Red Micro LED čipy s veľkosťou menej ako 10 mikrónov vyjsť!

Podľa správ zahraničných médií Kalifornská univerzita v Santa Barbare (UCSB) oznámila, že po prvýkrát ukázala červené mikro-LED čipy s veľkosťou menšou ako 10 mikrónov založené na InGaN a merané na doštičkach. Výstupná kvantová účinnosť (EQE) je 0,2%.

Zlepšenie vonkajšej kvantovej účinnosti má pred sebou ešte dlhú cestu

Francúzska spoločnosť Soitec vyrábajúca polovodičové materiály, ktorá má schopnosť masovo vyrábať červené mikro LED čipy na báze InGaN, vydala v roku 2020 červené mikro LED zariadenia na báze InGaN. Shubhra Pasayat, hovorca tímu UCSB, však poukázal na to, že soitec Neboli zverejnené žiadne údaje o externej kvantovej účinnosti.

Pasayat povedal, že mikro LED diódy menšie ako 10 mikrónov sú rozhodujúce pre životaschopnú komercializáciu priemyslu Micro LED. Okrem malej veľkosti musí byť vonkajšia kvantová účinnosť čipu Micro LED aspoň 2-5%, aby spĺňala požiadavky Micro LED displeja.

Externá kvantová účinnosť červeného mikro-LED čipu založeného na InGaN, ktorý tentoraz zobrazuje UCSB, je však len 0,2%. Pasayat v tejto súvislosti otvorene povedal, že hoci súčasné výsledky výskumu tímu ani zďaleka nie sú dosiahnuté, príslušná výskumná práca vstúpila do predbežnej fázy a v budúcnosti možno očakávať podstatný pokrok.

Ďalším cieľom tímu UCSB je zlepšiť vonkajšiu kvantovú účinnosť čipu Micro LED červeného svetla. V súčasnosti plánuje zlepšiť kvalitu materiálov a zlepšiť výrobné kroky.

InGaN materiálové aplikačné vyhliadky možno očakávať

Stojí tiež za zmienku, že tím UCSB študuje červené mikro LED diódy založené na InGaN namiesto červených mikro LED diód založených na AlGaInP, hlavne preto, že účinnosť týchto led diód zvyčajne klesá, keď veľkosť klesá. Pasayat odhalil, že zatiaľ je minimálna veľkosť červených Mikro LED čipov založených na AlGaInP 20 mikrónov a vonkajšia kvantová účinnosť nie je známa.

Rozumie sa, že súčasné červené LED diódy sú väčšinou vyrobené z materiálov AlGaInP a ich účinnosť je až 60% alebo viac pod normálnou veľkosťou čipu. Keď sa však veľkosť čipu zníži na poradie mikrometrov, účinnosť drasticky klesne pod 1%.

Okrem toho sú v procese hromadného prenosu zrejmé aj nevýhody materiálov AlGaInP.

Prenos hmoty vyžaduje, aby mal materiál dobrú mechanickú pevnosť, aby sa zabránilo praskaniu počas zberu a umiestnenia triesok, zatiaľ čo zlé mechanické vlastnosti materiálu AlGaInP prisúdia nové problémy s hromadným prenosom.

Naproti tomu filmy InGaN majú výhody, ako sú nastaviteľné medzery v širokom pásme, a majú široké vyhliadky na použitie vo viditeľnom svetelnom poli a micro LED plnofarebný displej je jednou z najpopulárnejších aplikácií.

Uvádza sa, že materiál InGaN má lepšiu mechanickú stabilitu a kratšiu dĺžku difúzie otvorov a je kompatibilný so zelenými a modrými mikro LED diódami na báze InGaN, takže je lepšou voľbou pre červené Mikro LED diódy.

Stojí za zmienku, že tím akademika Jiang Fengyiho oznámil minulý rok prelom vo výskume vysokoúčinných oranžovo-červených LED diód na báze InGaN. Výsledky výskumu tiež dokázali, že materiály InGaN budú mať veľký potenciál vo výrobe pixelových čipov s červeným svetlom pre zobrazovacie aplikácie.

Okrem toho UCSB a Soul Viosys vykonali výskum trendu zmien vo vonkajšej kvantovej účinnosti mikro LED diód menších ako 5 mikrónov. Na základe výsledkov výskumu sa domnievajú, že červené mikro LED diódy založené na InGaN by mali pomôcť vyrábať menej veľké plnofarebné mikro-LED displeje.

Obe strany zároveň dúfajú, že prostredníctvom faktorov, ako je zlepšený jas a spoľahlivosť, budú podporovať používanie menších mikro LED diód založených na InGaN v high-end obrazovkových poliach, ako sú inteligentné telefóny, AR okuliare a 4K televízory.