微型发光二极管（Micro-LED）作为下一代先进显示技术，具备取代LCD和OLED显示技术的潜力，已经成为显示技术领域最炙手可热的研究课题。然而，当前的Micro-LED仍面临许多困难需要克服。首先是Micro-LED芯片的波长稳定性。根据外界环境光强的不同，Micro-LED显示器件需要动态地调整芯片的工作电流，此时其发光波长会发生明显偏移，产生严重色偏。其次是量子点色转换层的规模化制备。目前常见的量子点喷涂工艺，在制备速度上仍有所欠缺，在大规模量产上的性能还需提高。

台湾交通大学、厦门大学、耶鲁大学、美国Saphlux公司等单位的研究人员合作攻关，采用半极性（20-21）的Micro-LED芯片阵列结合量子点光刻胶（QDPR）的技术，制备出高色稳定性的全彩Micro-LED显示器件。相关成果发表在Photonics Research 2020年第5期上，论文的通讯作者为台湾交通大学光电工程学系郭浩中教授与厦门大学电子科学系吴挺竹副教授。

图1（a）在半极性GaN外延片上制备Micro-LED芯片阵列，（b）沉积黑色光刻胶实现芯片阵列的平坦化，（c）利用标准光刻工艺制备QDPR色转换层，（d）将芯片阵列与色转换层进行组装。

该研究团队在半极性（20-21）面GaN外延片上制备Micro-LED芯片阵列，依靠半极性材料的特性从根本上降低了内部极化效应，有效减缓了Micro-LED芯片的量子限制斯塔克效应，有利于提高芯片的波长稳定性。同时采用量子点光刻胶技术，通过特殊的方法将量子点与光刻胶混合，结合标准的光刻工艺实现了色转换层的大面积制备。

图2（a）c面与（b）半极性面Micro-LED芯片在不同电流密度下的色坐标与色域的偏移情况对比

 研究团队主持人、台湾交通大学郭浩中教授表示，将半极性GaN基Micro-LED芯片阵列与QDPR色转换层相结合实现Micro-LED全彩显示的方案，是文献中未曾报道过的研究内容，具备很好的原创性。该工作提升了Micro-LED显示器件在不同电流密度下的波长稳定性，实现了色转换层的批量制备，未来将能够有效促进Micro-LED显示技术的规模化量产应用。