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Micro LED全彩化方案：

三色芯片法与荧光色转换层法

本期内容来源：光电工程2024 年, 第 51 卷, 第 7期

严梓峻, 刘众, 杨晓, 赖寿强, 颜丰裕, 林宗民, 林岳, 吕毅军, 郭浩中, 陈忠, 吴挺竹. 钙钛矿量子点色转换Micro-LEDs：稳定性与图案化研究进展[J]. 光电工程, 2024, 51(7)

三色芯片法：

红绿蓝 (RGB)三色芯片法是实现全彩MicroLEDs的其中一种方案。该方案需要借助巨量转移技术将数百万颗Micro-LED芯片集成在同一块驱动基板上。据统计，为了实现4K的超高分辨率全彩显示，需要高效转移Micro-LED芯片数量高达近2500万颗，转移精度为±1 μm，良率需高达99.9999%；此外，转移效率需要达到200万片/小时以上才能实现量产。

荧光色转换层法：

荧光色转换层 (Fluorescent color conversion layer，FCCL)法是利用短波长的蓝/紫Micro-LED阵列激发荧光材料以实现全彩Micro-LEDs。在荧光材料的选择上，近年来，钙钛矿量子点 (perovskite quantum dot，PQD)凭借高光致发光量子产率、高色纯度和短荧光寿命等优点，广受科研人员和产业人士的关注。

由于三色芯片法需要将数百万颗Micro-LED芯片集成在同一块驱动基板上，随着Micro-LED芯片尺寸的缩小，转移芯片的难度急剧增加，制造成本高昂始终是亟待解决的问题；其次Micro-LED芯片材料的选择是另一大问题。在同一种衬底上生长RGB三种颜色的Micro-LED是极其困难的。一般来说，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是制备蓝绿光Micro-LED芯片的主要材料，而制备红光Micro-LED芯片的材料主要选择AlGaInP。然而，AlGaInP具有很高的表面复合速率，使得制备的红光Micro-LED器件光电性能远不及蓝绿光Micro-LED器件，而在绿光Micro-LED中，“绿隙”的存在给寻找合适的绿光材料带来了巨大挑战。这无疑增加了制备工艺的难度。

荧光色转换层法可以有效规避巨量转移所带来的技术难点，降低制备工艺难度，被认为是实现全彩Micro-LEDs经济、高效的解决方案。所使用的材料——钙钛矿量子点（PQD），不同于传统的Ⅱ-Ⅵ族量子点，PQD可以通过改变卤族元素的配比以实现全光谱调节，且色纯度远高于传统QD以及纳米级的颗粒尺寸非常适合于高分辨全彩Micro-LEDs的制备。然而，尽管PQD具有优异的光电特性，其稳定性也是一大难点。

*钙钛矿量子点Micro-LEDs全彩化技术及其稳定性方案

(a)配体置换； (b)离子掺杂； (c)表面包覆； (d)化学交联

*更多技术进展见文后全文链接

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