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媒體報導

用鹽成功為量子點包膜 清華大學噴墨列印可彎折螢幕
新聞來源:聯合報   發佈時間:2020-08-27 14:35:11

 2020-08-21 12:20 記者李珣瑛/新竹報導

很多人會將削切後的蘋果泡在鹽水裡來防止它氧化變黑,但你知道泡鹽水也能保護脆弱的量子點材料嗎?清華大學材料系教授陳學仕領導的研究團隊創全球之先,用鹽水為量子點材料「包膜」,不僅能抵抗水、氧侵蝕,還能均勻地用噴墨列印出比砂粒還小的微米級LED(Micro LED),印在塑膠膜上,就可造出各式可彎折的高解析手機、眼鏡等螢幕。
 
這項創新的研發成果,最近登上《美國化學學會應用材料與界面》(ACS Applied Materials&Interfaces)期刊封面,並且已申請美國及台灣專利。
 
為造出更高解析、高亮度、超輕薄、可彎曲、壽命長的顯示器,以應用在擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)眼鏡、手錶等穿戴式電子設備螢幕,蘋果、三星及面板大廠無不投入巨資全力研發微米級LED,來取代目前的OLED。
 
但要把上百萬顆尺寸在100微米以下的微型LED排列在基板上,就牽涉到最困難的「巨量轉移」技術。陳學仕指出,不少廠商採用「蓋印章」的方法,把數百萬紅、綠、藍3色的微型LED逐一搬移黏貼到基板上,但只要有幾個小點沒有黏到,螢幕就會出現壞點。
 
於是有業者想到用噴墨列印的方式來排列微米級LED,以提高良率、節省成本。但陳學仕指出,量子點溶液經噴墨印表機噴出後,液滴內部會產生對流,把材料推到外圍,無法均勻分布,「就像不小心滴落的咖啡滴,中心顏色比較淡,外圈顏色則比較深,這就是所謂的咖啡環現象。」
 
陳學仕研究團隊決定在量子點溶液中加入鹽水,也就是氯化鈉溶液,成功將量子點包覆住,形成結晶,「就像把量子點抓回來,聚縮成均勻分布的一顆小點。」而經過「包膜」的量子點也更穩定,就像泡了鹽水的蘋果,不易受到水、氧的侵蝕。
 
想出為量子點「泡鹽水」點子的是研究團隊成員之一的清華大學材料所博士何士融。他從顯微攝影中觀察到,沒加鹽水的量子點材料經噴墨印表機噴出後,四散為不規則形狀;加了鹽水後,量子點則會逐漸收縮聚合為一個均勻漂亮的晶體。
 
何士融說,加了鹽水的量子點還可以噴出更小的液滴。他表示,目前量子點噴墨印表機的液滴尺寸大約是30到50微米,但加了鹽水就可以噴出小至3.7微米的液滴,大約只有人類頭髮直徑的1/20,解析度更升級。