随着对Micro-LED 显示器件应用需求的日益迫切，全彩色Micro-LED 器件制备技术也逐渐成为了研究热点。常规的红、绿、蓝三色LED通常不能在同一基板上同时生长，迄今为止，大多数的研究主要集中在单色显示方面。为了实现全彩色Micro-LED微显示，梁静秋团队的研究人员进行了如下探索。
01
三色集成全彩色彩Micro-LED微显示
通过转移红绿蓝三色Micro-LED发光芯片到硅基驱动电路，制作了全彩色可独立寻址微型显示器件。使用硅片作为基底，通过光刻和磁控溅射制造金属化图案，金属化图案由金属焊盘和导线组成。显示器件的每个像素由红色，绿色和蓝色Micro-LED芯片组成。下图为制作的Micro-LED微显示器，红绿蓝三色从上至下行扫描整个显示阵列。
Micro-LED微显示器
红绿蓝Micro-LED芯片均为倒装芯片，大小形状相同或相近，采用倒装键合工艺制作，具有良好的工艺一致性，而且制作周期短，效率高。由于无需引线键合，阳极焊盘可以设置在Micro-LED的下面，有利于进一步减小全彩像素单元尺寸。这种微显示器具有高亮度和宽工作温度范围的特点，在室内/室外应用中具有巨大的潜力。
02
单片集成量子点Micro-LED微显示器件
通过采用量子点材料制备了匹配蓝光Micro-LED 阵列的量子点色转换层，实现了Micro-LED 阵列器件全彩化。全彩器件由蓝光Micro-LED、红光量子点、绿光量子点组成。蓝光Micro-LED同时作为激发光照射到量子点材料，分别辐射出红光和绿光。
量子点色转换层基板的制备流程如下。首先，在透明玻璃基板表面蒸镀长波通滤光膜，通过飞秒激光对滤光膜层分区刻蚀；然后，在滤光膜层表面制备PDMS聚合物膜层；最后，在其上制备红光和绿光量子点像素单元。将制备的色转换层与蓝光Micro-LED阵列集成，以实现全彩显示。下图为有无滤光膜情况下的单片集成量子点Micro-LED微显示阵列对比。无滤光膜时，大量蓝光穿透量子点色转换层，产生大量蓝光背景光，造成量子点像素单元发光时色纯度降低，影响了器件显示能力；而有滤光膜后，滤光膜有效抑制了蓝光出射，提高了红光和绿光像素单元发光色纯度。
无滤光膜和有滤光膜时的单片集成量子点Micro-LED微显示器阵列
03
三色合成Micro-LED微投影显示
红光Micro-LED显示阵列由AlGaInP-LED制作。通过刻蚀、填充正面与背面隔离沟道、沉积p电极、n电极和退火等工艺制作红光Micro-LED显示阵列，绿光与蓝光Micro-LED显示阵列均采用蓝宝石衬底的GaN外延片。
Micro-LED微投影显示光学系统示意图
光学系统作为Micro-LED微投影显示的关键，对成像效果有着至关重要的作用。微投影系统将显示芯片上的图像真实地加以还原，在投影屏幕上投射出清晰画面。该光学系统具有体积小，结构简单，投影效果好，易加工生产等诸多优势。
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