MicroLED紅光領域將成為未來Micro LED產業化的關鍵助力

MicroLED紅光領域將成為未來Micro LED產業化的關鍵助力

佚名 發表於 2020-12-02 14:56:09

紅光LED效率低，良率差一直以來就是Micro LED成本居高不下的兩大關鍵瓶頸之一。

MicroLED紅光效率、色彩、成本三項關鍵問題已經成為各大Micro LED廠商所亟待解決的問題。

近日，國內外不斷傳來紅光問題的解決方案，雖然這些解決方案還未能開始量產應用，但無疑已經為未來重新定義可能性提供了選擇。

近日，外媒有消息稱，從劍橋大學分拆的公司Porotech宣布推出基於其獨特GaN生產技術的首款產品，也是全球首款商業化的用於Micro LED應用的原生紅光LED外延。

傳統的紅光LED主要基於AlInGaP材料。由於載流子擴散長度大和表面複合速度高，隨著器件尺寸的減小，它們的效率急劇下降。Porotech的生產工藝可以創造出新型的多孔GaN半導體材料，該公司表示這將重新定義可能性。

Porotech執行長兼聯合創始人朱彤彤說：「採用GaN基材料技術的Micro－LED顯示器被廣泛認為是唯一一種能夠提供足以滿足AR要求的亮度和效率的顯示器。隨著AR眼鏡有望有一天取代智慧型手機——或至少減少我們與口袋中設備的交互——開發先進材料以提高性能至關重要。」

「巨量轉移和紅光效率低是Micro LED發展目前面臨的兩大關鍵瓶頸。「中國科學院院士、南昌大學副校長、國家矽基LED工程技術研究中心主任江風益認為，目前的紅光材料使用磷化鎵，效率很低，質地很脆，還屬於第二代半導體材料。

江風益院士認為，磷化鎵紅光在Mini LED尺寸小一點可以過得去，但進入MicroLED，目前的磷化鎵紅光就遇到了挑戰。

尤其是未來Micro LED走向柔性可摺疊，目前的紅光根本無法滿足。

近日，江風益院士課題組在Photonics Research 2020年第8卷第11期上展示了其最新研製的高光效InGaN基橙－紅光LED結果。

據了解，此項工作基於矽襯底氮化鎵技術，引入了銦鎵氮紅光量子阱與黃光量子阱交替生長方法，並結合V形坑技術，從而大幅緩解了紅光量子阱中高In組分偏析問題。再依據V形p－n結和量子阱帶隙工程大幅提升了紅光量子阱中的輻射複合速率。

使用該技術成功製備了一系列高效的InGaN基橙－紅光LED。當發光波長分別為594、608和621 nm時，其功率轉換效率分別為30．1％ 、24．0％以及 16．8％，光效相較於以往報導的相同波段InGaN基LED結果整體提高了約十倍。

據了解，目前的RGB LED由兩種材料組合而成：紅光LED由磷化銦鎵（InGaP）製成，而藍光和綠光LED由氮化銦鎵（InGaN）半導體組成。要在Mini／Micro LED中整合兩種材料系統存在很大困難。

採用第三代半導體氮化鎵材料已經成為解決紅光效率及可靠性問題的可靠選擇之一。

包括華燦光電在內的LED晶片企業在紅光晶片領域也已經取得了一定的突破。

據華燦光電副總裁李鵬博士介紹，在紅光MiniLED晶片技術方面，華燦開發出高鍵合良率的轉移和鍵合工藝；並設計了頂傷防護層，優化材料沉積工藝，增強膜質，保證無外延頂傷風險。

據了解，目前華燦光電紅光Micro LED效率也到達了國際領先水平，並針對不同轉移方式，可以提供多種形式的MicroLED樣品。

利亞德旗下的Saphlux也在2019年發布了NPQDMicro LED，並依此開發了全球首款基於納米孔GaN材料（NPQD）的高效率量子點色彩轉換Micro LED，解決了Micro LED中的紅光效率、色彩、成本三項關鍵問題。

從市場了解到的消息顯示，目前各廠商一方面在現有技術之上正通過工藝提升來提升Micro LED紅光良率；同時也在第三代半導體的紅光材料的研發上重金投入。總體而言，在MicroLED紅光領域仍有較大的進步空間，繼續成長才能成為未來Micro LED產業化的關鍵助力。

責任編輯：gt

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