Starkare. mindre, grönare µLEDs
- Diarienummer
- ID22-0028
- Projektledare
- Persson, Per
- Start- och slutdatum
- 230101-261231
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- Linköping University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Micro-LEDs uppvisar unika egenskaper, vad gäller ljusstyrka, upplösning och effektivitet som möjliggör enastående funktioner i nya applikationer som Head Mounted Displays (HMD) och Head-Up Displays (HUD) vilka används i t.ex. smarta glasögon (HMD) och visir (HUD för en pilot eller MC-förare). Dagens mikro-LEDar har avsevärda begränsningar genom att tillverkning med epitaxi och efterföljande etsning sker med en top-down process, vilket resulterar i dålig ljusstyrka och effektivitet, särskilt i den gröna delen av spektrumet. Till skillnad från andra aktörer på marknaden, har Polar Light Technologies utvecklat ett revolutionerande koncept, som i stället använder en bottom-up process för att syntetisera pyramidformade InGaN/GaN-kvantstrukturer med vilken defekttätheten kan minimeras och dessutom minska processtiden. I detta projekt ämnar Polar Light Technologies (PLT) tillsammans med Linköpings universitet (LiU) att - ytterligare utforska och vidareutveckla odling av kvantbrunnar, -att skräddarsy materialets inre spänningar i den växande strukturen och -inkorporera högre In-koncentrationer i InGaN-skiktet än vad som tidigare varit möjligt Detta skulle möjliggöra mikro-LEDar baserade på InGaN/GaN kvant-strukturer med emission vid gröna våglängder med bibehållen upplösning, hög ljusstyrka och hög effektivitet.
Populärvetenskaplig beskrivning
Projektet syftar till att utveckla nya mikro-LED med unika egenskaper, särskilt när det gäller ljusstyrka, upplösning och effektivitet. Vi kan uppnå detta mål genom att använda PLTs utvecklade nanokoncept, som är baserat på pyramidala InGaN/GaN-kvantstrukturer. Detta koncept har utvecklats utifrån forskningsprojekt som pågått i mer än 10 år vid LiU, men som nu har nått en sådan mognad att de närmar sig kommersialisering. Till skillnad från dagens lysdioder, som vanligtvis är designade utifrån ett top-down-koncept, använder vi ett bottom-up-koncept. I ett top-down-koncept etsas epitaxiellt växta InGaN/GaN-kvantbrunnsprover till önskad nanodesign, men varje etsningsprocess resulterar i skador på strukturen, som tex i defekter i materialet. Med vårt tillvägagångssätt använder vi istället ett bottom-up-koncept, där de pyramidformiga kvantstrukturerna byggs upp atomlager för atomlager utan skador på materialet och därmed även icke-strålande processer. Detta gör att ljusstyrkan på lysdioderna kan bli betydligt bättre. Dimensionerna på våra pyramidstrukturer är av storleksordningen 1 um, och kan reduceras ner till sub-um-intervallet. Tack vare dessa mikroskopiska dimensioner och speciella geometri kan InGaN-skiktet tillverkas med ett högre Indium-innehåll, vilket ger unika möjligheter att flytta lysdiodens emissionen från blått till grönt utan att tappa prestanda. Sammantaget kan mikro-LED produceras med en unik kombination av hög upplösning, bra ljusstyrka och hög effektivitet även för grön emission. Vilket öppnar upp för nya mikro-LED-applikationer med enastående funktioner. I detta skede fokuserar vi arbetet mot applikationer för Head Mounted Displays (HMD) och Head-Up Displays (HUD) som kan användas i t.ex. smarta glasögon (HMD) och visir (HUD för en pilot- eller MC-förare).