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InGaN基全彩化MicroLED再获突破!红光芯片效率显著提升

MicroLED.cn MicroLED 2021-10-14 21:46:25 2876 0 | 文章出自:ledinside MicroLED

今年5月,阿卜杜拉国王科学技术大学(KAUST)宣布开发出一款新型InGaN基红光Micro LED芯片,外量子效率(EQE)有所提升,对实现基于单一半导体材料的全彩化Micro LED显示器有重要的推动作用。在此基础上,KAUST近期又取得了新的突破。

据外媒报道,KAUST开发了可在整个可见光光谱范围内高效发光的Micro LED(μLEDs)芯片,实现Micro LED的全彩化。目前,KAUST团队的相关论文已发表在《光子学研究》(Photonics Research)期刊上。

据介绍,氮合金是一种半导体材料,通过正确的化学混合,能够发出RGB三种颜色的光,有助于Micro LED实现RGB全彩化显示。然而,当氮化物芯片的尺寸缩小至微米级时,发光效率也会随着变弱。

KAUST研究团队对此作出详细的解释:缩小芯片尺寸面临的主要障碍是在生产过程中LED结构的侧壁会被损坏,而缺陷的产生则会导致漏电,进而影响芯片发光。并且,随着尺寸的微缩,这种现象会更加明显,因此LED芯片尺寸局限在400μm×400μm。

不过,KAUST团队在这个难题上实现了突破,开发出高亮度InGaN红光Micro LED芯片,尺寸为17μm×17μm。

InGaN基全彩化MicroLED再获突破!红光芯片效率显著提升

图片来源:KAUST

据悉,研究团队采用完全校准的原子沉积技术研发出10×10的红光Micro LED阵列,并通过化学处理消除了对LED芯片结构侧壁的损伤。通过原子级观察(需要专业工具及样品准备),研究团队确认,侧壁在经过化学处理后具备高结晶性。

根据研究团队观察,芯片表面每2平方毫米区域的输出功率高达1.76mW,而以往的产品每2平方毫米区域的输出功率仅1mW,相比之下,新产品的输出功率显著提升,意味着外量子发光效率明显提升。随后,研究团队将红光Micro LED芯片与InGaN蓝绿光Micro LED芯片结合,以制造出广色域Micro LED器件 。

KAUST认为,凭借高亮度、快速响应速度、广色域、能耗低等优点,InGaN Micro LED将是下一代Micro LED头戴式监视器、移动手机、电视等设备的理想方案。下一步,KAUST团队将进一步提升Micro LED的效率,并将尺寸缩小至10μm以下。

值得注意的是,在实现InGaN基Micro LED全彩化的道路上,晶能光电也取得了突破。

据LEDinside了解,晶能光电开发了硅衬底红光Micro LED芯片,并成功制备了红、绿、蓝三基色硅衬底GaN基Micro LED阵列。不过,晶能也坦言,目前其红光Micro LED芯片的外量子效率的测试手段还需要进一步优化。

在更小尺寸Micro LED芯片技术上,今年3月,美国加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)也已宣布首次展示了尺寸小于10μm的InGaN基红光Micro LED芯片,不过同样面临外量子发光效率低的问题。据悉,这款芯片在晶圆测量上测出的EQE仅为0.2%。

UCSB指出,Micro LED的外量子发光效率至少要达到2-5%,才能够满足终端显示器的要求。UCSB的下一步计划是改善材料质量,优化生产步骤,以实现外量子效率的提升。

由此可见,在推动Micro LED实现全彩化和商用化上,各研究团队仍有较长的一段路要走。但可喜的是,相比往年,今年各方在Micro LED技术上取得的进展均对Micro LED产业具有关键性的推动作用,终端产品也逐步浮出水面,意味着厂商和消费者离Micro LED又近了一点。

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