芯耀
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CINNO Research產業(yè)資訊，眾所周知，在電子產品開發(fā)領域，產品或部件在尺寸層面上的縮小一直都是非常具有吸引力的。具體到顯示領域，目前LED技術的一個重要發(fā)展方向就是進一步縮小芯片尺寸，它可以為新一代顯示器——尺寸更小但仍然具有非常高分辨率的商業(yè)化打開大門。
根據外媒Optics & Photonics News報道，最近，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學（KAUST，Saudi Arabia’s King Abdullah University of Science and Technology）的研究人員就在期刊論文上，報告了一種他們認為很有前景的Micro-LED技術，值得注意的是這種LED的芯片面積僅為17×17µm2。在經過詳細的分析后，該研究團隊認為，這種Micro-LED技術的性能非常的好，未來可用于智能手機和頭戴式顯示器等應用。
圖1. 沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)研究團隊開發(fā)了一種10×10紅色Micro LED陣列，每個陣列的面積僅為17×17 µm [圖片：Kazuhiro Ohkawa]
平滑的芯片側壁設計
過去，研究人員在將LED芯片尺寸縮小到微米級別時遇到了很多問題，這些和生產相關的問題也一直影響著LED的光發(fā)射效率。這種LED芯片的尺寸非常小，特別值得注意的是，其側壁中出現的缺陷會因為提高漏電流而影響其光輸出效率，另外這一影響機理對紅色Micro-LED來說更為嚴重。在這些問題的影響下，傳統(tǒng)功能性LED的芯片面積一直被限制在 400 µm2以上。
在正確分析光效提升瓶頸背后的問題之后，該研究團隊提出了一種解決側壁電流泄漏問題的有效方法，并通過該方法從正面解決了該問題。研究人員首先使用實驗室?guī)啄昵奥氏炔捎玫慕饘儆袡C氣相外延(MOVPE)工藝小心制作出氮化銦鎵(InGaN)紅色LED外延晶片。在這之后，研究人員進一步使用標準的光刻技術蝕刻出10×10陣列17×17µm的Micro-LED臺面。
在最后一步，該團隊仔細監(jiān)控了整個濕法化學蝕刻工藝，并相應對紅色LED芯片的側壁進行清理。這一工藝期間，研究人員通過化學蝕刻去除了通常會導致光損失的側壁缺陷。研究人員通過一系列原子尺度評估方案評估了該LED芯片性能，例如掃描和高分辨率透射電子顯微鏡。結果表明，該LED芯片側壁在化學蝕刻后很好地除去了原有缺陷，顯然這樣可以非常有效地提升該LED的發(fā)光效率。
隨著芯片側壁缺陷的改善，這種新的Micro-LED芯片相對于其他傳統(tǒng)的Micro-LED芯片而言，其光功率輸出密度有了顯著提高——從每平方毫米1毫瓦躍升至每平方毫米1.76毫瓦。
同樣來自沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的該論文共同作者兼研究負責人KazuhiroOhkawa說：“這種紅色Micro-LED的高強度光輸出是這篇論文最大的亮點。”
其他顏色
研究人員還通過使用單色陣列實現了其他更多顏色Micro-LED芯片的設計制作，這些設計和測試結果非常好地證明了這種Micro-LED在超高分辨率顯示方面的應用潛力。從三基色的角度出發(fā)，使用這種InGaN設計的Micro-LED陣列可以發(fā)出三種基本顏色——紅色、綠色和藍色——這些正是合成其他各種不同顏色的前提。
據介紹，這些研究人員接下來，會繼續(xù)致力于這些Micro-LED發(fā)光效率的進一步提高和芯片尺寸的進一步縮小。
