近日，中国科学院长春光机所应用光学国家重点实验室提出一种用于micro-LED全彩色显示的柔性量子点色转换层的制作方法，使用微流控技术制作了像素尺寸为200×200μm柔性量子点色转换层，并验证了柔性量子点色转换层在弯曲状态下的性能。以上研究工作以《Flexible Quantum-DotColor-Conversion Layer Based on Microfluidics for Full-Color Micro-LEDs》为题发表在Micromachines上，DOI：10.3390/mi13030448，李盼园博士为文章的第一作者，梁静秋研究员和陶金副研究员为文章的共同通讯作者。

柔性微型LED器件因具有可扭曲、折叠和伸缩的优异性能，成为可穿戴设备、生物医疗、车载显示等领域的研究热点。近几年，国内外研究人员采用纳米线生长、巨量转移及金属键合等技术制造出柔性蓝光、紫光和紫外单色micro-LED器件。但由于制作工艺的复杂性，全彩色柔性micro-LED器件的技术解决方案较少。我们提出了一种采用微流控技术制备柔性量子点色转换层实现全彩色柔性显示的技术方法。利用微流控技术可灵活操控微纳尺度流体的特点，在柔性micro-LED上集成PDMS柔性量子点色转换层，制作了全彩色柔性micro-LED器件。

图1为全彩色柔性micro-LED器件示意图和柔性量子点色转换层弯曲示意图。采用钙钛矿量子点和柔性材料PDMS制作的色转换层具有良好的发光性能和机械性能，将其与柔性蓝光或紫光micro-LED集成，可实现全彩色柔性微显示功能。在柔性量子点色转换层（FQCL）的制作流程中。首先在硅片上制作SU8微通道结构、然后通过倒模工艺形成PDMS柔性微通道层，将其与柔性密封层键合，形成PDMS柔性芯片，最后将红、绿量子点溶液分别注入到各自的微通道中，制备得到柔性量子点色转换层。

图1 (a) 全彩色柔性micro-LED器件示意图，(b)柔性量子点色转换层弯曲示意图。

      图2（a）为弯曲状态下的PDMS柔性芯片，图2（b-c）是柔性芯片微通道的局部显微图像。全彩像素尺寸为200×200μm，像素数量为20×20。在实验中，通过注入不同颜色的量子点溶液得到红色、绿色和红绿双色的像素阵列，获得亮度均匀的柔性量子点色转换层，图2（d-f）分别为注入红色、绿色和红绿双色量子点后的显示效果，图2（g-i）分别为柔性量子点色转换层在其中三种弯曲状态下的照片。微通道像素的长度、宽度和高度均可以在SU8微通道结构设计和制作过程中进行精准的调节，以实现最佳的显示性能。

图2 (a) 柔性芯片弯曲图像，(b-c) 微通道局部显微图像，(d)红色，

(e) 绿色，(f)红绿双色像素阵列，(g-i) 不同弯曲半径下的柔性量子点色转换层。

      为了验证柔性量子点色转换层在弯曲状态下的性能，我们测试了它在不同弯曲半径和弯曲次数下的发光光谱，获得其相对发光强度、中心波长、半高全宽和色坐标等数据。相比于未弯曲状态下，弯曲半径为15mm时，红色和绿色柔性量子点色转换层子像素的发光强度变化为26%和3%。在弯曲1000次后，红色和绿色柔性量子点色转换层子像素的发光强度分别变化29%和5%。在弯曲1000次后，由蓝光LED、红色和绿色量子点色转换层组成的全彩色柔性micro-LED器件的CIE色域面积变化小于4%，较好地满足全彩显示的需求。

图3 (a) 绿色FQCL，(b) 红色FQCL在不同弯曲半径下的中心波长和FWHM变化曲线，(c)红色和绿色FQCL在不

同弯曲半径下的峰值强度变化曲线，(d)红色和绿色FQCL在不同弯曲次数下的峰值强度变化曲线，(e) 全彩色器件的全

光谱谱线，(f)色品图。

         综上表明，采用微流控技术制作的柔性量子点色转换层具有可弯曲折叠、像素尺寸精确可控及工艺简单等优点。柔性量子点色转换层与柔性蓝光或紫光micro-LED的集成器件可实现柔性微显示功能，在可穿戴设备、车载显示、电子皮肤等领域颇具应用潜力。