薄膜上进行喷墨打印。图片来源:NTHU MSE,
Ho表示,在QD溶液中加入盐水也可以喷出更小的液滴,解释说目前QD打印机的液滴尺寸约为30μm至50μm,但通过加入盐水,尺寸可以减小到3.7μm μm,约为人类头发直径的 1/20,因此分辨率更高。
这项创新研究发表在最近一期的ACS Applied Materials & Interfaces 上,他们开发的材料目前正在和申请专利。
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