进入“元宇宙”有了新途径！记者3月4日从福州大学获悉，该校李福山教授团队联合中科院宁波材料所钱磊研究员，利用有序分子自组装技术和转移印刷技术相结合的方法，提出一种抑制高分辨率器件漏电流的新策略，制备了高性能的超高分辨率量子点发光二极管（LED）。相关研究论文日前在线发表于国际顶级期刊《自然-光子学》。


近年来，在“元宇宙”、智慧医疗等新兴概念的驱动下，下一代显示器为像素分辨率设定了更高的标准，以满足海量信息及近眼显示等不断升级的应用需求。开发具有千级乃至万级PPI（每英寸所拥有的像素数目）、可在微小空间输出海量信息的极高分辨率显示器，是进入“元宇宙”的重要途径。量子点发光二极管由于其优异的光电特性，如高色纯度、高发光效率等在照明显示领域具有广阔的应用前景。然而，如何实现量子点发光二极管的高分辨率像素化，仍然是一个关键瓶颈。


在该研究中，研究人员利用有序分子自组装技术实现了致密无缺陷的量子点单层膜，并结合转移印刷技术实现了亚微米级像素的超高分辨率量子点显示，其最高分辨率达到~25000PPI（人眼极限分辨率约为300PPI），实现了量子点图案化薄膜的均匀拾取和释放，可以轻松制备出亚微米级像素的超高分辨率量子点发光二极管。这是目前报告的显示器件的最高像素密度之一。


值得一提的是，研究团队首次提出在发光量子点像素之间嵌入蜂窝状图案的非发光电荷阻挡层，这种均匀致密的阻挡层有效地降低了器件的漏电流，极大地提高了器件的效率。与之前的研究比较，该成果在高分辨率量子点显示方面具有更佳性能，为实现具有高性能的超高分辨率发光显示开辟了一条全新的路线。


据介绍，这种新型的高分辨率图案化方法在未来可以进一步实现全彩显示。超高分辨率量子点发光二极管的前景可以应用于下一代“近眼”设备，比如虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 应用的头戴式显示器和智能眼镜等。



（a）LB-TP工艺示意图；（b）微结构PDMS印章的光学显微镜图像；（c-d）微结构PDMS印章的扫描电子显微镜图像（直径，间距和高度均为500 nm）。福州大学供图