用户前沿丨厦大解荣军与国科大董国艳LPR:微区荧光光谱用于量子点像素阵列的均匀性与稳定性评价

2022-07-12 23:39:16 天美仪拓实验室设备(上海)有限公司


创新点:厦门大学解荣军教授团队与中国科学院大学董国艳副教授合作提出了一种多功能微区荧光光谱系统,用于分析和检测量子点色彩转换膜像素阵列的发光均匀性以及光热稳定性,以推动色彩转换型Micro-LED的产业化发展。

关键词:量子点、色彩转换膜、Micro-LED、荧光光谱

与OLED、LCD相比,Micro-LED在亮度、色域、分辨率、对比度等方面具有绝对的优势,因而成为了实现8K显示技术的最佳方案之一,得到了众多面板厂商和研究机构的青睐。一般Micro-LED显示屏由数万千万至亿颗Micro-LED芯片组成。但是,红绿Micro-LED芯片的效率相对较低,显示屏制造过程中芯片巨量转移存在的技术壁垒,它们严重阻碍了其商业化进程。以紫外或蓝光Micro-LED与量子点薄膜相结合进行色彩转换,是实现全彩色Micro-LED的一种简单有效的方式。快速、准确地分析和检测量子点色彩转换膜的发光均匀性与稳定性对于色彩转换型Micro-LED的实际应用至关重要。然而,目前的分析或检测方法主要局限于Micro-LED器件的最终光学性能,还没有任何方法可以早期诊断量子点色彩转换膜的质量,以区分并帮助修复坏像素点。尽管可以使用具有更低成本的荧光显微镜和原子力显微镜来粗略评估量子点色彩转换膜的均匀性,但它们的分析精准性和速度仍然无法满足实际应用需求。

近日,厦门大学解荣军教授团队与中国科学院大学董国艳副教授等人提出了一种多功能微区荧光光谱系统(MFS)来表征量子点色彩转换膜像素阵列的发光均匀性和光热稳定性。该系统配备了激光扫描共聚焦显微镜、单光子计数器、CCD光谱仪和温度控制器,可以记录量子点薄膜中每个微区与温度相关的光致发光强度和荧光寿命的图像和数据,测量薄膜中任意微区的荧光光谱,以及与时间相关的荧光强度变化曲线。使用该系统评估了喷墨打印制备的红光CdSe/CdS/ZnS量子点色彩转换膜像素阵列的均匀性、光稳定性和热稳定性,尤其是对于均匀性,MFS观察到了普通荧光显微镜无法观察到的咖啡环现象,并提出了“荧光均匀度UI”这一概念及其计算公式来定量评价薄膜的均匀程度,最后通过调控量子点墨水的组分来引入马兰戈尼流,解决了量子点薄膜的咖啡环效应。未来MFS与人工智能和机器学习相结合,定会实现对用于Micro-LED的量子点色彩转换膜的“巨量检测”。

解荣军教授、董国艳副教授团队长期致力于光电材料与器件应用研究,本项成果不仅拓展微区光谱的应用,也为量子点光转换薄膜和Micro-LED发光均匀性的快速检测提供新的研究思路。厦门大学材料学院石澍晨博士研究生为本文第一作者,厦门大学材料学院解荣军教授、宣曈曈助理教授以及中国科学院大学董国艳副教授为本文通讯作者。

上述研究工作得到了国家自然科学基金委员会项目(U2005212,51702373,52172157)、福建省自然科学基金面上项目(2020J01035,2021J01042)、深圳市科技创新委员会基础研究重点项目(JCYJ 20200109144614514)以及中央高校基本科研业务费专项资金(2072020075)的支持。


WILEY


论文信息:

Uniformity and Stability of Quantum Dot Pixels Evaluated by Microscale Fluorescence Spectroscopy
Shuchen Shi, Wenhao Bai, Cunjian Lin, Tongtong Xuan*, Guoyan Dong*, Fan Huang, Rong-Jun Xie*
Laser & Photonics Reviews
DOI:10.1002/lpor.202100699
点击左下角 “ 阅读原文 ” ,查看该论文原文。


本文转载自:发光材料与器件

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