从电视、智能手表到迅速崛起的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）设备，微型LED（micro-LED）作为一种新一代显示技术，其每个LED（比头发丝还细）都能独立发光。在全彩显示所需的三种原色——红、绿、蓝——中，高性能红色微型LED的实现一直被认为是最困难的。

据外媒报道，韩国科学技术院（KAIST）的研究人员成功展示了一种高效、超高分辨率的红色微型LED显示器，为能够呈现比现实更清晰的视觉效果的显示器铺平了道路。该研究成果发表在期刊《Nature Electronics》上。

图片来源： KAIST

该研究团队由KAIST电气工程学院Sanghyeon Kim教授领导，联合仁荷大学（Inha University）Dae-Myeong Geum教授、化合物半导体制造商QSI以及微显示器/SoC设计公司Raontech组成。研究人员共同开发出一种红色微型LED显示技术，该技术在显著降低功耗的同时，实现了超高分辨率。

利用这项技术，该团队成功演示了一款1700 PPI（每英寸像素）级的超高分辨率微型LED显示屏——其分辨率约为目前旗舰智能手机显示屏的3-4倍——即使在VR和AR设备上，也能呈现真正“逼真”的视觉效果。

微型LED是一种自发光显示器，其亮度、寿命和能效均优于OLED，但面临两大技术挑战。

首先是红色微型LED的效率下降问题，随着像素尺寸的缩小，能量泄漏增加，效率下降尤为严重。其次是传统转移工艺的局限性，该工艺依赖于机械方式逐个定位和放置无数个微型LED，这使得超高分辨率制造变得困难，并增加了缺陷率。

研究团队同时解决了这两个挑战。首先，他们采用AlInP/GaInP量子阱结构，即使在像素尺寸非常小的情况下，也能实现高效且能量损耗极低的红色微型LED。

简而言之，量子阱/势垒结构起到“能量势垒”的作用。它将电子和空穴限制在量子阱层内，防止载流子泄漏。通过采用空穴浓度更高的量子阱，研究团队有效地降低了像素尺寸减小时的能量损耗，从而实现了亮度更高、效率更高的红色微型LED。

图片来源： KAIST

此外，研究人员并未采用逐个转移LED的方式，而是采用了一种单片三维（3D）集成技术，将LED层直接堆叠在驱动电路之上。这种方法最大限度地减少了对准误差，降低了缺陷率，并实现了超高分辨率显示器的稳定制造。该团队还开发了一种低温工艺，以防止集成过程中对底层电路造成损坏。

这项成果意义非凡，因为它展示了一种功能齐全、超高分辨率且量子效率极高的红色微型LED显示器，而这种显示器被广泛认为是实现难度最大的组件。该技术有望在下一代显示器领域得到广泛应用，尤其是在像素粒度必须几乎无法察觉的情况下，例如AR/VR智能眼镜、汽车抬头显示器（HUD）和超紧凑型可穿戴设备。

Sanghyeon Kim教授评论道：“这项研究同时解决了微型LED中红色像素效率和电路集成方面长期存在的难题。我们将继续推进这项技术，使其最终成为下一代显示平台并实现商业化应用。”