近日，北京大學物理學院現(xiàn)代光學研究所極端光學創(chuàng)新研究團隊的朱瑞研究員、龔旗煌院士與利亞德光電股份有限公司合作，在《自然評論材料》（Nature Reviews Materials）上發(fā)表題為《邁向微型鈣鈦礦發(fā)光二極管顯示技術》（“Towards micro-PeLED displays”）的展望（perspective）論文，深入探討并總結(jié)了鈣鈦礦發(fā)光二極管微型化、圖案化的優(yōu)勢及發(fā)展?jié)摿Γ�并有針對性地分析了micro-PeLED（微型鈣鈦礦發(fā)光二極管）顯示面臨的關鍵挑戰(zhàn)及未來發(fā)展的技術路線。

PeLED（鈣鈦礦發(fā)光二極管）是當下光電領域的研究熱門。相較于傳統(tǒng)LED（發(fā)光二極管）中的GaN基發(fā)光材料，鈣鈦礦材料擁有可溶液加工、成本低廉、發(fā)光波長易調(diào)等優(yōu)勢，基于鈣鈦礦發(fā)光層的PeLED效率記錄已接近29%，極具發(fā)展?jié)摿�。PeLED微型化將有可能規(guī)避傳統(tǒng)micro-LED中常見的納米刻蝕損傷、巨量轉(zhuǎn)移等工藝難題；同時，相較于PeLED中常見的鈣鈦礦薄膜發(fā)光層，納米級獨立微晶是目前最高效率紅、綠、藍及近紅外PeLED的主要發(fā)光層結(jié)構(gòu)形式。已有報道也證實，不斷縮小發(fā)光單元將是PeLED效率突破的關鍵發(fā)展趨勢。因此，micro-PeLED有望成為實現(xiàn)超清顯示應用的理想技術路線之一。

鑒于此，研究團隊基于已有的研究基礎，對 “邁向微型鈣鈦礦發(fā)光二極管顯示技術” 這一主題進行深入探討與展望。該展望文章主要包括以下幾個方面：首先，深入分析并系統(tǒng)總結(jié)了目前高性能PeLED器件的特征、共性及效率提升關鍵點，并充分論證了PeLED器件微型化的獨特優(yōu)勢；其次，綜述分析了當前六大鈣鈦礦圖案化技術最新進展及優(yōu)勢對比，并總結(jié)了已報道m(xù)icro-PeLED的結(jié)構(gòu)趨勢及發(fā)展?jié)摿�；最后，在展望部分，前瞻性地提出三大針對micro-PeLED顯示發(fā)展的技術路線。

圖1.高性能PeLED器件的優(yōu)化策略

由于micro-PeLED是PeLED的微型化器件，發(fā)展制備高質(zhì)量鈣鈦礦發(fā)光陣列及micro-PeLED器件可以從當前高性能PeLED的制備方法中獲得規(guī)律及靈感。文章篩選并討論了當前三種高效率PeLED的優(yōu)化策略（相均一化、缺陷鈍化、取向出光），通過實例說明鈣鈦礦活性層從薄膜到納米晶塊的微縮化發(fā)展趨勢。同時，對比傳統(tǒng)LED，強調(diào)了鈣鈦礦微縮化提升發(fā)光效率的優(yōu)勢。最后，文章總結(jié)得出高質(zhì)量鈣鈦礦發(fā)光層的發(fā)展趨勢為：單晶化、陣列化、獨立化（圖1）。

圖2.鈣鈦礦圖案化技術對比