用于现代沉浸式现实技术的高性能微型 LED
发布时间：2023-09-11 10:22:07 阅读数： 30
增强现实技术和其他沉浸式技术正在改变人们的游戏、观察和学习方式，从翼龙在游戏上方飞行，到购买化妆品前的数字试戴，无不如此。如果使用价格低廉、体积极小的发光二极管（LED），沉浸式显示器的功能就能得到充分发挥。
该技术的显示趋势和目标。图片来源：Motoaki Iwaya / 明城大学
现在，由明城大学和阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的科学家们领导的一个研究小组已经成功地制造出了这种 LED，该研究刚刚发表在《应用物理快报》上。这些发光二极管可以很容易地集成到元宇宙应用中，因为它们可以很容易地利用已有的制造技术制造出来。
为什么身临其境需要改进 LED 技术？分辨率、细节和色彩广度都会影响增强现实和虚拟现实的逼真度。例如，每种颜色都必须清晰可见，并能与其他颜色区分开来。
被称为氮化镓铟半导体的 LED 适应性材料可以满足所有这些需求。为了达到最佳性能，它们必须在同一基板上作为一个整体制造，而不是作为单独的组件。研究人员打算完成这项任务。
我们将蓝色、绿色和红色微型 LED 阵列依次堆叠在同一晶片上，这些阵列通过隧道结连接，隧道结基于电子通过薄绝缘层传输的量子力学原理。我们制造出了复杂的网格架构，并实现了每英寸 330 个像素的像素密度。--该研究的资深作者、明城大学学术研究人员岩谷元明
在每平方厘米 50 安培的电流密度下，LED 的发射波长分别为 486、514 和 604 纳米。红光、蓝光和绿光都能在发射光谱的整个半最大值范围内产生，这足以区分不同的颜色。
有一些不相干的发射波长，而且红光和蓝光的发射大大少于绿光，这两种情况都可归因于器件制造过程中的损坏。优化晶体生长条件应能改善这些缺陷。--研究资深作者、阿卜杜拉国王科技大学教授 Kazuhiro Ohkawa
这项研究减少了早期使用氮化铟镓技术制造的 LED 的常见缺陷。
在廉价的蓝宝石衬底上制备器件对于实际应用是必要的，我们的实验室正在开展这方面的工作。我们相信，我们的工作是迈向需要超高亮度和清晰度的逼真、身临其境的视觉体验的重要一步。---研究资深作者、高级研究科学家饭田大辅，阿卜杜拉国王科技大学
参考资料
Saito, T., et al. (2023) RGB monolithic GaInN-based μLED arrays connected via tunnel junctions. Applied Physics Express. doi:10.35848/1882-0786/aced7c
