在AR設備的硬件成本中，光學顯示元器件占整個硬件近4成的比例。隨著顯示技術的發展，“光波導+Micro-LED”被認為是AR設備近眼顯示技術的趨勢。而Micro-LED微顯示芯片的迭代正是關鍵。
今年上半年，鐳昱發布了0.11英寸及0.22英寸單片全彩Micro-LED微顯示屏系列，帶來國產Micro-LED微顯示行業的又一大突破。就在近期，電子發燒友網采訪到鐳昱創始人兼CEO莊永漳博士，探討了微顯示領域的發展機遇與挑戰，以及公司未來的戰略布局。
0.11英寸，打破Micro-LED芯片最小尺寸紀錄
作為微顯示領域的新秀企業，鐳昱的發展可以說是很快，并且為國產微顯示領域的發展帶來了新的成績。資料顯示，鐳昱在2022年10月成功點亮0.39英寸單片全彩Micro-LED微顯示芯片，今年5月份正式發布0.11英寸及0.22英寸單片全彩Micro-LED微顯示屏系列。作為鐳昱的新一代標準化單片全彩Micro-LED微顯示屏系列，產品一經亮相便引起業內關注。其中，0.11英寸單片全彩微顯示屏在發布后，打破了全彩微顯示芯片的最小尺寸紀錄，重量僅為0.23g，分辨率為320x240。0.22英寸單片全彩微顯示屏重量0.29g，全彩分辨率達到640x480。在其他性能方面，該系列芯片實現了3.5微米的像素間距，Micro-LED像素密度達7200PPI，全彩亮度超10萬尼特，并且能夠用于-20℃~85℃的工作溫度。莊永漳博士介紹，0.11英寸單片全彩微顯示屏是目前全球最小的Micro-LED微顯示芯片，基于產品的優異性能，鐳昱的微顯示屏系列能夠面向C端以及B端的多個應用領域。
圖：鐳昱0.22/0.11英寸單片全彩Micro-LED微顯示屏作為微顯示領域的新秀企業，鐳昱有著哪些實力支撐公司產品迭代并且具備高度可量產性，又為何選擇進入Micro-LED微顯示這個領域。莊永漳博士回憶，鐳昱的創始團隊從2005年開始就已經投入微顯示領域的研究，于2013年開發出第一款基于三色合光方案的Micro-LED微投影，但是光機體積大，成本也高。通過不斷地研發投入，在2014年發布了業界第一款采用量子點噴墨打印技術做出的全彩Micro-LED微顯示芯片。在歷經將近17年的技術沉淀之后，鐳昱于2019年正式發布采用自研光刻式量子點技術的全彩Micro-LED微顯示芯片。光刻式量子點技術也正是鐳昱的核心技術，為鐳昱接下來推出0.11英寸及0.22英寸的單片全彩Micro-LED微顯示屏打下了堅實的技術支撐。Micro-LED顯示技術路線分為兩種，一種是巨量轉移，另一種是單片集成。兩大技術各有各的優勢以及適用領域，巨量轉移技術的關鍵尺寸由轉移設備決定，但轉移效率、良率會比較受限，適用于例如中低像素密度的背光模組以及大屏顯示。單片集成技術是全流程半導體工藝制造，關鍵尺寸由光刻機定義，更適用于高分辨率高像素密度的微顯示。鐳昱的研究方向正是圍繞單片集成技術所展開。莊永漳博士認為，AR設備的空間非常小，需要用光學模組把顯示屏的內容信息放大，變成虛擬的影像。所以需要在非常小的顯示屏中集成大量的像素點。采用半導體技術的單片集成，可以在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，提供更好的視覺體驗，這也是下一代最適合AR智能眼鏡的顯示方案。傳統單片集成技術大多數是采用倒裝（Flip-chip）技術路線，優勢在于Micro-LED和Backplane分別制作，但是對準精度要求高，且鍵合良率低，光串擾嚴重。只不過以前采用Micro-LED技術的產品對分辨率的要求尚不高，在技術上也能夠滿足。但隨著AR智能眼鏡對分辨率、像素密度的要求越來越高，特別是AR智能眼鏡的像素間距要求一般是要小于10微米，傳統單片集成技術很難支持高端Micro-LED微顯示的實現。