Laut jüngsten Berichten südkoreanischer Medien hat das Korea Photonics Technology Institute (KOPTI) die erfolgreiche Entwicklung einer effizienten und hochpräzisen Mikro-LED-Technologie bekannt gegeben. Die interne Quanteneffizienz der Mikro-LEDs liegt unabhängig von der Chipgröße und der Injektionsstromdichte bei etwa 90 %.

Strom-Spannungs-Kennlinie und Emissionsbild einer 20-μm-Mikro-LED (Bildquelle: KOPTI)

Diese Micro-LED-Technologie wurde gemeinsam vom Team um Dr. Jong-hyup Baek vom Department für optische Halbleiterdisplays, dem Team von ZOGAN Semi unter der Leitung von Dr. Woong-ryeol Ryu und Professor Jong-in Shim vom Department für Nano-Optoelektronik der Hanyang-Universität entwickelt. Das Produkt adressiert das Problem der rapide sinkenden Lichtausbeute von Micro-LEDs aufgrund schrumpfender Chipgrößen und steigender Injektionsströme.

Es wurde festgestellt, dass Mikro-LEDs mit einer Größe unter 20 µm nicht nur einen raschen Abfall der Lichtausbeute aufweisen, sondern auch signifikante nicht-strahlende Rekombinationsverluste im niedrigen Strombereich (0,01 A/cm² bis 1 A/cm²) zeigen, der für den Betrieb von Displaypanels erforderlich ist. Derzeit mildert die Industrie dieses Problem teilweise durch Passivierungsprozesse auf Chipseite, löst es aber nicht grundlegend.

Die interne Quanteneffizienz (IQE) der 20 μm und 10 μm blauen Mikro-LEDs variiert je nach Stromdichte

KOPTI erklärt, dass das Forschungsteam durch die Implementierung einer neuen Struktur die Spannung in der Epitaxieschicht reduziert und die Lichtausbeute verbessert hat. Diese neue Struktur unterdrückt die physikalischen Spannungsänderungen der Mikro-LED unter dem Einfluss externer elektrischer Felder oder Strukturen. Dadurch werden selbst bei kleineren Mikro-LED-Größen die nichtstrahlenden Rekombinationsverluste an der Oberfläche deutlich reduziert, während gleichzeitig eine hohe Lichtausbeute ohne Passivierungsprozesse erhalten bleibt.

Dem Team ist die erfolgreiche Validierung der Anwendung effizienter und hochpräziser Micro-LED-Technologie in blauen, Galliumnitrid-grünen und roten Bauelementen gelungen. Zukünftig birgt diese Technologie das Potenzial, vollfarbige Galliumnitrid-Micro-LED-Displays herzustellen.