根據《nature》期刊,氮化鎵Micro-LED陣列亮度突破10x7尼特,實現高達1080×780像素的高密度微型顯示器。這一突破克服了晶圓級高質量磊晶生長、側壁鈍化、高效光子提取和精巧的鍵合技術等長期挑戰,為AR/VR設備、可穿戴設備和下一代消費電子產品帶來巨大優勢。
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採晶圓級製造的GaN-on-Si Micro-LED顯示器,解析達1080?×?780 像素,且具高亮度、高密度 (3400 ppi)性能(source:Nature) |
這篇由 Vineeth K. Bandari 和Oliver G. Schmidt撰寫的論中文指出,綠色Micro-LED的開發一直面臨挑戰,特別是當像素尺寸縮小到10μm以下時,實現高亮度和效率變得更加困難。這也是LED領域廣泛存在的「綠色缺口」現象的一部分,即綠色LED的性能落後於藍光和紅光LED。
近期,研究人員利用矽基板上晶圓級均勻氮化鎵磊晶層,開發出超高亮度綠色Micro-LED,實現高達3400ppi的像素密度和超過10?尼特(cd/m2)的亮度,取得了顯著突破。
其關鍵技術在於,實現了高質量氮化鎵磊晶層,他們透過表面活性劑介導的生長和精確的應變工程,在矽基板上生長出高質量的氮化鎵磊晶層,減少了位錯密度和晶圓彎曲。
再者,則是原子級側壁鈍化,研究人員利用氫氧化鉀平滑Micro-LED像素的側壁,並通過原子層沉積技術應用50nm Al2O3層,修復蝕刻過程中產生的缺陷,提高光子提取效率。
而在組裝與整合上,該研究採用非對準鍵合技術將Micro-LED與矽基CMOS電路集成,實現了高解析、高亮度、高密度的顯示器。
在應用上,超高亮度Micro-LED為AR/VR設備、可穿戴技術、汽車顯示器和先進的行動設備等應用帶來新的可能性。而採用矽基板也提高了可擴展性,降低了成本,使其更適合大規模消費應用。
此外,高亮度、高解析和與CMOS電路的整合,使Micro-LED成為下一代微型顯示器的理想選擇,應用於AR/VR頭戴式設備、抬頭顯示器和其他近眼顯示系統。