湖南大学研发高亮Micro-LED,具有晶圆级均匀硅基GaN外延层

氮化镓(GaN)基微型发光二极管(Micro-LED)技术因高像素密度与亮度,被视为显示技术的革新力量,尤其在微显示与虚拟显示领域展现出巨大潜力。然而,当像素尺寸缩小至 10 微米以下时,Micro-LED 面临侧壁损伤与光提取效率受限等挑战,这直接导致了发光效率的下降与亮度不均的问题。

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为解决这些技术难题,湖南大学的科研团队取得了突破性进展。他们成功研发出一种 4 英寸的绿色硅基氮化镓外延片,该外延片在晶圆级别上实现了高度均匀性,具备低位错密度、波长均匀性优越以及晶圆弯曲度极小的特点。基于这一创新材料,团队开发出了一款亮度超过千万尼特的绿色 Micro-LED 显示屏。

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为了攻克 Micro-LED 侧壁损伤的问题,科研团队采用了原子侧壁钝化方法与湿法处理技术相结合的方式。这种方法不仅成功解决了侧壁损伤,还在像素顶部稳定生成了纳米级表面纹理,从而充分释放了高质量绿色硅基氮化镓外延片的内部量子效率。

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结合精细控制的表面粗加工技术,绿光 Micro-LED 的光学与电气性能得到了显著提升。团队成功制造出像素尺寸小至 5 微米的高分辨率、高亮度硅基氮化镓 Micro-LED 阵列,其亮度高达 107cd/m⊃2;(尼特)。

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此外,团队还利用垂直非对准键合技术,实现了 Micro-LED 显示器与硅基 CMO S驱动器的无缝集成。这一集成技术不仅带来了出色的亮度均匀性,还实现了高分辨率的图像显示。这一研究成果不仅彰显了 Micro-LED 显示器的巨大潜力,也为推动其在实际应用中的广泛普及奠定了坚实基础。