近日，张保平教授团队在《ACS photonics》杂志上发表了题为“Fabrication of GaN-Based Flexible VLEDs with Double-Side Light Emitting”的研究成果，报道了基于光敏树脂材料制备了双面发光的柔性蓝光VLED。

随着科技的快速发展，双面出光的发光器件在实际生产中的需求逐渐提升。由于GaN基材料的压电特性、强抗辐照特性以及良好的化学稳定性，双面出光的GaN基柔性LED在柔性显示、照明、柔性可穿戴等方面的应用逐渐拥有足够的竞争力。已报道的双面出光的GaN基柔性LED均需要采用多次衬底转移工艺和串联结构实现器件的制备，增加了工艺复杂性以及较难保证器件的良品率。除此之外，已报道器件均采用横向电注入方式实现发光，会受到电流拥堵效应的影响，严重限制器件的光电特性。

本文开辟了新的工艺方法，采用光敏树脂作为柔性衬底，通过单次蓝宝石衬底剥离工艺，成功制备了双面出光的柔性GaN基蓝光垂直结构LED（VLED）。当对柔性VLED施加一个外部的压缩应力时，柔性LED器件的发光中心从458.3 nm红移至458.5 nm，发光强度降低了~52%。当对柔性VLED施加外部的拉伸应力时，柔性VLED器件的发光中心蓝移至458.1 nm，并且发光强度增强了~13%；进一步增加外部的拉伸应力，首次观察到电注入条件下，实现柔性VLED发光中心的红移~459.1 nm。因此，当对柔性GaN基蓝光VLED施加一个外部的机械应变，受到压电光电子效应的影响，InGaN/GaN界面处所产生的极化电荷可以有效地调制柔性VLED量子阱的能带结构、带隙宽度以及载流子的复合过程，从而影响柔性VLED器件的光电特性。也应该注意到，施加外部应力过大会导致过补偿效应，导致器件性能的降低。该器件的制备有利促进柔性照明、数字显示、虚拟现实头戴式显示装置和可穿戴式人机交互界面、寻址等领域的发展。

图1 不同弯曲状态时器件实际发光图片

图2（a）发光中心随弯曲状态变化图（b）EL积分强度随弯曲状态变化图

研究团队为柔性VLED的研究提供新的思路和方法，为实现可寻址的、双面出光的柔性显示、VR、柔性可穿戴人机交换等方面应用提供了参考价值。该项工作由厦门大学完成，张保平教授、梅洋助理教授为论文共同通讯作者，在高级工程师应磊莹老师的共同指导下完成该工作的研究，2020级博士杨帅为第一作者，电子科学与技术学院博士杨涛、硕士谷鹏、马铭爽等共同参与论文研究。课题组长期进行GaN基发光器件的研究，如micro-LED、RCLED、VCSEL等方面的研究，目前已成功实现了电注入VCSEL（蓝紫光、蓝光、绿光）的制备，在国际上首次实现了深紫外（UVC）VCSEL的光泵浦激射。该项工作得到了国家自然科学基金以及国家重点研发计划项目的资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsphotonics.3c01910

图文：杨帅