初創企業Rayleigh Vision在堆疊式Micro LED上獲突破

   據外網報道，由香港城市大學Jr-Hau HE教授及其衍生公司Rayleigh Vision的微顯示研究團隊在Micro LED技術方面取得了重大進展。

   他們新推出的兩層微顯示器陣列堆疊技術，可制作雙層單元，且每層都可以獨立調制顏色。

   值得注意的是，該團隊的堆疊方法已獲得初步驗證，將有望培育出RGB全彩Micro LED。且預計到2023年底將實現像素密度增加四倍。該產品具有高對比度、高亮度、寬色域、高效率、低功耗和長使用壽命，適用于娛樂、消費電子和專業行業。

   公開信息顯示，Rayleigh Vision成立于2023年，是一家專注于Micro LED技術創新解決方案的初創公司，目前在加州、中國香港及中國臺灣均設有中心。

   此前，該團隊推出了多款Micro LED創新產品，如0.55英寸全彩Micro LED微顯示器、像素密度高達3780 ppi的0.38英寸Micro LED微顯示器。此外，Rayleigh Vision還成功培育2.5微米Micro LED像素、并構建密度超過10,000 ppi的像素陣列的技術。

研究團隊2020年的0.55英寸Micro LED顯示屏，展示了其標志

   《2023元宇宙LED顯示應用調研白皮書》顯示，疊層式 Micro LED不僅可實現全彩，并且提高了性能，同時也提高了傳輸過程的效率。轉移過程中的步驟將其減少了三分之二（就轉移步驟數量而言），同時可以在單個晶圓上完成所有過程；是目前Micro LED微顯示技術的關注技術之一。

三色堆疊，來自：《2023元宇宙LED顯示應用調研白皮書》

   據行家說Display不完全統計，近年頭部廠商和高校科研機構正加速投入疊層式Micro LED的研究當中。包括首爾偉傲世、Lumens、Sundiode、諾視科技等國內外LED企業，以及國內的清華大學研究團隊、均有研究成果落地。

   ■ 首爾偉傲世

   2022年，首爾偉傲世展示了WICOP Pixel全彩單芯片顯示技術。

   據悉，WICOP Pixel實現三個RGB Micro LED垂直堆疊，可將Micro LED顯示屏生產工序減少到三分之一，既提高了Micro LED的良率，又降低了制造成本，這種結構不僅可以制造超小型芯片和均勻呈現顏色，還可以再現各種黑色。

   今年2月，首爾偉傲世展示了基于WICOP Pixel技術的Micro LED顯示屏，亮度提高到了4000nits，將Micro LED的應用范圍擴大到包括AR、VR在內的元宇宙領域。

   ■ Sundiode

   2021年4月，美國Micro LED微顯示公司Sundiode公布了其專有的堆疊式RGB Micro LED像素技術，可將單晶圓上的疊層式RGB Micro LED像素陣列直接接合到硅基CMOS背板上。

   同年11月，Sundiode展示了疊層式RGB Micro LED全彩顯示器，采用主動矩陣硅基CMOS背板驅動技術，Micro LED芯片尺寸為100μm，顯示器尺寸為15.4mm×8.6mm，分辨率為200PPI。

   今年年初， Sundiode與GaN技術開發商Soft-Epi，共同實現在單個藍寶石晶圓上生長單片全InGaN RGB LED結構。

   而后5月，Sundiode與KOPTI（韓國光子技術研究所）合作開發一種具有“堆疊”結構、不同的制造Mini/Micro LED方法，可為Micro LED提供RGB三色疊加、且不并排的像素。