進入新技術領域的玩家，必須在這個領域有著足夠的技術實力，才能實現顛覆性突破，成為“變局者”。在技術方面，鐳昱創新重構單片集成技術，采用大尺寸晶圓級鍵合技術，配合自研光刻式量子點工藝（QDPR），于藍光Micro-LED像素上定義紅、綠光量子點圖形，在更小的芯片封裝體積上實現了全彩顯示。整個技術路線全程采用標準半導體工藝，在精度、效率以及量產性方面都高于其他技術方案。所有器件圖形尺寸均由高精度光刻機定義，在實現超高分辨率、超高像素密度的同時，保證了高量產性。
莊永漳博士向電子發燒友網表示，鐳昱全彩技術最關鍵的就是光刻式量子點技術，這也是難度最高的技術之一。一是關鍵尺寸由光刻機定義，也就是說光刻機的精度決定了Micro-LED微顯示芯片的顯示效果；二是材料和工藝的配合。在材料方面，標準的QD材料和標準的PR材料，是不能夠直接兼容的，如何將兩者的優勢合理地結合在一起，是實現QDPR最大的技術難點。圖形化的挑戰也不少，要實現高光效高分辨率的QDPR，QD材料與PR材料特性之間是互相制約的。高光效意味著QD的轉換光效要高，濃度要高，但是高濃度會導致PR成分減少，進而導致光刻分辨率降低，圖形化精度變差，兩者需要做一些特殊的處理，尋找一個最佳平衡點。
通過不斷的嘗試，鐳昱最終實現了高分辨率與高轉換效率的平衡。鐳昱開發出的QDPR方案可以將標準的QD材料和標準的PR材料通過創新性的技術整合到一起，在保證高轉換光效的同時，保留了高分辨率的光刻膠特性。“市場上的量子點光刻膠的可能要把厚度做到10微米以上，才有足夠的轉化效率，鐳昱已經做到厚度在2微米以下的量子點光刻膠，既能匹配Micro-LED對超小像素尺寸的要求，又能保證高吸收效率，可以把藍光完全轉化成綠光跟紅光，從而實現芯片全彩化。未來我們也會持續進行研發迭代，不斷提升產品性能，以期為消費級AR眼鏡的發展帶來更大的突破?！鼻f永漳博士表示。在AR智能眼鏡的光學顯示細分領域，光波導+Micro-LED被認為是下一代的光學顯示的最佳解決方案。為了實現更好的視覺體驗，鐳昱將與光波導企業共同合作，用更好的Micro-LED微顯示芯片匹配更好的光波導顯示器件，最終配合整機廠打造性能更強的AR智能眼鏡。
“元宇宙”的出現，曾經讓AR領域的企業為之激動、“瘋狂”，當這個像風口般的概念進入冷靜期，產業鏈上的玩家也開始思考真正實際的應用方向。隨著鐳昱等國產Micro-LED微顯示芯片玩家在市場上初露頭角，這個市場進入下一個成長階段。
由中國電子視像行業協會指導、上海舜聯會展有限公司主辦的UDE2024第五屆國際半導體顯示博覽會（簡稱：UDE2024）吹響半導體顯示產業開年大展的號角，將于2024年2月26-28日深圳福田會展中心拉開帷幕，新年伊始，提前把握國內外商機。
五年之際，UDE2024展會規模再度升級至80000㎡，預計觀眾數量逾60000名、超千家參展品牌，高舉“前沿技術風向標、中外商貿互通橋”旗幟，搭建起海內外商貿互通橋梁。聚焦智慧顯示、創新應用、 Mini/Micro LED、關鍵設備、性能材料、泛半導體智慧工廠六大主題，縱向打通半導體顯示上中下游全產業鏈和國內外商業買家，展示范圍涵蓋上游關鍵設備、半導體材料、芯片、中游顯示面板及封裝模組、下游終端應用等領域，為全球半導體顯示產業的最新技術、產品和解決方案提供展示舞臺。
展會主要信息
時間：2024年2月26-28日
地點：深圳福田會展中心
展館：1號館、2號館、6號館、7號館、8號館、9號館
主辦方聯系方式
電話：021-33361013
電話：021-33361050
郵箱：ude@scilinksgroup.com
