Af Jørgen Sarlvit Larsen
Banebrydende forskning fra franske CEA-Leti og CRHEA (Centre for Research on Heteroepitaxy and its Applications) åbner nu muligheden for mikrodisplay i fuld farve baseret på et enkelt materialesystem, hvilket længe har været et mål for AR/VR (augmented/virtual reality) teknologierne. Forskerne har udviklet en teknik til dyrkning af højkvalitets InGaN-baserede quantum wells på sub-micron nanopyramider, som gør det muligt at frembringe farverne rød, grøn og blå (RGB) i et enkelt materialesystem. Teknologien præsenteres på MicroLED Connect konferencen den 24. september i Eindhoven, Holland.
Mikrodisplay til immersive enheder kræver lysstærke RGB sub-pixler mindre end 10×10 mikron. Med en sådan pixelstørrelse er pick-and-place processen ikke længere velegnet, hvor man kombinerer blå og grønne micro-LED’er fra III-nitrid og røde micro-LED’er fra phosphid materialer på den samme platform.
Det nye gennembrud fra de franske forskere gør muligt at få RGB emission fra et enkelt materialesystem, som derved forenkler integrationen og forbedrer ydelsen i fremtidige mikrodisplay. Da nanopyramide strukturen kan formes i sub-micron størrelse, er den velegnet til pixelafstande på under 10 mikron, som kræves af AR/VR headset, smarte briller og andre immersive enheder. På sigt vil teknologien også være velegnet til hurtig optisk kommunikation samt fotovoltaiske applikationer og bærebar produktion af hydrogen.
“Brugen af disse nanostrukturer reducerer den interne spænding, som begrænser integreringen af indium materialet. Med vores teknik har vi opnået en indium nitrid andel på hele 40% i quantum fordybningerne, hvilket er højt nok til at generere rødt lys uden degradering af krystalkvaliteten”, sagde Leti’s Amélie Dussaigne, hovedforfatter til artiklen med titlen “Regular Red-Green-Blue InGaN Quantum Wells With In Content Up To 40% Grown on InGaN Nanopyramids”.
“Denne nye teknologi løser en af de mest vanskelige flaskehalse i miniature display. Den åbner døren til fremstillingen af mikrodisplay i fuld farve med hidtil uset lysstyrke og opløsning, som er kritiske egenskaber til næste generation af AR/VR enheder”, sagde Adrien Michon, forsker hos CRHEA.
