采用半極化Micro LED，全彩化量子點(diǎn)轉(zhuǎn)換技術(shù)獲突破！

Micro LED被視為取代TFT-LCD及OLED display的次世代顯示器技術(shù)。建立在LED高效能的基礎(chǔ)上，理想的Micro LED顯示器具有高像素、高對比、自發(fā)光、低能耗及壽命長等各種優(yōu)勢，備受看好。

然而，當(dāng)前的Micro LED仍面臨許多困難需要克服，其中最困擾研究人員與制造商的便是巨量轉(zhuǎn)移制程(Mass transfer process)，如何將紅、藍(lán)、綠三種顏色的LED芯片快速且精確地接合至面板的驅(qū)動(dòng)電路上，以及克服芯片材料特性不同的挑戰(zhàn)，特別是紅光Micro-LED還有易碎等問題，因此巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)至今仍沒有能達(dá)到量產(chǎn)的解決方案被提出。

臺(tái)灣交通大學(xué)的郭浩中教授等人，與美國新創(chuàng)公司Saphlux、耶魯大學(xué)、廈門大學(xué)的研究人員合作，采用半極化(Semipolar)的Micro LED結(jié)合量子點(diǎn)熒光粉光阻(Quantum dot photoresist)的技術(shù)，制作出高色穩(wěn)定的全彩Micro LED陣列，相關(guān)研究成果已被Photonics Research期刊接受，并即將發(fā)表。

圖片來源: Chen et al. 2020

研究團(tuán)隊(duì)主持人郭浩中表示，為了減少巨量轉(zhuǎn)移的次數(shù)，該團(tuán)隊(duì)長期專注在量子點(diǎn)熒光粉色轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用，只需要一種顏色的LED芯片（藍(lán)光或近紫外光）搭配不同顏色的量子點(diǎn)熒光粉，即可實(shí)現(xiàn)全彩的功能，且量子點(diǎn)熒光粉的演色性相當(dāng)突出。

郭浩中也提到，除了巨量轉(zhuǎn)移制程的挑戰(zhàn)，LED芯片本身也面臨不少問題。譬如藍(lán)綠光LED芯片會(huì)隨著操作電流改變，產(chǎn)生發(fā)光顏色變化的現(xiàn)象，意味著顯示器為了配合環(huán)境光源改變亮度時(shí)，就有可能產(chǎn)生顏色變化，不利于顯示器的使用，因此必須解決LED芯片色偏移的問題。

該團(tuán)隊(duì)采用半極化磊晶技術(shù)制作LED芯片，藉由半極化材料的特性，大幅減少LED光源本身的發(fā)光波長偏移(Wavelength-shift)現(xiàn)象，進(jìn)而克服色偏移的問題；在這個(gè)研究中的第二個(gè)突破就是采用量子點(diǎn)熒光粉光阻技術(shù)，該技術(shù)透過特殊的方法，將量子點(diǎn)熒光粉與光阻液混合，搭配傳統(tǒng)的微影制程，達(dá)到大面積制作彩色像素需求，取代分別轉(zhuǎn)移紅、藍(lán)、綠的LED芯片的方法，大幅降低轉(zhuǎn)移制程的困難度。

最后，結(jié)合上述兩種技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了高色穩(wěn)定的全彩Micro LED陣列，同時(shí)具有大面積制造的可能性，為Micro LED顯示器技術(shù)的發(fā)展注入一股新血。