Enligt utländska medierapporter meddelade University of California, Santa Barbara (UCSB) att det för första gången har visat InGaN-baserade röda mikro LED-chips med en storlek på mindre än 10 mikron och mätt på plattor. Den utgående kvanteffektiviteten (EQE) är 0,2%.
Att förbättra den externa kvanteffektiviteten har fortfarande en lång väg att gå
Tidigare släppte det franska halvledarmaterialföretaget Soitec, som har förmågan att massproducera InGaN-baserade röda Micro LED-chips, 50-mikron InGaN-baserade röda Micro LED-enheter under 2020. Shubhra Pasayat, en talesman för UCSB-teamet, påpekade dock att Soitec Inga data om extern kvanteffektivitet har släppts.
Pasayat sa att mikro lysdioder som är mindre än 10 mikron är avgörande för den livskraftiga kommersialiseringen av Micro LED-industrin. Samtidigt måste mikro LED-chipets externa kvanteffektivitet, förutom den lilla storleken, vara minst 2-5% för att uppfylla kraven för Micro LED-displayen.
Den externa kvanteffektiviteten hos det InGaN-baserade röda Micro LED-chipet som UCSB visar den här gången är dock bara 0,2%. I detta avseende sade Pasayat uppriktigt sagt att även om de nuvarande forskningsresultaten från teamet är långt ifrån att nå målet, har det relevanta forskningsarbetet gått in i det preliminära skedet och väsentliga framsteg kan förväntas i framtiden.
Nästa mål för UCSB-teamet är att förbättra den externa kvanteffektiviteten hos det röda ljuset Micro LED-chip. Man planerar för närvarande att förbättra materialkvaliteten och förbättra produktionsstegen.
InGaN materialapplikationsutsikter kan förväntas
Det är också värt att notera att UCSB-teamet studerar InGaN-baserade röda mikro-lysdioder istället för AlGaInP-baserade röda mikro-lysdioder, främst för att effektiviteten hos de senare vanligtvis minskar när storleken minskar. Pasayat avslöjade att den minsta storleken på AlGaInP-baserade röda Micro LED-chips hittills är 20 mikron, och den externa kvanteffektiviteten är okänd.
Det är underförstått att de nuvarande röda lysdioderna mestadels är gjorda av AlGaInP-material, och deras effektivitet är så hög som 60% eller mer under den normala chipstorleken. Men när spånstorleken reduceras till storlek av mikrometer kommer effektiviteten drastiskt att sjunka under 1%.
Dessutom är nackdelarna med AlGaInP-material också uppenbara i massöverföringsprocessen.
Massöverföring kräver att materialet har god mekanisk styrka för att undvika sprickbildning under spånplockning och placering, medan de dåliga mekaniska egenskaperna hos AlGaInP-materialet kommer att lägga till nya problem vid massöverföring.
InGaN-filmer har däremot fördelar som justerbara breda bandluckor och har breda applikationsutsikter inom det synliga ljusfältet, och Micro LED fullfärgsskärm är en av de mest potentiella applikationerna.
Det rapporteras att InGaN-material har bättre mekanisk stabilitet och kortare håldiffusionslängd och är kompatibelt med InGaN-baserade gröna och blå micro-lysdioder, så det är ett bättre val för röda mikro lysdioder.
Det är värt att notera att teamet av akademiker Jiang Fengyi tillkännagav ett forskningsgenombrott i högeffektiva InGaN-baserade orangeröda lysdioder förra året. Forskningsresultaten visade också att InGaN-material kommer att ha stor potential i produktionen av rödljuspixelchips för displayapplikationer.
Dessutom har UCSB och Seoul Viosys forskat om trenden med förändringar i mikrodiodernas externa kvanteffektivitet som är mindre än 5 mikrometer stora. Baserat på forskningsresultaten tror de att InGaN-baserade röda mikro-lysdioder förväntas hjälpa till att tillverka mindre fullfärgs micro LED-skärmar.
Samtidigt hoppas de två parterna kunna främja användningen av mindre InGaN-baserade Mikro-lysdioder inom avancerade displayfält som smarta telefoner, AR-glasögon och 4K-TV-apparater genom faktorer som förbättrad ljusstyrka och tillförlitlighet.