ترکیب فناوری نانو و فتولیتوگرافی برای ساخت نمایشگرهای میکروال‌ای‌دی با وضوح بالا
پژوهشگران دانشگاه واشنگتن موفق به توسعه روشی نوین در زمینه الگوسازی با وضوح بالا برای مواد محلول‌پایه شدند که می‌تواند تحولی در ساخت نمایشگرهای میکرو-ال‌ای‌دی ایجاد کند.
این روش که بر پایه فتولیتوگرافی و روش برداشتن خشک (dry mechanical lift-off) استوار است، امکان الگویسازی دقیق نقاط کوانتومی (QDs) را فراهم می‌کند و در تازه‌ترین مقاله‌ای که در نشریه Light: Advanced Manufacturing منتشر شده، به صورت موفقیت‌آمیزی در رنگ‌دهی و ایجاد تصاویر با وضوح بالا به کار گرفته شده است.
فناوری میکرو-ال‌ای‌دی به دلیل مزایایی چون اندازه کوچک، مصرف انرژی کم و کیفیت نوری بالا، چشم‌اندازی روشن در کاربردهای متنوعی همچون ساعت‌های هوشمند، موبایل‌های نسل بعد و هدست‌های واقعیت افزوده و مجازی دارد. اما یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، کوچک‌سازی عناصر ال‌ای‌دی به اندازه‌های میکروسکوپی است. روش‌های فعلی مانند روش‌های کارگاهی پرزحمت یا استفاده از جوهرهای تخصصی، گاهی کیفیت نوری پیکسل‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
در این روش، از یک لایه میانی پاریلین (parylene) استفاده شده که نقش محافظتی دارد و امکان حذف مکانیکی نقاط کوانتومی ناخواسته بدون نیاز به حلال‌های اضافی را فراهم می‌کند. این برداشتن خشک به گونه‌ای است که نقاط کوانتومی حذف شده قابل بازیافت هستند و بنابراین ضایعات را کاهش می‌دهد.
این تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لیه وای لین موفق شده‌اند الگوهایی با وضوح تقریباً یک میکرومتر ایجاد کنند؛ یعنی قادرند جزئیات بسیار ریز و دقیق را روی سطح با استفاده از فتولیتوگرافی بسازند. این روش برای انواع نقاط کوانتومی از جمله نقاط کوانتومی هسته-پوسته CdSe/ZnS و نقاط کوانتومی سبز پرواسکایت (perovskite) به خوبی جواب داده است.
یکی از مزایای مهم این روش، این است که نقاط کوانتومی پس از مرحله الگویسازی تحت هیچ فرآیند سخت‌افزاری یا حرارتی بیشتری قرار نمی‌گیرند و بدین ترتیب خواص درخشندگی و باریکی خط طیفی آن‌ها حفظ میشود. این ویژگی برای تولید نمایشگرهای با کیفیت بالا که به ثبات و دقت نوری نیاز دارند، حیاتی است.
پژوهشگران تاکید می‌کنند که این روش، به دلیل بی‌طرف بودن نسبت به نوع مواد، امکان استفاده ترکیبی از نقاط کوانتومی مختلف را فراهم می‌کند. برای مثال توانسته‌اند به طور موفقیت‌آمیزی نقاط کوانتومی سبز پرواسکایت را با نقاط کوانتومی قرمز CdSe/ZnS ترکیب کنند تا تصاویر چندرنگ با کیفیت عالی تولید شود.
سادگی و کارایی بالای این روش نویدبخش تولید انبوه و ارزان‌تر نمایشگرهای میکرو-ال‌ای‌دی است. با توجه به سرعت رشد تقاضا برای نمایشگرهای با کیفیت و کارایی بالا در بازارهای مصرفی و صنعتی، این پیشرفت می‌تواند نقش کلیدی در توسعه فناوری‌های جدید داشته باشد و دسترسی به این محصولات را گسترده‌تر کند.
به نقل از ستاد نانو، پژوهشگران دانشگاه واشنگتن معتقدند که روش جدید الگویسازی خشک، نه تنها توانسته کیفیت و وضوح را به طرز چشمگیری افزایش دهد، بلکه انعطاف‌پذیری لازم برای سازگاری با مواد مختلف را نیز دارد. این دستاورد می‌تواند تحولی مهم در تولید نمایشگرهای نسل آینده ایجاد کند و افق‌های تازه‌ای برای فناوری میکرو-ال‌ای‌دی و دستگاه‌های نوری پیشرفته بگشاید.