近日，北京大學(xué)物理學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)研究所極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)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(píng)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(shù)》（“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(shì)及發(fā)展?jié)摿Γ�并有針�?duì)性地分析了micro-PeLED（微型鈣鈦礦發(fā)光二極管）顯示面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)及未來(lái)發(fā)展的技術(shù)路線。

PeLED（鈣鈦礦發(fā)光二極管）是當(dāng)下光電領(lǐng)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(zhǎng)易調(diào)等優(yōu)勢(shì)，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(jiàn)的納米刻蝕損傷、巨量轉(zhuǎn)移等工藝難題；同時(shí)，相較于PeLED中常見(jiàn)的鈣鈦礦薄膜發(fā)光層，納米級(jí)獨(dú)立微晶是目前最高效率紅、綠、藍(lán)及近紅外PeLED的主要發(fā)光層結(jié)構(gòu)形式。已有報(bào)道也證實(shí)，不斷縮小發(fā)光單元將是PeLED效率突破的關(guān)鍵發(fā)展趨勢(shì)。因此，micro-PeLED有望成為實(shí)現(xiàn)超清顯示應(yīng)用的理想技術(shù)路線之一。

鑒于此，研究團(tuán)隊(duì)基于已有的研究基礎(chǔ)，對(duì) “邁向微型鈣鈦礦發(fā)光二極管顯示技術(shù)” 這一主題進(jìn)行深入探討與展望。該展望文章主要包括以下幾個(gè)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(guān)鍵點(diǎn)，并充分論證了PeLED器件微型化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；其次，綜述分析了當(dāng)前六大鈣鈦礦圖案化技術(shù)最新進(jìn)展及優(yōu)勢(shì)對(duì)比，并總結(jié)了已報(bào)道m(xù)icro-PeLED的結(jié)構(gòu)趨勢(shì)及發(fā)展?jié)摿Γ蛔詈�，在展望部分，前瞻性地提出三大針�?duì)micro-PeLED顯示發(fā)展的技術(shù)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(dāng)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(dāng)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(guò)實(shí)例說(shuō)明鈣鈦礦活性層從薄膜到納米晶塊的微縮化發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，對(duì)比傳統(tǒng)LED，強(qiáng)調(diào)了鈣鈦礦微縮化提升發(fā)光效率的優(yōu)勢(shì)。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(shì)為：?jiǎn)尉Щ�、陣列化、�?dú)立化（圖1）。

圖2.鈣鈦礦圖案化技術(shù)對(duì)比