目前，产学研各界对智慧显示装置的关注度持续升温，众多新颖技术纷纷被开发出来，并投入到模块原型展示中。传统的液晶显示和有机发光二极管在相关厂商的大力推动下已初见成果。而另一个极具潜力的方向，则是利用微发光二极管来制作微显示器。
然而，由于对显示器尺寸和像素大小分辨率的严格要求，我们必须开发出高效率的发光元件作为像素，且这个像素还需具备全彩功能。在过去的技术中，现存的组装技术如 pick and place 虽可用于大面积户外发光二极管显示荧幕，但当元件尺寸缩小到五微米以下时，这些技术便难以施展。同时，元件的外部量子效率会因上升的非辐射载子复合以及相对较多的边墙面积而大幅下降，导致整体模块的功耗急剧上升。为解决这一问题，我们必须对整体模块架构进行根本性的变革。
其中一个有效方法便是引入颜色转换层的概念。颜色转换层通过高能量光子激发较低能量的可见光光子（通常为红色和绿色），以实现全彩荧幕的效果。但如何将颜色转换层次完美地组合到微发光二极管矩阵上，仍是学术界亟待攻克的难题。
近日，中国台湾大学林建中教授、吴忠帜教授与阳明交通大学郭浩中教授团队携手合作，在 Micro LED 全彩领域取得了重大新进展。他们利用半导体制程结合特殊设计的光学反射层，成功增强了量子点颜色转换层的发光强度。同时，团队还运用非同调反射与穿透的光学理论，初步推导出了对应的光学增强效应模型。
通过特殊设计的光学反射层，能够在激发光源的波长处实现高反射率，而在量子点发光的波段提高穿透率，从而强化整体全彩的光源平衡。与一般的分散式布拉格反射镜在高穿透率频段会出现震荡的情况不同，该团队所展示的反射率频谱极为平坦，这对于设计量子点发光的颜色转换层来说更加便利。本次展示的结构非常适合未来缩小个别像素大小的需求。
由于团队采用了标准的半导体制程以及光罩对准方法，在精确度和准确度方面都有了大幅提升。同时，在像素的结构中加入高密度的原子层沉积系统的介质层，不仅起到了保护量子点的作用，还解决了颜色转换层在生命周期和可靠度方面的顾虑。
最终，团队成功展现了五微米大小像素的卓越成果。在可靠度方面，经过长达 9000 小时的上架储存时间验证，量子点的发光强度并未有明显改变。此外，在数值模型方面，该团队也展示了与不同反射率的光学层整合后，不同量子点发光强度之间的关系，并取得了一致的成果。
此一突破性成果已在 IEEE Photonics Journal 期刊上发表，为 Micro LED 全彩领域的发展奠定了坚实的基础。相信在未来，以此次研究为起点，团队将进一步开发与量子点颜色转换层相关的技术，以满足未来高分辨率微显示器系统的实际需求，为科技进步和人类生活带来更多的惊喜与便利。