受月饼模具启发,福州大学突破超高分辨率QLED像素精度极限
福州大学物理与信息工程学院李福山教授团队的青年教师林立华从月饼模压工艺中汲取灵感,设计出一种“硬质纳米压印—整体倒置转印”方案,成功制备出全彩超高分辨率量子点发光二极管(QLED)。该技术最高可实现25400 PPI的像素密度,相关成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》。
当像素尺寸缩小到微米乃至纳米级时,传统光刻、喷墨打印等方法难以精确制备图案,且易出现颜色串扰和发光性能下降。研究团队采用坚硬的硅模板作为“模具”,在纳米尺度对发光材料进行精准盖章,从根源上保证图案不变形。在此基础上引入“双作用力动力学”策略,利用压印和释放过程中的作用力变化,使红、绿、蓝三色发光材料在纳米微孔内自动挤紧并有序排列,在9072至25400 PPI的超高分辨率范围内实现接近无缺陷的像素排布。
介电匹配与电场调控实现高效长寿命器件
像素尺寸缩小至亚微米后,器件内部电场分布不均,导致像素边缘出现“电流拥挤”现象,增加能耗并影响稳定性。研究团队提出“二氧化钛纳米颗粒介电匹配”策略,在电荷阻挡层中引入适量纳米颗粒,调控介电特性使之与量子点发光层匹配,使电场分布变得均匀。
该策略带来显著性能提升:在12700 PPI下,红光器件峰值外量子效率(EQE)达到26.1%,寿命长达65190小时;绿光和蓝光器件效率分别提升124%和119%,多项指标刷新行业纪录。该工艺可在柔性基底上完成高精度转印并保持稳定,无需高温和复杂光刻,也能兼容钙钛矿等环境敏感材料。研究团队已将技术与集成电路结合,开发出可逐个控制像素的集成显示样机,实现了动态图像显示,为高分辨率显示芯片的全新制造路径提供了支撑。


