物质科学
Physical science
增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 技术需要具备高亮度、宽色域和高分辨率的高性能发光二极管 (LEDs)。金属卤化物钙钛矿因其可广泛调谐的光谱特性、高发光效率以及丰富的材料组成和加工方案，被认为是下一代LED的有力候选材料。通过溶液法和真空法制造的图案化钙钛矿发光二极管 (PeLEDs) 在显示器中表现出高外量子效率 (EQE)，表明其在将电能转化为可见光方面具有很高的效能。然而，基于溶液法的生产面临可重复性、工业兼容性和大规模制造的挑战。热蒸发是一种广泛用于制造微型有机发光二极管 (OLEDs) 的工艺技术，其在PeLEDs生产中的应用可能有助于克服这些挑战。
基于此，山东大学王亮研究员、于伟泳教授和华中科技大学罗家俊教授合作，发表了一篇前瞻性文章“Thermally evaporated perovskite light-emitting diodes for wide-color-gamut displays in AR/VR devices”。2024年10月18日，该文章登载于Cell Press细胞出版社旗下Device期刊，系统总结了溶液法和真空法钙钛矿发光二极管技术在钙钛矿阵列化制备上的优势和劣势，并展望了热蒸发制备技术在Micro PeLED应用于AR/VR的发展前景，为相关领域的研究者和开发者提供了宝贵的洞见。
图1. 当前用于开发AR/VR应用中钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的图案化技术。
图2. 高效全热蒸发钙钛矿发光二极管（PeLEDs）用于高分辨率有源矩阵显示器的设计与制造。
图 3. AR/VR中微型钙钛矿LED（Micro-PeLEDs）的潜在设计方案。
文章总结
这篇文章重点介绍了使用热蒸发技术制造图案化钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的发展和优势。基于溶液的图案化方法，如光刻、喷墨打印、电子束光刻和转印技术，虽然具有潜力，但也面临挑战。这些挑战包括光刻胶对材料的侵蚀、喷墨打印分辨率的限制、转印技术的保真度和产量问题，以及电子束光刻中的高温损坏。相比之下，基于真空的热蒸发技术受环境条件的影响较小，并且能够在大多数基底上实现异质集成，使用精密金属掩膜进行高分辨率的多色像素单元沉积。这些特性满足了增强现实/虚拟现实（AR/VR）应用对制造稳定性和高分辨率的需求。随着热蒸发PeLEDs性能的持续提升及其与互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片的集成能力不断增强，PeLEDs有望成为未来AR/VR设备显示技术的有力候选者。
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