近日，MicroLED微顯示器製造商上海顯耀顯示科技Jade Bird Display（以下簡稱“JBD”）正式發佈單片全彩垂直堆疊MicroLED微顯示幕Phoenix（鳳凰）系列原型。此前發佈並正在量產的Hummingbird（蜂鳥）系列主要針對30°FOV採用光波導方案的AR眼鏡應用，而Phoenix系列則設計用於50°以上FOV光波導方案的AR眼鏡。

Phoenix系列原型目前採用0.22英吋面板，解析度為2K，子圖元等效尺寸為2.5um。具體來說，2×2子圖元組合成一個5um週期的白色圖元，子圖元由4個獨立的電流通道驅動。其中三個通道分別與AlInGaN藍光、AlInGaN綠光和AlInGaP紅光發射器相連。最重要的是，這些半導體發射器垂直堆疊並同軸排列，如圖1中的截面SEM圖像所示。這種獨特的發射器排列方式可在垂直方向上實現高WPE和高度聚光。在未來的生產階段，JBD計畫將0.3英吋面板作為標準產品，其具備4K解析度和2um 圖元間距的子圖元，相當於2K解析度和4um圖元間距的白色圖元。

單片全彩MicroLED是業內長期以來所追求研發的方向，如部分初創企業所使用量子點（QD）進行色彩轉換從而實現彩色化MicroLED，但是這種色彩轉換方法的最大亮度和器件壽命都有很大限制，原因是量子點壽命會隨著激發光通量密度和MicroLED結溫的增加而顯著降低。其他基於外延的三色集成技術，如多色外延層、選擇性區域外延、再生長、納米結構和3D結構等技術路徑，尚未能有圖元間距小於10um的原型展示。
現有已經量產的全彩MicroLED光引擎是通過將三個獨立的紅、綠、藍單色面板與X-cube棱鏡組合而成。與之相比，單片式RGB全彩MicroLED微顯示幕將在未來具備更廣泛的應用價值，因為它能做到更大的視場角和更小的光引擎外形。此外，由於簡化了AR眼鏡的系統級集成，減少了光學損耗，因此可實現更高的波導准直效率。JBD的Phoenix原型展示了使用原生半導體實現5um以下間距單片RGB MicroLED屏的可行性，與現有的單面板Micro-OLED屏相比，亮度提高了2個數量級以上。
憑藉其在晶圓級鍵合和薄外延技術方面的專長，JBD利用其專有的多層互連技術成功開發出了全彩顯示幕。原生氮化物和磷化物外延及晶片工藝，如Mesa蝕刻、鈍化和微透鏡，均基於JBD獲獎的SID 2023“Display of the Year”的單色面板（目前正在批量生產），從而確保其可製造性、效率、可靠性和准直度得以保持。該技術的一個主要特點是疊層總厚度小於5um，是其迄今為止生產的最薄的疊層，可最大限度地減少腔體內的吸收損耗。加上原生外延材料能夠發出高通量密度的光，使用該平臺可以實現高達100萬尼特的白平衡亮度。全原生色彩解決方案的另一個顯著特點是能夠實現窄的半峰全寬（FWHM）光譜，從而獲得高色彩品質和色彩純度的圖像。圖2展示了紅色、綠色和藍色圖元的全寬最大FWHM值分別為15nm、30nm和18nm。

圖1：（a）單片全彩晶圓；（b）5um彩色圖元間距陣列；（c）橫截面圖像展示了垂直堆疊和多級互連技術。


圖2. JBD的原生彩色RGB屏具有窄FWHM的典型發光光譜。

JBD創始人兼首席執行官李起鳴表示：“感謝JBD科學家和工程師們的辛勤工作，我們才能實現了這一工程壯舉。全新發佈的‘Phoenix系列’單晶片全彩平臺提供了革命性的創新解決方案，為沉浸式AR眼鏡打開了大門。AR眼鏡成為下一個計算平臺的前景變得更加光明，我們很高興能與客戶一起踏上這一征程。”

圖3(a)-(d).相同圖元位置的多種顏色發光圖像（白，紅，綠和藍），以及（e）、（f）組合而成全彩色圖片。


垂直堆疊並同軸排列

JBD將於2024年上半年發佈單片全彩垂直堆疊光引擎的原型，並計畫於2025年投入量產。
 

單片全彩垂直堆疊MicroLED微顯示幕

關於「JBD」
JBD成立於2015年，總部位於上海浦東，在合肥設立子公司，一直專注於0.3英吋以下MicroLED的研發和生產，擁有自主的 IC 設計、MOCVD 材料生長、MicroLED混合集成技術加工製造、封裝測試、軟體硬體驅動設計、光學模組等技術。歷經8年的耕耘，JBD在技術創新、量產能力、商業化落地等方面均保持行業領先。

 

TrendForce 2023 Micro LED 市場趨勢與技術成本分析
出刊日期: 2023 年 05 月 31 日 / 11 月 30 日
語言: 中文 / 英文
格式: PDF
頁數: 160 頁 / 年