電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）在AR設(shè)備的硬件成本中，光學(xué)顯示元器件占整個(gè)硬件近4成的比例。隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，“光波導(dǎo)+Micro-LED”被認(rèn)為是AR設(shè)備近眼顯示技術(shù)的趨勢。而Micro-LED微顯示芯片的迭代正是關(guān)鍵。

今年上半年，鐳昱發(fā)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(chǎn)Micro-LED微顯示行業(yè)的又一大突破。就在近期，電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪到鐳昱創(chuàng)始人兼CEO莊永漳博士，探討了微顯示領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，以及公司未來的戰(zhàn)略布局。


0.11英寸，打破Micro-LED芯片最小尺寸紀(jì)錄
作為微顯示領(lǐng)域的新秀企業(yè)，鐳昱的發(fā)展可以說是很快，并且為國產(chǎn)微顯示領(lǐng)域的發(fā)展帶來了新的成績。

資料顯示，鐳昱在2022年10月成功點(diǎn)亮0.39英寸單片全彩Micro-LED微顯示芯片，今年5月份正式發(fā)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(biāo)準(zhǔn)化單片全彩Micro-LED微顯示屏系列，產(chǎn)品一經(jīng)亮相便引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。

其中，0.11英寸單片全彩微顯示屏在發(fā)布后，打破了全彩微顯示芯片的最小尺寸紀(jì)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(dá)到640x480。在其他性能方面，該系列芯片實(shí)現(xiàn)了3.5微米的像素間距，Micro-LED像素密度達(dá)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(chǎn)品的優(yōu)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(gè)應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)域的新秀企業(yè)，鐳昱有著哪些實(shí)力支撐公司產(chǎn)品迭代并且具備高度可量產(chǎn)性，又為何選擇進(jìn)入Micro-LED微顯示這個(gè)領(lǐng)域。

莊永漳博士回憶，鐳昱的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)從2005年開始就已經(jīng)投入微顯示領(lǐng)域的研究，于2013年開發(fā)出第一款基于三色合光方案的Micro-LED微投影，但是光機(jī)體積大，成本也高。通過不斷地研發(fā)投入，在2014年發(fā)布了業(yè)界第一款采用量子點(diǎn)噴墨打印技術(shù)做出的全彩Micro-LED微顯示芯片。

在歷經(jīng)將近17年的技術(shù)沉淀之后，鐳昱于2019年正式發(fā)布采用自研光刻式量子點(diǎn)技術(shù)的全彩Micro-LED微顯示芯片。光刻式量子點(diǎn)技術(shù)也正是鐳昱的核心技術(shù)，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(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。


17年磨一劍，自研光刻式量子點(diǎn)技術(shù)
Micro-LED顯示技術(shù)路線分為兩種，一種是巨量轉(zhuǎn)移，另一種是單片集成。兩大技術(shù)各有各的優(yōu)勢以及適用領(lǐng)域，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的關(guān)鍵尺寸由轉(zhuǎn)移設(shè)備決定，但轉(zhuǎn)移效率、良率會(huì)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(shù)是全流程半導(dǎo)體工藝制造，關(guān)鍵尺寸由***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(shù)所展開。莊永漳博士認(rèn)為，AR設(shè)備的空間非常小，需要用光學(xué)模組把顯示屏的內(nèi)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(diǎn)。采用半導(dǎo)體技術(shù)的單片集成，可以在CMOS驅(qū)動(dòng)晶圓上通過微顯示器件的設(shè)計(jì)及工藝，使得像素點(diǎn)尺寸更小、像素間距更小，提供更好的視覺體驗(yàn)，這也是下一代最適合AR智能眼鏡的顯示方案。

傳統(tǒng)單片集成技術(shù)大多數(shù)是采用倒裝（Flip-chip）技術(shù)路線，優(yōu)勢在于Micro-LED和Backplane分別制作，但是對(duì)準(zhǔn)精度要求高，且鍵合良率低，光串?dāng)_嚴(yán)重。只不過以前采用Micro-LED技術(shù)的產(chǎn)品對(duì)分辨率的要求尚不高，在技術(shù)上也能夠滿足。

