Il est bien connu que l'immersion d'une pomme épluchée dans de l'eau salée empêche l'oxydation et le brunissement, mais saviez-vous que l'eau salée peut également protéger les matériaux fragiles des points quantiques (QD) ? Une équipe de recherche dirigée par le professeur Chen Hsueh-Shih du Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université nationale Tsing Hua de Taïwan a récemment développé la première technique de jet d'encre au monde pour utiliser l'eau salée pour encapsuler les matériaux QD, qui non seulement résiste à la corrosion de l'eau et de l'oxygène, mais peut également être uniformément imprimé sous forme de film plastique flexible sur une matrice de micro LED pour une utilisation dans des écrans pliables haute résolution pour téléphones mobiles, lunettes, etc.

Afin de créer des écrans ultra-minces et pliables avec une résolution plus élevée, luminosité plus élevée, et une durée de vie plus longue pour une utilisation dans les lunettes utilisées en réalité augmentée (AR) et réalité virtuelle (VR), et pour les montres et autres appareils électroniques portables, Pomme, Samsung, et d'autres grands fabricants de panneaux ont massivement investi dans le développement de micro LED pour remplacer les écrans OLED actuellement utilisés.

Disposer des millions de micro-LED de taille inférieure à 100 µm sur un substrat présente des difficultés majeures. Selon Chen, de nombreux fabricants utilisent une méthode d'estampage pour déplacer des millions de rouge, vert, et des micro LED bleues une par une sur le substrat, mais si quelques jetons ne collent pas, l'écran sera entaché de pixels défectueux.

Une façon de résoudre ce problème consiste à utiliser l'impression à jet d'encre pour imprimer des micro pixels au lieu de déplacer des micro LED, ce qui est plus efficace et rentable. Cependant, lorsque la solution QD est éjectée de l'imprimante à jet d'encre, la convection se produit à l'intérieur des gouttelettes, pousser le matériau vers la périphérie, le laissant inégalement réparti, avec une couleur plus claire au centre et une couleur plus foncée en périphérie, semblable en apparence au soi-disant « phénomène de l'anneau de café » observé dans une goutte de café tombée sur une surface claire.

En ajoutant de l'eau salée (une solution de chlorure de sodium) à la solution QD, L'équipe de recherche de Chen a réussi à encapsuler les QD, qui s'est formé en cristaux, ce que Chen décrit comme « saisir les points quantiques et les condenser en points uniformément répartis ». Ces QD encapsulés sont également plus stables et résistants à la corrosion, comme des pommes trempées dans l'eau salée.

Le membre de l'équipe qui a eu l'idée de tremper les points quantiques dans de l'eau salée était le Dr Ho Shih-Jung, également du Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université nationale Tsing Hua. Il a observé à partir de photomicrographies que le matériau QD sans eau salée ajoutée se disperse en formes irrégulières lorsqu'il est éjecté d'une imprimante à jet d'encre, mais en ajoutant de l'eau salée, ils rétrécissent progressivement et convergent en cristaux uniformes et magnifiques.

Selon Ho, l'ajout d'eau salée à la solution QD permet également de pulvériser des gouttelettes plus petites, expliquant que la taille des gouttelettes des imprimantes QD actuelles est d'environ 30 m à 50 m, mais en ajoutant de l'eau salée, la taille peut être réduite jusqu'à 3,7 m, qui est d'environ 1/20 du diamètre d'un cheveu humain, d'où la meilleure résolution.

Cette recherche novatrice a été publiée dans un récent numéro de Matériaux et interfaces appliqués ACS , et le matériel qu'ils ont développé est actuellement breveté aux États-Unis et à Taïwan.