南科大孫小衛、王愷課題組聯合在鈣鈦礦顯示領域取得新進展

2020-08-27 南方科技大學

近日，南方科技大學電子與電氣工程系（簡稱「電子系」）講席教授孫小衛課題組聯合副教授王愷課題組，在鈣鈦礦顯示領域取得了研究新進展，相關成果在國際著名學術期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）和《先進光學材料》(Advanced Optical Materials) 上發表。

圖1. 原位噴墨列印準二維鈣鈦礦的均勻像素點和構成的圖案（上），及其水穩定性和耐化學溶液穩定性（下）。

鈣鈦礦材料因其優異的光學性能，包括可調諧的帶隙和高效的發光性能，成為顯示和照明的理想候選材料。但其穩定性限制了自身應用和發展。發表在《先進功能材料》的論文提出了一種採用噴墨列印技術將鈣鈦礦前驅體墨水印刷在不同聚合物基底上的策略，該策略利用溶劑對聚合物的溶脹作用，使高分子內原位生長出具有高亮度、高穩定性且波長與圖案像素尺寸精確可調的準二維鈣鈦礦。準二維鈣鈦礦-聚合物複合材料具有優異的防潮性、耐光照射性和耐各種溶液化學侵蝕的特性。同時，利用高精度噴墨列印技術可以實現小間距準二維鈣鈦礦像素點陣，構成各種圖案。

孫小衛介紹，這項研究採用原位噴墨列印準二維鈣鈦礦技術獲得了高精度圖案複合材料薄膜。這種薄膜非常有希望應用於平板顯示領域，大幅度降低4K和8K顯示技術中的光轉換膜成本。

南科大電子系來自吉林大學的訪問學生賈思琪為論文第一作者，孫小衛為第一通訊作者，南科大為第一通訊單位。

圖2. (a)基於鈣鈦礦複合薄膜的手機背光結構示意圖; (b, c) 原手機屏幕和新屏幕的螢光光譜圖; (d) 色域圖;（e，f）原手機屏幕和新屏幕的色彩效果對比圖。

發表在《先進光學材料》上的論文提出了一種簡便有效的原位製備 Cs4PbBr6/CsPbBr3鈣鈦礦納米晶體嵌入聚合物複合薄膜的方法。利用重結晶原理，研究人員製備了一種PMMA原位生長鈣鈦礦納米晶體的複合薄膜，該薄膜不僅具有很高的光轉換效率，並且由於受聚合物隔水隔氧的有效保護，該薄膜的水穩定性和光穩定性也顯著改善。同時，採用該方法獲得的鈣鈦礦-聚合物複合膜綠光發光峰半寬只有19nm，結合紅光量子點膜，共同為智慧型手機屏幕提供了更豐富的色彩細節，尤其在綠光和紅光色彩表現方面效果明顯。該研究顯示了高性能鈣鈦礦複合薄膜在廣色域顯示領域方面的突出優勢，為鈣鈦礦複合薄膜在顯示領域的應用提供了有力支撐。

顯示模組由南科大初創公司深圳撲浪科技有限公司組裝完成。南科大電子系研究助理李祥為第一作者，孫小衛、王愷為通訊作者。該系列工作得到國家科技部、國家自然科學基金、廣東省科技廳、廣東省自然科學基金和深圳市科創委的資助。

《先進功能材料》論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201910817

《先進光學材料》論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adom.202000232

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