   目前，Sundiode計劃進一步開發，未來將在硅 CMOS 背板上使用堆疊 RGB 像素技術的Mini/Micro LED顯示器。

   ■ Lumens

   今年初，韓國LED開發商Lumens宣布，已開發用于Micro LED生產的RGB外延片Monolithic。

   據悉，單個外延片產品是由RGB三光色外延片堆疊而成。在紅光LED材料上，Lumens改用與藍光、綠光相同的氮化銦鎵材料，更易于疊層式芯片的加工與生產。

   8月16日，Lumens 在K-Display（韓國顯示器工業展覽會）首次對外推出RGB單芯片Micro LED。

   ■ 諾視科技

   2022年底，國內Micro LED技術開發商諾視科技成功點亮0.39英寸的Micro LED微顯示屏，產品采用WLVSP? (Wafer Level Vertically Stacked Pixels，晶圓級垂直堆疊像素）技術方案開發。

   據諾視科技官微信息，其在與湖南大學產學研合作中，逐步實現了大尺寸硅基集成電路工藝和VSP技術方案的統一，未來湖南大學持續保持在Micro LED技術開發方面展開多層次合作。

   ■ 數字光芯

   今年3月，數字光芯在企查查披露了“采用堆疊式封裝的Micro-LED微顯示芯片”的專利申請，該專利已進入授權階段。

   本發明公開了一種采用堆疊式封裝的Micro LED微顯示芯片，該Micro LED微顯示芯片將數據存儲電路與Micro LED像素及驅動電路獨立為兩個芯片，并使用芯片堆疊技術將數據存儲芯片與Micro LED像素及驅動電路芯片堆疊封裝，有效的降低了Micro LED微顯示芯片的面積。

   4月2日，數字光芯與諾視科技共同成功點亮0.12英寸 Micro LED微型顯示屏，該微型顯示屏亮度可達數百萬尼特，像素尺寸3.75μm。

   ■ 清華大學

   2021年5月，清華大學電子工廠系研究團隊開發了基于疊層式紅、綠、藍三色（RGB）的Micro LED器件陣列設計。

   據悉，該設計通過外延剝離和轉移印刷的方法，將基于不同無機III-V族單晶半導體結構的薄膜式Micro LED，包括銦鎵磷基（InGaP）紅光LED、銦鎵氮基（InGaN）綠光和藍光LED（尺寸~100μm2，厚度~5μm）異質集成，形成垂直堆疊結構。同時，通過設計具有波長選擇透過的光學薄膜作為Micro LED之間的界面層，提高了器件的發光效率和輻射性能。

   與傳統并排放置的RGB器件結構相比，在同等器件尺寸下，疊層結構比并排結構可將顯示分辨率提升三倍，不僅提高了器件的發光性能，也降低了制備過程中對加工精度的要求。

   ■ Youngwoo DSP

   2021年，韓國半導體設備廠Youngwoo DSP獲得政府項目，負責開發基于超小RGB堆疊層的新型Micro LED制造技術，項目持續至2024年底。

   據Youngwoo DSP表示，這項技術有助于提高巨量轉移的對準精度、提升像素點密度，同時還能節省制造時間、降低成本；相關產品可應用到智能手表、汽車以及AR設備等。

   ■ KAIST

   2020年，韓國高等科學技術研究院（KAIST）的研究團隊開發了一種生產高分辨率Micro LED顯示器的方法。

   值得注意的是，該團隊將紅綠藍LED有源層堆疊在3D空間之后使用半導體圖案化工藝，并通過具有濾光片特性的絕緣膜，消除紅、藍光色干擾。最終，顯示器擁有每英寸超過6萬像素的高分辨率。

   去年7月，KAIS宣布，由電氣電子工程學院的Sang-Hyun Kim教授領導的研究團隊利用單片式3D集成技術，成功研發了1600 PPI等效Micro LED顯示器。

   總結

   綜上來看，頭部廠商和高校科研機構在堆疊結構Micro LED領域的研發進展，為Micro LED在中小尺寸領域的應用選擇提供了更多的方向。

   不過，一個技術的發展無外乎市場與技術的配合。隨著市場上終端大廠紛紛投入，技術上多種方案百花齊放，相信將加速推動堆疊結構Micro LED技術的落地及應用。