据报道，来自日本大阪大学与立命馆大学的研究团队近日开发出一种新型单层LED，其可在室温下发出四种稳定颜色。目前，该研究成果已发表于《应用物理快报》（Applied Physics Letters）上。
该LED可利用同一个发光层产生蓝、绿、黄、红四种颜色，与目前全彩显示普遍采用独立红、绿、蓝（RGB）发光器件的方案有所不同。研究人员希望通过这种全新的设计思路，为未来全彩显示技术的发展提供另一种可能。
目前，这项技术仍处于实验室研究阶段。不过，它展示了单层发光结构实现多色发光的可行性，也为MicroLED全彩显示技术提供了新的研究方向。
该研究团队采用氮化铝镓（AlGaN）作为发光材料，并在其中掺入铽（Tb）离子。当LED通电后，同一发光层即可产生蓝、绿、黄、红四种颜色，无需分别使用不同颜色的发光器件。
除了实现多色发光外，研究人员还重点测试了器件的颜色稳定性。实验结果显示，在不同驱动电流下，LED的发光峰值几乎没有发生变化。这意味着，该器件能够保持较为稳定的颜色输出，这对于显示应用而言十分重要。
为了进一步提升器件性能，研究团队提高了半导体材料中的铝含量，从而增强了能量向铽离子的传递效率。实验数据显示，其外量子效率（EQE）最高提升至铝含量最低样品的10.3倍。
此外，研究人员还引入了氮化铝（AlN）缓冲层，以改善晶体质量并减少晶体缺陷。实验过程中，团队还利用彩色滤光片，从同一发光区域分别获得红、绿、蓝三种光，再次验证了这种单层LED结构的应用潜力。
目前，大多数MicroLED显示器仍采用独立制造的红、绿、蓝发光器件。随着像素尺寸不断缩小，这种制造与集成方式的难度也持续增加。
此次研究提出了另一种技术思路。通过单一发光层实现多种颜色输出，未来有望为全彩MicroLED显示提供新的实现方案。如果相关技术能够实现产业化，也有机会减少部分显示架构对独立RGB发光器件的依赖。
不过，研究团队也指出，目前该技术距离商业应用仍有较长距离。未来仍需进一步提升器件效率、优化各颜色的亮度控制，并持续改善整体性能，才能满足商业显示产品的实际需求。
研究人员认为，除显示技术外，这项成果未来还有望应用于智能眼镜、可穿戴设备以及固态照明等领域。当然，这些应用仍需更多后续研究加以验证。
这项研究展示了利用单层发光结构实现多色发光的新思路，为未来全彩MicroLED技术的发展提供了另一种可能。
如果相关技术未来能够实现量产，有望在部分显示架构中减少对独立RGB MicroLED发光器件的依赖，从而进一步简化像素集成方案。不过，从目前来看，RGB MicroLED仍然是全彩MicroLED显示的主流技术路线。单层LED能否走向商业化，还需要材料、器件性能以及制造工艺等多个方面取得进一步突破。
