根据《nature》期刊,氮化??Micro-LED阵列亮度突破10?尼特,实现高达1080×780像素的高密度微型显示器。这一突破克服了晶圆级高质量磊晶生长、侧壁钝化、高效光子提取和精巧的键合技术等长期挑战,为AR/VR设备、可穿戴设备和下一代消费电子产品带来巨大优势。
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采晶圆级制造的GaN-on-Si Micro-LED显示器,解析达1080?×?780 像素,且具高亮度、高密度 (3400 ppi)性能(source:Nature) |
这篇由 Vineeth K. Bandari 和Oliver G. Schmidt撰写的论中文指出,绿色Micro-LED的开发一直面临挑战,特别是当像素尺寸缩小到10?μm以下时,实现高亮度和效率变得更加困难。这也是LED领域广泛存在的「绿色缺囗」现象的一部分,即绿色LED的性能落後於蓝光和红光LED。
近期,研究人员利用矽基板上晶圆级均匀氮化??磊晶层,开发出超高亮度绿色Micro-LED,实现高达3400ppi的像素密度和超过10?尼特(cd/m2)的亮度,取得了显着突破。
其关键技术在於,实现了高质量氮化??磊晶层,他们透过表面活性剂介导的生长和精确的应变工程,在矽基板上生长出高质量的氮化??磊晶层,减少了位错密度和晶圆弯曲。
再者,则是原子级侧壁钝化,研究人员利用氢氧化钾平滑Micro-LED像素的侧壁,并通过原子层沉积技术应用50nm Al2O3层,修复蚀刻过程中产生的缺陷,提高光子提取效率。
而在组装与整合上,该研究采用非对准键合技术将Micro-LED与矽基CMOS电路集成,实现了高解析、高亮度、高密度的显示器。
在应用上,超高亮度Micro-LED为AR/VR设备、可穿戴技术、汽车显示器和先进的行动设备等应用带来新的可能性。而采用矽基板也提高了可扩展性,降低了成本,使其更适合大规模消费应用。
此外,高亮度、高解析和与CMOS电路的整合,使Micro-LED成为下一代微型显示器的理想选择,应用於AR/VR头戴式设备、抬头显示器和其他近眼显示系统。