De acordo com relatos da mídia estrangeira, a Universidade da Califórnia, Santa Bárbara (UCSB) anunciou que demonstrou pela primeira vez chips micro LED vermelhos baseados em InGaN com um tamanho inferior a 10 mícrons e medidos em wafers. A eficiência quântica de saída (EQE) é de 0,2%.
Melhorar a eficiência quântica externa ainda tem um longo caminho a percorrer
Anteriormente, a empresa francesa de materiais semicondutores Soitec, que tem a capacidade de produzir em massa chips Micro LED vermelhos baseados em InGaN, lançou dispositivos Micro LED vermelhos baseados em InGaN de 50 mícrons em 2020. No entanto, Shubhra Pasayat, porta-voz da equipe UCSB, apontou que Soitec Nenhum dado sobre a eficiência quântica externa foi divulgado.
Pasayat disse que Micro LEDs menores que 10 mícrons são essenciais para a comercialização viável da indústria de Micro LED. Ao mesmo tempo, além do tamanho pequeno, a eficiência quântica externa do chip Micro LED deve ser de pelo menos 2 a 5% para atender aos requisitos do monitor Micro LED.
No entanto, a eficiência quântica externa do chip Micro LED vermelho baseado em InGaN exibido pela UCSB desta vez é de apenas 0,2%. A este respeito, Pasayat disse francamente que embora os resultados da pesquisa atual da equipe estejam longe de atingir o objetivo, o trabalho de pesquisa relevante entrou na fase preliminar e um progresso substancial pode ser esperado no futuro.
O próximo objetivo da equipe UCSB é melhorar a eficiência quântica externa do chip Micro LED de luz vermelha. Atualmente, está planejando melhorar a qualidade dos materiais e melhorar as etapas de produção.
As perspectivas de aplicação de material InGaN são esperadas
Também é importante notar que a equipe UCSB está estudando Micro LEDs vermelhos baseados em InGaN em vez de Micro LEDs vermelhos baseados em AlGaInP, principalmente porque a eficiência deste último geralmente diminui à medida que o tamanho diminui. Pasayat revelou que, até agora, o tamanho mínimo dos chips Micro LED vermelhos baseados em AlGaInP é de 20 mícrons, e a eficiência quântica externa é desconhecida.
Entende-se que os LEDs vermelhos atuais são feitos principalmente de materiais AlGaInP e sua eficiência é tão alta quanto 60% ou mais sob o tamanho normal do chip. No entanto, quando o tamanho do chip é reduzido para a ordem de micrômetros, a eficiência cai drasticamente para menos de 1%.
Além disso, no processo de transferência de massa, as desvantagens dos materiais AlGaInP também são óbvias.
A transferência de massa requer que o material tenha boa resistência mecânica para evitar rachaduras durante a separação e colocação dos cavacos, enquanto as fracas propriedades mecânicas do material AlGaInP adicionarão novos problemas à transferência de massa.
Em contraste, os filmes InGaN têm vantagens, como intervalos de banda larga ajustáveis, e têm amplas possibilidades de aplicação no campo de luz visível, e a tela colorida Micro LED é uma das aplicações mais potenciais.
É relatado que o material InGaN tem melhor estabilidade mecânica e comprimento de difusão de furo mais curto e é compatível com Micro LEDs verdes e azuis com base em InGaN, por isso é uma escolha melhor para Micro LEDs vermelhos.
É importante notar que a equipe do acadêmico Jiang Fengyi anunciou um avanço na pesquisa em LEDs vermelho-laranja baseados em InGaN de alta eficiência no ano passado. Os resultados da pesquisa também provaram que os materiais InGaN terão grande potencial na produção de chips de pixel de luz vermelha para aplicações em telas.
Além disso, a UCSB e a Seoul Viosys conduziram pesquisas sobre a tendência de mudanças na eficiência quântica externa de Micro LEDs com tamanho menor que 5 mícrons. Com base nos resultados da pesquisa, eles acreditam que micro LEDs vermelhos baseados em InGaN devem ajudar a fabricar telas de Micro LED coloridas de tamanho menor.
Ao mesmo tempo, as duas partes esperam promover o uso de micro LEDs menores baseados em InGaN em campos de exibição de alta tecnologia, como telefones inteligentes, óculos AR e TVs 4K por meio de fatores como brilho e confiabilidade aprimorados.