จากรายงานล่าสุดของสื่อเกาหลีใต้ สถาบันเทคโนโลยีโฟโตนิกส์แห่งเกาหลี (KOPTI) ได้ประกาศความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีไมโคร LED ที่มีประสิทธิภาพและละเอียดสูง โดยประสิทธิภาพควอนตัมภายในของไมโคร LED สามารถคงไว้ได้ในช่วง 90% โดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของชิปหรือความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไป

กราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า และภาพการเปล่งแสงของไมโคร LED ขนาด 20 ไมโครเมตร (เครดิตภาพ: KOPTI)

เทคโนโลยีไมโคร LED นี้ได้รับการพัฒนาร่วมกันโดยทีมของ ดร. จง ฮยุป แบ็ก จากภาควิชาจอแสดงผลเซมิคอนดักเตอร์เชิงแสง ทีม ZOGAN Semi นำโดย ดร. อุง รยอล รยู และศาสตราจารย์ จง อิน ชิม จากภาควิชานาโนออปโตอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยฮันยาง ผลิตภัณฑ์นี้แก้ปัญหาประสิทธิภาพการเปล่งแสงที่ลดลงอย่างรวดเร็วในไมโคร LED อันเนื่องมาจากขนาดชิปที่เล็ลงและกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

จากการศึกษาพบว่า ไมโคร LED ที่มีขนาดต่ำกว่า 20 ไมโครเมตร ไม่เพียงแต่จะมีประสิทธิภาพการเปล่งแสงลดลงอย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ยังมีการสูญเสียจากการรวมตัวกันใหม่แบบไม่แผ่รังสีอย่างมีนัยสำคัญในช่วงกระแสไฟฟ้าต่ำ (0.01 แอมป์/ตารางเซนติเมตร ถึง 1 แอมป์/ตารางเซนติเมตร) ที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนแผงจอแสดงผล ปัจจุบัน อุตสาหกรรมได้แก้ไขปัญหานี้บางส่วนด้วยกระบวนการพาสซิเวชันที่ด้านชิป แต่ก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้อย่างแท้จริง

ประสิทธิภาพควอนตัมภายใน (IQE) ของไมโคร LED สีน้ำเงินขนาด 20 μm และ 10 μm จะแปรผันตามความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า

KOPTI อธิบายว่าทีมวิจัยได้ลดความเครียดในชั้นเอพิแท็กเซียลและปรับปรุงประสิทธิภาพการเปล่งแสงโดยการนำโครงสร้างใหม่มาใช้ โครงสร้างใหม่นี้ช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความเครียดทางกายภาพของไมโคร LED ภายใต้สนามไฟฟ้าหรือโครงสร้างภายนอกใดๆ ส่งผลให้แม้จะมีขนาดของไมโคร LED ที่เล็กลง โครงสร้างใหม่นี้ก็ยังช่วยลดการสูญเสียจากการรวมตัวกันแบบไม่แผ่รังสีที่พื้นผิวได้อย่างมาก ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการเปล่งแสงสูงโดยไม่จำเป็นต้องใช้กระบวนการพาสซิเวชัน

ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการตรวจสอบความถูกต้องของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโคร LED ที่มีประสิทธิภาพและละเอียดในอุปกรณ์สีน้ำเงิน สีเขียวแกลเลียมไนไตรด์ และสีแดง ในอนาคต เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะผลิตจอแสดงผลไมโคร LED แกลเลียมไนไตรด์แบบสีเต็มรูปแบบได้