近日，廈門大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院半導(dǎo)體照明與顯示實(shí)驗(yàn)室在Micro-LED全彩顯示技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際期刊Advanced Materials（《先進(jìn)材料》）上。

Micro-LED是未來顯示技術(shù)最重要的發(fā)展方向之一，其全彩化技術(shù)是近年來國(guó)際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的難點(diǎn)。當(dāng)前，鈣鈦礦量子點(diǎn)因其在發(fā)光性能的諸多優(yōu)勢(shì)，在Micro-LED全彩顯示領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，鈣鈦礦量子點(diǎn)的短板也很明顯，尤其是紅色發(fā)光的鈣鈦礦量子點(diǎn)，穩(wěn)定性較之綠光鈣鈦礦量子點(diǎn)更差，亮度也更弱。為此探索新型量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換技術(shù)，對(duì)于解決當(dāng)前Micro-LED全彩顯示技術(shù)難題、提升我國(guó)在Micro-LED顯示產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義和價(jià)值。

針對(duì)當(dāng)前難點(diǎn)，半導(dǎo)體照明與顯示實(shí)驗(yàn)室提出了一種全新的策略，利用紅色發(fā)光鈣鈦礦量子點(diǎn)（γ-CsPbI_3）包覆綠色鈣鈦礦量子點(diǎn)（CsPbBr_3），形成核殼結(jié)構(gòu)，在兩種量子點(diǎn)之間滿足能量轉(zhuǎn)移的條件，γ-CsPbI_3將CsPbBr_3的發(fā)光完全吸收。“由于CsPbBr_3向γ-CsPbI_3傳遞能量，因此γ-CsPbI_3會(huì)表現(xiàn)出CsPbBr_3的激發(fā)特性，可以調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的最佳激發(fā)波長(zhǎng)。該工作中，紅色發(fā)光的雙組分鈣鈦礦量子點(diǎn)最佳激發(fā)波長(zhǎng)逐漸被調(diào)節(jié)至藍(lán)光區(qū)域。在藍(lán)光激發(fā)下，光致發(fā)光強(qiáng)度可以提升3倍以上，且藍(lán)光激發(fā)量子產(chǎn)率接近100%，穩(wěn)定性也得到顯著提升。”廈門大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院陳忠教授說。

據(jù)了解，在紅光量子點(diǎn)最佳激發(fā)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)至藍(lán)光區(qū)域后，研究人員將該雙組分量子點(diǎn)應(yīng)用于藍(lán)光Micro-LED色轉(zhuǎn)換層中。借助玻璃微孔陣列作為載體，沉積出的量子點(diǎn)陣列與Micro-LED陣列相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了很好的色轉(zhuǎn)換性能，顯示色域可達(dá)到135.9%的NTSC標(biāo)準(zhǔn)。

這項(xiàng)研究將非輻射能量傳遞機(jī)制與Micro-LED色轉(zhuǎn)換技術(shù)相結(jié)合，從性能提升、工藝精簡(jiǎn)方面“雙管齊下”，突破當(dāng)前Micro-LED紅光色轉(zhuǎn)換技術(shù)瓶頸，以更低成本實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量Micro-LED全彩顯示效果，有助于解決產(chǎn)業(yè)技術(shù)難題，推動(dòng)我國(guó)Micro-LED全彩顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

廈門大學(xué)半導(dǎo)體照明與顯示實(shí)驗(yàn)室成立于2006年，是國(guó)內(nèi)較早開展LED技術(shù)與應(yīng)用研究的團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期著眼于顯示產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)問題開展多學(xué)科交叉研究，圍繞突破Micro-LED的技術(shù)瓶頸，持續(xù)推進(jìn)集成電路核心技術(shù)攻關(guān)，取得了一系列重要進(jìn)展，如，首次實(shí)現(xiàn)Micro-LED直流電學(xué)參數(shù)無接觸測(cè)量，取得微小芯片高效檢測(cè)的技術(shù)突破；利用復(fù)合納米結(jié)構(gòu)大幅度提升紅光量子產(chǎn)率，有效緩解紅光像素的低光效瓶頸等。