美韓相繼開發(fā)出垂直堆疊MicroLED技術

繼韓國成功開發(fā)出垂直堆疊MicroLED技術后，麻省理工大學（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，將像素密度推高到 5000 PPI。

這項研究由 Jeehwan Kim 領導，他是一位專門制造超薄高性能膜的工程學教授。該團隊在過去的科研成果基礎上，在二維膜材料上制造紅色、綠色和藍色子像素的膜。

接下來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解釋說道，“對于VR來說，現(xiàn)在市場中顯示屏的真實程度是有限的。有了我們的垂直MicroLED，你就可以擁有一個完全沉浸式的體驗，而且無法區(qū)分虛擬和現(xiàn)實?！?/p>

除了垂直堆疊LED之外，該團隊還使用了一種新的制造技術，旨在讓LED“生長”在晶圓上，然后將它們剝離出來進行堆疊。他們聲稱這比競爭對手的方法要更快，盡管單個像素的尺寸為4微米。

不過，目前這項技術只在小范圍內得到了驗證。而且，理論上MicroLED能夠實現(xiàn)的像素密度的大屏幕顯示仍然是一個未解決的問題。“你需要一個系統(tǒng)來分別控制2500萬個LED，”Shin解釋說，“在這里，我們只是部分地證明了這一點。有源矩陣操作是我們需要進一步研究的技術?！?/p>

"LED發(fā)出的光的顏色（能量）取決于LED的帶隙--藍色LED的帶隙最寬（因此藍光的能量最高），紅色LED的帶隙最?。芰孔畹停?一種材料不會吸收能量小于帶隙的光（光子），因此紅光和綠光將穿透藍色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年柏林國際IFA展會上，首爾半導體旗下光半導體設備制造企業(yè)Seoul Viosys宣布推出了基于層壓結構的多層microLED技術，可用于制造對角線尺寸在100-200英寸之間的4K高分辨率顯示屏。

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

（圖片來源：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，以及是否必須通過使更深的層變得更硬來解決這個問題。

Seoul Viosys公司表示，他們使用一種成型技術來控制莫爾條紋（Moiré pattern）現(xiàn)象，并使用低反射技術來創(chuàng)造出深黑色形成高對比度，有助于在光線下瀏覽microLED顯示屏。同時，從像素內部向外發(fā)射結合了R/G/B的顏色，因此無論從哪個方向看，都不會產生失真，可以欣賞到清晰的圖像。

本次IFA展會上，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核心生產工藝的各種產品也將亮相。

與此同時，首爾Viosys還將展示與microLED技術相配套的顯示LED技術，如控制莫爾條紋現(xiàn)象并突出黑色細節(jié)的成型技術、在光線下實現(xiàn)鮮艷色彩和高對比度的低反射技術、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計機柜顯示器等。

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

審核編輯 ：李倩