今年5月，阿卜杜拉國王科學技術大學（KAUST）宣佈開發出一款新型InGaN基紅光Micro LED晶片，外量子效率（EQE）有所提升，對實現基於單一半導體材料的全彩化Micro LED顯示器有重要的推動作用。在此基礎上，KAUST近期又取得了新的突破。

據外媒報導，KAUST開發了可在整個可見光光譜范圍內高效發光的Micro LED（μLEDs）晶片，實現Micro LED的全彩化。目前，KAUST團隊的相關論文已發表在《光子學研究》（Photonics Research）期刊上。

據介紹，氮合金是一種半導體材料，通過正確的化學混合，能夠發出RGB三種顏色的光，有助於Micro LED實現RGB全彩化顯示。然而，當氮化物晶片的尺寸縮小至微米級時，發光效率也會隨著變弱。

KAUST研究團隊對此詳細解釋：縮小晶片尺寸面臨的主要障礙是在生產過程中LED結構的側壁會被損壞，而缺陷的產生則會導致漏電，進而影響晶片發光。並且，隨著尺寸的微縮，這種現象會更加明顯，因此LED晶片尺寸侷限在400μm×400μm。

不過，KAUST團隊在這個難題上實現了突破，開發出高亮度InGaN紅光Micro LED晶片，尺寸為17μm×17μm。

（Source：KAUST）
 

據悉，研究團隊採用完全校準的原子沉積技術研發出10×10的紅光Micro LED陣列，並通過化學處理消除了對LED晶片結構側壁的損傷。通過原子級觀察（需要專業工具及樣品准備），研究團隊確認，側壁在經過化學處理後具備高結晶性。

根據研究團隊觀察，晶片表面每2平方毫米區域的輸出功率高達1.76mW，而以往的產品每2平方毫米區域的輸出功率僅1mW，相比之下，新產品的輸出功率顯著提升，意味著外量子發光效率明顯提升。隨後，研究團隊將紅光Micro LED晶片與InGaN藍綠光Micro LED晶片結合，以製造出廣色域Micro LED器件 。

KAUST認為，憑借高亮度、快速響應速度、廣色域、能耗低等優點，InGaN Micro LED將是下一代Micro LED頭戴式監視器、行動手機、電視等設備的理想方案。下一步，KAUST團隊將進一步提升Micro LED的效率，並將尺寸縮小至10μm以下。

值得注意的是，在實現InGaN基Micro LED全彩化的道路上，晶能光電也取得了突破。

據LEDinside了解，晶能光電開發了硅襯底紅光Micro LED晶片，並成功制備了紅、綠、藍三基色硅襯底GaN基Micro LED陣列。不過，晶能也坦言，目前其紅光Micro LED晶片的外量子效率的測試手段還需要進一步優化。

在更小尺寸Micro LED晶片技術上，今年3月，美國加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）也已宣佈首次展示了尺寸小於10μm的InGaN基紅光Micro LED晶片，不過同樣面臨外量子發光效率低的問題。據悉，這款晶片在晶圓測量上測出的EQE僅為0.2%。

UCSB指出，Micro LED的外量子發光效率至少要達到2-5%，才能夠滿足終端顯示器的要求。UCSB的下一步是改善材料品質，優化生產步驟，以實現外量子效率的提升。

由此可見，在推動Micro LED實現全彩化和商用化上，各研究團隊仍有較長的一段路要走。但可喜的是，相比往年，今年各方在Micro LED技術上取得的進展均對Micro LED產業具有關鍵性的推動作用，終端產品也逐步浮出水面，意味著廠商和消費者離Micro LED又近了一點。

（文：LEDinside Janice）