據悉,2024年已有11家AR眼鏡廠商采用Micro LED光機作為其顯像源頭。然而,受限于衍射光波導的低耦入效率,其入眼亮度需達到1000Nits,這意味著Micro LED芯片需提供高于250萬Nits的亮度以滿足入眼亮度指標,Micro LED芯片的單像素尺寸通常小于10μm。受尺寸效應,側壁效應抑制等因素影響,Micro LED芯片效率難以滿足應用,Micro LED微顯示芯片光效提升需要涉及多個技術維度的協同優化。
過去,傳統Micro LED制造多采用藍寶石外延片工藝。但藍寶石襯底外延片一般只能做4寸和6寸,而硅襯底外延片可以做到8寸和12寸。對于微顯示芯片制造,8寸和12寸擁有更好的性能和性價比,但也頗具技術挑戰。
晶能光電是全球硅襯底GaN基LED材料技術的領導者之一,在大尺寸硅襯底Micro LED材料技術的開發保持與國際同步,與產業鏈中下游協同創新推動硅襯底Micro LED 顯示技術進步。近日,晶能光電與Micro LED微顯示芯片公司鴻石智能共同合作,突破行業瓶頸,基于晶能光電8英寸硅襯底Micro LED外延材料的Micro LED芯片性能上有了較大的提升。
-單綠Micro LED產品在像素間距(pitch)為3.75μm時,能實現10%以上的EQE;在藍色Micro LED的情況下,EQE可以達到10%-15%。
-Micro LED芯片均勻度已達到98%,在業界處于領先地位。與之對比,其他企業目前交付的領先標準為均勻度90%,而大多數廠商僅為 80%。
-Micro LED微顯示芯片制成的0.12單綠色平均光效提升至300萬尼特(功耗100mW),這是目前全球8寸硅襯底微顯示芯片領域實現的量產光電效率的最高水平。

圖:4寸和8寸晶圓亮度隨電流變化曲線圖

圖:4寸和8寸晶圓亮度隨功耗變化曲線圖
藍寶石襯底剝離屬于有損剝離,在激光剝離制造過程中會損傷芯片外延層,致使各項光效參數在本質提升上困難重重。與之形成鮮明對比的是,硅襯底工藝作為無損剝離,能避免對外延層造成傷害,為光效提升奠定了良好基礎。
同時,8寸硅襯底設備生產效率遠高于4寸,對比4寸生產一次和8寸生產一次的成本,在時間相同的情況下,8寸設備生產的產品在生產成本上只有4寸設備生產產品的1/6,而生產成本占整個芯片成本的80%,所以8寸設備生產具有明顯的成本優勢。
且8寸比4寸效率高,因為8寸設備的基臺屬于標準設備,大晶圓如8寸相較于4寸,同一時間加工的數量更多。已知8寸和4寸襯底的單個芯片加工量分別為2412片和380片,8寸晶圓一次性生產效率是4寸片的六倍,生產效率優勢明顯。
隨著技術不斷成熟,Micro LED獨有的超小體積、超高亮度和超低功耗的特性,逐步取代DLP光機的霸主地位,將進一步推動如微型投影儀、數字化車燈、3D打印機、車載HUD等產品的升級。
未來,晶能光電在大尺寸硅襯底GaN基Micro LED外延技術領域將持續深耕,也將更密切地與中下游合作伙伴協作探索,推動我國Micro LED微顯技術的產業化落地。
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原文標題:硅襯底Micro LED微顯示技術突破:點亮未來顯示新視界
文章出處:【微信號:lattice_power,微信公眾號:LED廠商消息】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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