今年5月，阿卜杜拉國王科學技術大學（KAUST）宣布開發(fā)出一款新型InGaN基紅光Micro LED芯片，外量子效率（EQE）有所提升，對實現(xiàn)基于單一半導體材料的全彩化Micro LED顯示器有重要的推動作用。在此基礎上，KAUST近期又取得了新的突破。
據(jù)外媒報道，KAUST開發(fā)了可在整個可見光光譜范圍內高效發(fā)光的Micro LED（μLEDs）芯片，實現(xiàn)Micro LED的全彩化。目前，KAUST團隊的相關論文已發(fā)表在《光子學研究》（Photonics Research）期刊上。
據(jù)介紹，氮合金是一種半導體材料，通過正確的化學混合，能夠發(fā)出RGB三種顏色的光，有助于Micro LED實現(xiàn)RGB全彩化顯示。然而，當?shù)镄酒某叽缈s小至微米級時，發(fā)光效率也會隨著變弱。
KAUST研究團隊對此作出詳細的解釋：縮小芯片尺寸面臨的主要障礙是在生產過程中LED結構的側壁會被損壞，而缺陷的產生則會導致漏電，進而影響芯片發(fā)光。并且，隨著尺寸的微縮，這種現(xiàn)象會更加明顯，因此LED芯片尺寸局限在400μm×400μm。
不過，KAUST團隊在這個難題上實現(xiàn)了突破，開發(fā)出高亮度InGaN紅光Micro LED芯片，尺寸為17μm×17μm。
據(jù)悉，研究團隊采用完全校準的原子沉積技術研發(fā)出10×10的紅光Micro LED陣列，并通過化學處理消除了對LED芯片結構側壁的損傷。通過原子級觀察（需要專業(yè)工具及樣品準備），研究團隊確認，側壁在經(jīng)過化學處理后具備高結晶性。
根據(jù)研究團隊觀察，芯片表面每2平方毫米區(qū)域的輸出功率高達1.76mW，而以往的產品每2平方毫米區(qū)域的輸出功率僅1mW，相比之下，新產品的輸出功率顯著提升，意味著外量子發(fā)光效率明顯提升。隨后，研究團隊將紅光Micro LED芯片與InGaN藍綠光Micro LED芯片結合，以制造出廣色域Micro LED器件。
KAUST認為，憑借高亮度、快速響應速度、廣色域、能耗低等優(yōu)點，InGaN Micro LED將是下一代Micro LED頭戴式監(jiān)視器、移動手機、電視等設備的理想方案。下一步，KAUST團隊將進一步提升Micro LED的效率，并將尺寸縮小至10μm以下。
值得注意的是，在實現(xiàn)InGaN基Micro LED全彩化的道路上，晶能光電也取得了突破。
據(jù)LEDinside了解，晶能光電開發(fā)了硅襯底紅光Micro LED芯片，并成功制備了紅、綠、藍三基色硅襯底GaN基Micro LED陣列。不過，晶能也坦言，目前其紅光Micro LED芯片的外量子效率的測試手段還需要進一步優(yōu)化。
在更小尺寸Micro LED芯片技術上，今年3月，美國加州大學圣塔芭芭拉分校（UCSB）也已宣布首次展示了尺寸小于10μm的InGaN基紅光Micro LED芯片，不過同樣面臨外量子發(fā)光效率低的問題。據(jù)悉，這款芯片在晶圓測量上測出的EQE僅為0.2%。
UCSB指出，Micro LED的外量子發(fā)光效率至少要達到2-5%，才能夠滿足終端顯示器的要求。UCSB的下一步計劃是改善材料質量，優(yōu)化生產步驟，以實現(xiàn)外量子效率的提升。
由此可見，在推動Micro LED實現(xiàn)全彩化和商用化上，各研究團隊仍有較長的一段路要走。但可喜的是，相比往年，今年各方在Micro LED技術上取得的進展均對Micro LED產業(yè)具有關鍵性的推動作用，終端產品也逐步浮出水面，意味著廠商和消費者離Micro LED又近了一點。
來源：CINNO Research、LEDinside
2025-06-17 