但隨著AR智能眼鏡對(duì)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(tǒng)單片集成技術(shù)很難支持高端Micro-LED微顯示的實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)入新技術(shù)領(lǐng)域的玩家，必須在這個(gè)領(lǐng)域有著足夠的技術(shù)實(shí)力，才能實(shí)現(xiàn)顛覆性突破，成為“變局者”。

在技術(shù)方面，鐳昱創(chuàng)新重構(gòu)單片集成技術(shù)，采用大尺寸晶圓級(jí)鍵合技術(shù)，配合自研光刻式量子點(diǎn)工藝（QDPR），于藍(lán)光Micro-LED像素上定義紅、綠光量子點(diǎn)圖形，在更小的芯片封裝體積上實(shí)現(xiàn)了全彩顯示。整個(gè)技術(shù)路線全程采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝，在精度、效率以及量產(chǎn)性方面都高于其他技術(shù)方案。所有器件圖形尺寸均由高精度***定義，在實(shí)現(xiàn)超高分辨率、超高像素密度的同時(shí)，保證了高量產(chǎn)性。
圖：鐳昱8英寸Micro-LED微顯示芯片晶圓

莊永漳博士向電子發(fā)燒友網(wǎng)表示，鐳昱全彩技術(shù)最關(guān)鍵的就是光刻式量子點(diǎn)技術(shù)，這也是難度最高的技術(shù)之一。一是關(guān)鍵尺寸由***定義，也就是說***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(biāo)準(zhǔn)的QD材料和標(biāo)準(zhǔn)的PR材料，是不能夠直接兼容的，如何將兩者的優(yōu)勢合理地結(jié)合在一起，是實(shí)現(xiàn)QDPR最大的技術(shù)難點(diǎn)。

圖形化的挑戰(zhàn)也不少，要實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)換光效要高，濃度要高，但是高濃度會(huì)導(dǎo)致PR成分減少，進(jìn)而導(dǎo)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(gè)最佳平衡點(diǎn)。 圖：鐳昱量子點(diǎn)光刻膠（電子發(fā)燒友網(wǎng)攝）

通過不斷的嘗試，鐳昱最終實(shí)現(xiàn)了高分辨率與高轉(zhuǎn)換效率的平衡。鐳昱開發(fā)出的QDPR方案可以將標(biāo)準(zhǔn)的QD材料和標(biāo)準(zhǔn)的PR材料通過創(chuàng)新性的技術(shù)整合到一起，在保證高轉(zhuǎn)換光效的同時(shí)，保留了高分辨率的光刻膠特性。

“市場上的量子點(diǎn)光刻膠的可能要把厚度做到10微米以上，才有足夠的轉(zhuǎn)化效率，鐳昱已經(jīng)做到厚度在2微米以下的量子點(diǎn)光刻膠，既能匹配Micro-LED對(duì)超小像素尺寸的要求，又能保證高吸收效率，可以把藍(lán)光完全轉(zhuǎn)化成綠光跟紅光，從而實(shí)現(xiàn)芯片全彩化。未來我們也會(huì)持續(xù)進(jìn)行研發(fā)迭代，不斷提升產(chǎn)品性能，以期為消費(fèi)級(jí)AR眼鏡的發(fā)展帶來更大的突破。”莊永漳博士表示。

小結(jié)：
在AR智能眼鏡的光學(xué)顯示細(xì)分領(lǐng)域，光波導(dǎo)+Micro-LED被認(rèn)為是下一代的光學(xué)顯示的最佳解決方案。為了實(shí)現(xiàn)更好的視覺體驗(yàn)，鐳昱將與光波導(dǎo)企業(yè)共同合作，用更好的Micro-LED微顯示芯片匹配更好的光波導(dǎo)顯示器件，最終配合整機(jī)廠打造性能更強(qiáng)的AR智能眼鏡。

“元宇宙”的出現(xiàn)，曾經(jīng)讓AR領(lǐng)域的企業(yè)為之激動(dòng)、“瘋狂”，當(dāng)這個(gè)像風(fēng)口般的概念進(jìn)入冷靜期，產(chǎn)業(yè)鏈上的玩家也開始思考真正實(shí)際的應(yīng)用方向。隨著鐳昱等國產(chǎn)Micro-LED微顯示芯片玩家在市場上初露頭角，這個(gè)市場進(jìn)入下一個(gè)成長階段。