全球首展Micro LED“一體式”全彩顯示器，到底有多硬核？

    縱觀LED顯示技術發(fā)展歷史，各種黑科技層出不窮。但是真正能給行業(yè)帶來“革命性”創(chuàng)新價值的技術卻是鳳毛麟角。近日，由英國GaN基Micro LED技術先驅性公司Porotech首先全球公開展示的Micro LED一體式全彩顯示器，便屬于此量級的科技創(chuàng)新范式。

    該顯示產(chǎn)品，Porotech創(chuàng)新應用了動態(tài)像素調整技術DynamicPixelTuning™（DPT™），可實現(xiàn)單個Micro LED二極管的RGB全彩顯示。單燈即是一個完整的RGB全彩像素點，突破了傳統(tǒng)LED顯示技術常用的RGB子像素（1R1G1B）模式的限制，可將Micro LED顯示屏的整體像素密度提升4倍。同時支持使用調制電流，使之單個Micro LED芯片上發(fā)射覆蓋整個色譜的可見光，并世界首創(chuàng)從單個像素中發(fā)射出純白光。從而顯著提升各類顯示屏的分辨率、亮度和光效。進一步加速Micro LED、Mini LED和LED直顯產(chǎn)品的商業(yè)化進度，還能為AR/MR/VR應用、智能可穿戴設備、智能顯示器和大型直視顯示器等應用提供下一代高性能顯示產(chǎn)品。

    此外，以第三代半導體材料GaN氮化鎵 (GaN) 為基礎的芯片制程中，紅光Micro LED芯片生產(chǎn)和效率問題，一直是行業(yè)技術瓶頸。由于傳統(tǒng)的紅色LED采用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)材料，發(fā)光效率隨著尺寸逐漸減小到微顯示所要求的微米尺度，大幅度急劇降低。

    2020年11月，Porotech 發(fā)布全球首款基于氮化鎵材料原生InGaN紅光微顯示模組，這也意味著三種原色藍，綠，紅的MicroLED發(fā)光元件首次可通過單一材料體系和工具鏈來生產(chǎn)，例如外延，芯片制成等設備，尤其巨量轉移等MicroLED需要的一些新興技術和設備也統(tǒng)統(tǒng)可以統(tǒng)一及簡化，進而消除了因合成基于不同材料和結構的器件而產(chǎn)生的流程復雜，良率低，價格高等商業(yè)化核心瓶頸問題。

    目前，國內面向下一代全彩顯示的氮化鎵物紅光MicroLED的研發(fā)項目中，由AET阿爾泰與材料科學實驗室的合作成果最為顯著。已經(jīng)成果實現(xiàn)實現(xiàn)紅光Micro-LED混光制備，且目標技術樣品達到620波長6.5%外量子效率，未來有望達到20%外量子效率（EQE），將實現(xiàn)加速普及LED顯示市場，并有利于構建更完善的供給產(chǎn)業(yè)鏈，AET阿爾泰處于領跑位置。切實提高我國半導體自主研發(fā)實力的同時，一定程度上填補國內現(xiàn)有的技術空缺。

    值得關注的是，Porotech從紅光Micro LED芯片顯示模組首發(fā)到Micro LED一體式全彩顯示器的首展僅僅用去一年時間。而如此高效的研發(fā)進度，離不開Porotech團隊基于在氮化鎵領域的研究積累，率先開發(fā)出可工業(yè)化量產(chǎn)的新型納米多孔氮化鎵半導體材料。

    所謂多孔GaN本質上是一種帶有非常多個幾十納米小孔的GaN材料，”Porotech公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人朱彤彤博士說：“這是一種可用來構建新型半導體器件的GaNg材料平臺，相對于傳統(tǒng)材料，它具有更好的量產(chǎn)性，且其晶圓的可擴展性更是對于下一代顯示設備至關重要。

    “底層技術的扎實根基，一直是Porotech最大的發(fā)展底氣”

    Porotech最初創(chuàng)辦于劍橋大學材料科學與冶金院系氮化鎵中心，雖然成立時間僅有4年，但在氮化鎵材料外延器件等方面先關聯(lián)合創(chuàng)始人均有10余年深厚的技術沉淀。得益于新型納米多孔氮化鎵半導體材料的創(chuàng)新性、先進性、底層性以可量產(chǎn)化等諸多優(yōu)勢。Porotech不僅在技術成果方面加速落地，同時也贏得了資本的青睞。2021完成種子輪融資，本輪融資金額300萬英鎊（約合人民幣2709.33萬元），由專注于科技領域早期項目投資的Speedinvest領投；2022年2月完成A 輪融資，本輪融資金額為2000 萬美金（約合人民幣1.4億元），三星風投跟投。

    隨著技術的越加成熟，基于PoroGaN®微顯示技術平臺的規(guī)�；�量產(chǎn)已經(jīng)推上日程。今年5月Porotech與英國化合物半導體材料（外延）廠商IQE建立戰(zhàn)略合作關系。雙方戰(zhàn)略合作的方向聚焦GaN基Micro LED，將合力開發(fā)并商業(yè)化Porotech獨有的外延材料技術，在8英寸或12英寸單一GaN外延上生長高密度、高效率RGB全彩Micro LED，從而賦能AR/MR/VR、可穿戴設備、智能顯示器及大型直顯等Micro LED顯示應用終端。

    在本次合作中，IQE將充當Porotech外延代工生產(chǎn)合作伙伴的角色，依托IQE的GaN MOCVD外延生長技術，幫助實現(xiàn)PoroGaN®微顯示技術平臺的大規(guī)模量產(chǎn)。未來，雙方將攜手開發(fā)8英寸、12英寸外延制造平臺，并推動商業(yè)化應用。

    寫在最后：

    如今LED顯示技術正在逐漸步入以Micro LED為標志的“超微間距時代”。不同于傳統(tǒng)LED與半導體各有各自的生態(tài),隨著LED芯片微米尺寸不斷縮小，從材料、思維、產(chǎn)線甚至整個產(chǎn)業(yè)，都在像半導體的思維邁進，未來精度、質量、良率等將在未來LED顯示技術演化中成為越加關鍵的升級指標。這意味這傳統(tǒng)LED顯示屏企業(yè)懶以生存、關聯(lián)解密的生態(tài)環(huán)境，也正在悄然發(fā)生改變。