關鍵技術障礙阻礙全彩商業顯示器的進展：鈣鈦礦發光二極體
簡介
自 2014 年首次展示室溫發光的鈣鈦礦發光二極體（PeLEDs）以來，該技術在幾年間取得了快速的進步。綠色、紅色和近紅外發射器件的外部量子效率（EQEs）已超過 20％，而藍色 PeLEDs 的 EQE 也已超過 17％。PeLEDs 的效能指標不斷接近最先進的有機發光二極體（OLEDs）和量子點發光二極體（QLEDs），在色彩純度、材料成本和製備過程方面具有獨特優勢。 儘管取得了驚人的進展，但 PeLEDs 要實現商業顯示應用還存在一些挑戰。一方面，高效能的 PeLEDs 只能在小的活動區域內工作。當活動區域擴大時，大面積活性層的高非均勻性成為主要障礙。另一方面，大多數 PeLEDs 研究集中在具有單個發射畫素的原型裝置上。然而在高解析度、全彩鈣鈦礦陣列圖案化策略和裝置整合技術方面的技術滯後，PeLED 顯示商業化的步驟受到嚴重阻礙。此外高效能 PeLEDs 主要基於剛性基板製備，約束了它們的潛在應用場景。鈣鈦礦材料具有可溶性加工性和固有的機械靈活性，為製備基於鈣鈦礦的柔性光電器件提供了前景。 在一篇發表於《光：先進製造》的新論文中，由中國南開大學化學學院高級能源材料化學重點實驗室（教育部）、可再生能源轉換與儲存中心（RECAST）的袁銘建教授領導的科學家團隊總結了 PeLEDs 在商業顯示應用中的代表性嘗試，並討論了這一領域的主要挑戰和發展前景。大面積 PeLEDs 製備
PeLEDs 的大規模製造對於顯示面板具有重要意義。實驗室規模生產中展示的高效能 PeLED 裝置通常僅擁有幾平方毫米的發射區域。當擴大發射區域時，鈣鈦礦薄膜的結晶度和均勻性會降低，從而導致裝置效能下降。這些缺點使得 PeLEDs 難以將其優越的電致發光（EL）特性轉化為可擴充套件的生產線。為了實現大面積和高通量的器件生產，開發可行的大面積鈣鈦礦薄膜沉積技術是必要的。這包括改進現有的旋轉塗布法以及使用大型相容性的沉積技術，如新型刮痕塗布或蒸發沉積方法。鈣鈦礦陣列圖案化策略
微米或奈米陣列及其製備方法對於開發先進的整合光電平臺至關重要。精確且高度整合的畫素是將這些新興鈣鈦礦材料納入全彩高解析度顯示器中的先決條件。人們已經付出了巨大努力來開發結構化鈣鈦礦薄膜，並在鐳射器、超表面和非線性光學器件中展示了這些光學薄膜的應用。然而將圖案化的鈣鈦礦薄膜整合到全彩、高解析度的電致發光器件中仍然具有挑戰性。要獲得高效能的圖案化 PeLEDs，需要與 LED 器件構建中的現有工作流程相容的圖案策略，實現高光學效能和低電損失的統一。在本節中，作者們專注於應用圖案化鈣鈦礦陣列於 LED 器件的嘗試。他們介紹了高解析度鈣鈦礦活性層的圖案策略，包括輔助遮罩光刻技術、無遮罩噴墨列印方法、奈米壓印和轉移印刷策略。柔性 PeLEDs
柔性 LEDs 已成為具有多種潛在應用的革命性器件，例如行動式可穿戴顯示器和生物醫學成像。在本節中，作者們簡要介紹了柔性 PeLEDs 的進展。他們描述了柔性和可拉伸器件中鈣鈦礦發光層的機械效能調控策略。結構最佳化和材料光電效能之間的關係也得到解釋。他們回顧了適用於柔性 PeLEDs 的電極材料，例如結構化金屬、導電聚合物、低維碳材料及其復合材料。他們還提出了對這些候選材料引數（如柔性效能、導電性和透光性）的全面改進策略，並討論了介面和能帶工程對改善這些電極與鈣鈦礦活性層的相容性的重要性。評論和建議
這份研究報告詳細介紹了鈣鈦礦發光二極體在商業全彩顯示器應用中的進展和技術障礙。鈣鈦礦發光二極體作為下一代顯示和照明技術的最有潛力的應用之一，具有出色的效能和獨特的優勢。然而該技術仍面臨著許多挑戰，包括大面積製造、圖案化策略和柔性器件等方面。 在大面積製造方面，研究人員需要改進現有的沉積技術，以實現高效能的鈣鈦礦薄膜在大面積上的可擴充套件生產。他們可以探索新型刮痕塗布或蒸發沉積等大規模相容的沉積方法，從而克服薄膜非均勻性的問題。 在圖案化策略方面，研究人員應致力於開發高解析度、全彩鈣鈦礦陣列圖案化策略，在存在的 LED 器件構建工作流程中實現高效能的圖案化 PeLEDs。他們可以進一步研究輔助遮罩光刻技術、無遮罩噴墨列印方法、奈米壓印和轉移印刷策略，以找到最合適的圖案化方法。 在柔性 PeLEDs 方面，研究人員需要繼續改進鈣鈦礦發光層的機械效能調控策略，以實現柔性和可拉伸器件中的高效能。同時他們應繼續研究和改進柔性電極材料，並實現與鈣鈦礦活性層的良好相容性。 鈣鈦礦發光二極體的商業化應用將為顯示技術和照明領域帶來革命性的變化。然而要實現這一目標，研究人員需要克服各種技術障礙。這份研究報告提供了寶貴的洞察和建議，為相關的科學家和工程師提供了指導，同時也為行業和政策制定者提供了有關鈣鈦礦發光二極體和商業全彩顯示器發展的重要訊息。希望這項技術能夠得到進一步的研究和發展，推動顯示技術的革新。Manganesetitaniumoxide(MTO)-錳鈦礦類發光二極體,商業全彩顯示器,進展,技術障礙
