InGaN基全彩化Micro LED再获突破！红光芯片效率显著提升

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。

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。（文：LEDinside Janice）

转载请标注来源！更多LED资讯敬请关注官网或搜索微信公众账号（LEDinside）。