鐳昱光電莊永漳:單片全彩MicroLED技術將為AR/XR帶來顛覆性革新
摘要:6月2日,以“聚焦應用,集智創芯”為主題的集微通用芯片行業應用峰會在廈門舉行。鐳昱光電科技(蘇州)有限公司創始人兼CEO莊永漳博士在峰會上發表主題演講,莊博士提出,隨著單片集成全彩Micro LED微顯示技術快速成熟,將極大地推動AR行業的快速發展。
集微網報道(文/林美炳)6月2日,以“聚焦應用,集智創芯”為主題的集微通用芯片行業應用峰會在廈門舉行。鐳昱光電科技(蘇州)有限公司創始人兼CEO莊永漳博士在峰會上發表主題演講,莊博士提出,隨著單片集成全彩Micro LED微顯示技術快速成熟,將極大地推動AR行業的快速發展。

單片集成優勢明顯 Micro LED將成AR重要的顯示技術
根據LED間距的大小,LED可分為常規的LED、Mini LED以及Micro LED。常規的LED間距超過1mm,LED芯片尺寸比較大,擁有足夠的亮度,能夠滿足照明、超大尺寸顯示屏的需求。Mini LED間距在50-100微米之間,主要用于小間距LED大屏以及液晶顯示背光模組,能夠使液晶顯示的亮度、對比度更高。Micro LED間距小于10微米,正朝著超大屏以及微型顯示屏兩個方向快速突破。
要提及的一個背景是,在Micro-LED領域,存在著兩條技術路線,一是通過巨量轉移技術達到超高像素、超高解析度的顯示,但此技術并不適用于微顯示。第二條路線是采用半導體技術的單片集成,在CMOS驅動晶圓上通過微顯示器件的設計及工藝,使得像素點尺寸更小、像素間距更小,更適合實現高分辨率、高像素密度的Micro LED微型顯示器。
單片集成Micro LED微型顯示器將給AR眼鏡帶來全新的可能。過去,LCoS、Micro OLED的亮度都無法滿足光波導鏡片的需求,但Micro LED微型顯示器兼具高分辨率、高像素密度、高亮度、低功耗等優勢,是光波導鏡片最 佳的搭配。莊博士表示,單片集成Micro LED微型顯示器將是AR眼鏡最重要的核心顯示技術。

導入量子點色轉換方案 重構全彩單片集成Micro LED
單片集成Micro LED跟隨著LED芯片結構的發展而不斷演進。傳統單片集成Micro LED采用倒裝鍵合方式,可以將Micro LED與背板分別制作,但是存在對準精度要求高、鍵合尺寸受限、鍵合良率低、光串擾嚴重等問題,無法實現超微像素尺寸,不適用于需要超高像素密度的AR眼鏡等應用場景。
莊博士介紹,鐳昱采用大尺寸晶圓級鍵合技術,將8英寸LED外延片與8英寸CMOS驅動晶圓鍵合,鍵合過程中無需對準。外延發光層整面轉移到CMOS驅動晶圓后,基于CMOS驅動電路的標記,完成藍光Micro-LED的像素陣列定義。除了解決傳統倒裝技術的對準難、良率低等瓶頸問題外,還可以避免藍寶石襯底Micro-LED與硅基CMOS高溫鍵合時的應力、裂傷、電路失效等問題。再配合光刻式量子點工藝(QDPR),通過標準的光刻工藝實現了適配GaN藍光Micro-LED的高分辨率、高光效的量子點顏色轉換膜層,通過藍光激發紅綠量子點,從而實現芯片全彩化。此外,通過獨有的光學隔離結構,有效降低RGB顏色光串擾,進而實現了更高對比度和色彩飽和度。同時,憑借光刻式量子點技術,可以有效解決原生紅光的光效及亮度問題,使全彩芯片整體亮度產生質的提升。
目前,鐳昱自研的光刻式量子點工藝在效率、精度、量產性方面遠高于量子點打印等方案;相較于三色合光的全彩方案,除了明顯的小型化優勢外,鐳昱單片全彩方案更具成本優勢及量產性。
莊博士指出,Micro LED顯示屏已經不能夠用過往的LED顯示屏的思維去生產,它更像CMOS工藝,需要更高精度的設備、更好的潔凈環境以及更大尺寸的晶圓去流片。現有的8英寸晶圓鍵合技術可實現高良率量產,技術的不斷迭代使我們能在未來實現更大尺寸的工藝以降低成本,符合未來消費級AR眼鏡的需求。
鐳昱之所以能夠快速實現Micro-LED技術突破,源于強大的團隊實力和深厚的技術積累。據了解,鐳昱核心團隊源于香港科技大學電子系,擁有17年以上的尖端光芯片設計與制造經驗。團隊于2019年發布了全球首款單片式全彩QD Micro-LED微顯示芯片,率先在全彩Micro-LED微顯示技術領域實現突破;2022年10月,鐳昱成功點亮0.39英寸單片全彩Micro-LED微顯示芯片;2023年5月又推出全球最小尺寸(0.11英寸)Micro LED以及0.22英寸Micro LED全彩微顯示器。
鐳昱最 新的單片全彩Micro-LED微顯示屏實現3.5微米超小像素間距,像素密度高達7200PPI,全彩亮度超10萬尼特,色域覆蓋率達到133.0% sRGB,94.2% NTSC,98.1% DCI-P3,色深24 bits,對比度高于2,000,000:1,最 高幀率360Hz,在畫面色彩、清晰度及流暢度方面都具備極佳表現。其不足火柴頭大小的物理尺寸,在實現高亮度全彩顯示的同時,可大幅助力AR眼鏡實現性能、重量、外形及成本間的完美平衡,為AR內容生態及應用場景提供更多想象空間。
莊博士表示,10萬尼特的顯示亮度只是鐳昱技術的開端,持續的制程迭代將進一步推升亮度和色彩水平,以更好地滿足AR眼鏡的需求。
來源:集微網





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