美韓相繼開發(fā)出垂直堆疊MicroLED技術(shù)

繼韓國(guó)成功開發(fā)出垂直堆疊MicroLED技術(shù)后，麻省理工大學(xué)（MIT）近期發(fā)表在《Nature》上發(fā)表論文顯示，正在開發(fā)采用垂直堆疊的 MicroLED 技術(shù)，將像素密度推高到 5000 PPI。

這項(xiàng)研究由 Jeehwan Kim 領(lǐng)導(dǎo)，他是一位專門制造超薄高性能膜的工程學(xué)教授。該團(tuán)隊(duì)在過(guò)去的科研成果基礎(chǔ)上，在二維膜材料上制造紅色、綠色和藍(lán)色子像素的膜。

接下來(lái)從剛性基層上剝離薄膜，然后將它們堆疊在一起，形成了只有 4 微米寬的垂直全彩色像素。

論文第一作者Jiho Shin解釋說(shuō)道，“對(duì)于VR來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在市場(chǎng)中顯示屏的真實(shí)程度是有限的。有了我們的垂直MicroLED，你就可以擁有一個(gè)完全沉浸式的體驗(yàn)，而且無(wú)法區(qū)分虛擬和現(xiàn)實(shí)?！?/p>

除了垂直堆疊LED之外，該團(tuán)隊(duì)還使用了一種新的制造技術(shù)，旨在讓LED“生長(zhǎng)”在晶圓上，然后將它們剝離出來(lái)進(jìn)行堆疊。他們聲稱這比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方法要更快，盡管單個(gè)像素的尺寸為4微米。

不過(guò)，目前這項(xiàng)技術(shù)只在小范圍內(nèi)得到了驗(yàn)證。而且，理論上MicroLED能夠?qū)崿F(xiàn)的像素密度的大屏幕顯示仍然是一個(gè)未解決的問(wèn)題?！澳阈枰粋€(gè)系統(tǒng)來(lái)分別控制2500萬(wàn)個(gè)LED，”Shin解釋說(shuō)，“在這里，我們只是部分地證明了這一點(diǎn)。有源矩陣操作是我們需要進(jìn)一步研究的技術(shù)?！?/p>

"LED發(fā)出的光的顏色（能量）取決于LED的帶隙--藍(lán)色LED的帶隙最寬（因此藍(lán)光的能量最高），紅色LED的帶隙最?。芰孔畹停?一種材料不會(huì)吸收能量小于帶隙的光（光子），因此紅光和綠光將穿透藍(lán)色LED層而不被吸收，這就是為什么我們按照R（底部）、G（中部）、B（頂部）的順序垂直堆疊這些層。

此前在2022年柏林國(guó)際IFA展會(huì)上，首爾半導(dǎo)體旗下光半導(dǎo)體設(shè)備制造企業(yè)Seoul Viosys宣布推出了基于層壓結(jié)構(gòu)的多層microLED技術(shù)，可用于制造對(duì)角線尺寸在100-200英寸之間的4K高分辨率顯示屏。

這一技術(shù)的特別之處在于，它使用顯示紅色、綠色和藍(lán)色(R/G/B)的三個(gè)芯片垂直堆疊，而不是通常的水平陣列。它與傳統(tǒng)microLED的主要區(qū)別是，堆疊結(jié)構(gòu)中的R/G/B LED通過(guò)完美的顏色混合（包括白色）發(fā)出顏色，就像它們構(gòu)成了一個(gè)像素。

（圖片來(lái)源：Seoul Viosys）

目前，研究人員還不清楚在堆疊中發(fā)生了多少光吸收，以及是否必須通過(guò)使更深的層變得更硬來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

Seoul Viosys公司表示，他們使用一種成型技術(shù)來(lái)控制莫爾條紋（Moiré pattern）現(xiàn)象，并使用低反射技術(shù)來(lái)創(chuàng)造出深黑色形成高對(duì)比度，有助于在光線下瀏覽microLED顯示屏。同時(shí)，從像素內(nèi)部向外發(fā)射結(jié)合了R/G/B的顏色，因此無(wú)論從哪個(gè)方向看，都不會(huì)產(chǎn)生失真，可以欣賞到清晰的圖像。

本次IFA展會(huì)上，Seoul Viosys將展示兩款microLED顯示器，包括一款54英寸高分辨率、間距0.625mm (P0.625)的顯示器和一款81.5英寸、間距0.9375mm (P0.9375)的顯示器。另外，包含其microLED核心生產(chǎn)工藝的各種產(chǎn)品也將亮相。

與此同時(shí)，首爾Viosys還將展示與microLED技術(shù)相配套的顯示LED技術(shù)，如控制莫爾條紋現(xiàn)象并突出黑色細(xì)節(jié)的成型技術(shù)、在光線下實(shí)現(xiàn)鮮艷色彩和高對(duì)比度的低反射技術(shù)、可以輕松安裝和更換微顯示器，并可以改變大小的自由形狀定制設(shè)計(jì)機(jī)柜顯示器等。

現(xiàn)代顯示屏的每個(gè)彩色像素由3個(gè)或更多的子像素組成，這些子像素通常是紅色、綠色和藍(lán)色。通過(guò)改變每個(gè)子像素的光輸出，可以控制整個(gè)像素的顏色。但這樣做必須把三個(gè)子像素并排放在一起，這就限制了一個(gè)像素的大小。

審核編輯 ：李倩