研究人员开发出超高分辨率微型 LED 显示器

微型发光二极管（micro-LED）正在成为光通信、增强现实和虚拟现实以及可穿戴设备的下一代显示技术。金属卤化物过氧化物在高效光发射、长程载流子传输和可扩展制造方面显示出巨大潜力，使其有可能成为明亮 LED 显示屏的理想候选材料。

然而，制造适用于微型 LED 显示屏的薄膜包光体面临着严峻的挑战。例如，薄膜包云母可能会表现出不均匀的光发射，其表面在光刻时也可能不稳定。由于这些原因，需要找到解决方案，使薄膜包晶与微型 LED 设备兼容。

最近，由中国科学院理化技术研究所 WU Yuchen 教授领导的中国研究团队在克服这些挑战方面取得了重大进展。该团队开发出了一种远程外延生长连续结晶包晶体薄膜的新方法。这一进展使其能够无缝集成到像素小于 5 μm 的超高分辨率微型 LED 中。

他们的研究成果发表在1月15日的 Nature Nanotechnology 杂志上，描述了一种远程外延生长技术，该技术利用石墨烯中间层在4平方厘米的面积上生成连续结晶的过氧化物薄膜。这种方法有效地消除了晶界，实现了纯面外晶体取向。

利用这些单晶、独立的包晶体薄膜，研究人员在微型 LED 方面取得了令人瞩目的成果，包括 16.1% 的电致发光效率、4 × 105 cd m-2 的亮度以及像素尺寸为 4 μm 的超高分辨率。

这种独立的过氧化物可与商用电子平台轻松集成，实现对每个像素的独立动态控制。这种功能可应用于静态图像和视频显示。

这种方法通过集成多个包晶体元件，使构建全彩微型 LED 显示器成为可能。此外，这种包光石膜还可以与共振元表面和光子晶体等纳米光子结构单片集成，为超小型光子器件的开发铺平了道路。

这项工作得到了中国科技部、国家自然科学基金委和中科院青年创新促进会的支持。

用于超高分辨率微型 LED 显示器的远程外延结晶包晶（图片由 WU Yuchen 教授课题组提供）

参考文献

Yuan, M., Feng, J., Li, H. et al. Remote epitaxial crystalline perovskites for ultrahigh-resolution micro-LED displays. Nat. Nanotechnol. (2025).

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01841-9