Porotech攻克紅光Micro LED技術(shù)瓶頸

作者 | 發(fā)布日期 2022 年 08 月 22 日 10:55 | 分類(lèi) Micro LED

近年來(lái)Micro LED技術(shù)不斷突破,加上元宇宙、車(chē)用領(lǐng)域帶動(dòng)次世代顯示技術(shù)的需求,商用化這一目標(biāo)仿佛近在咫尺。其中,紅光Micro LED芯片一直是技術(shù)瓶頸,但英國(guó)Micro LED公司卻將材料的劣勢(shì)化為優(yōu)勢(shì),甚至有效縮短制程、降低成本,這到底怎么做到?《科技新報(bào)》特地專(zhuān)訪(fǎng)Porotech執(zhí)行長(zhǎng)兼創(chuàng)辦人朱彤彤,來(lái)了解該公司的技術(shù)獨(dú)到之處。

Micro LED技術(shù)提供商Porotech成立于2018年4月、2019年11月從劍橋大學(xué)分拆,Porotech執(zhí)行長(zhǎng)朱彤彤表示,過(guò)去在劍橋大學(xué)常做磊晶相關(guān)材料,一開(kāi)始做雷射、量子光源,沒(méi)特定選做Micro LED,但因了解材料的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和本身問(wèn)題,深知如何發(fā)揮材料特性,發(fā)現(xiàn)通過(guò)“奈米波譜架構(gòu)”可有效發(fā)揮氮化鎵特性,這個(gè)材料跟硅基、CMOS結(jié)合后優(yōu)勢(shì)更強(qiáng),經(jīng)過(guò)技術(shù)、市場(chǎng)潛力等多方位評(píng)估后,決定從Micro LED切入。

因?yàn)樯羁塘私獾壍牟牧咸匦?,Porotech去年發(fā)表全球第一套氮化銦鎵(InGaN)基的紅光、藍(lán)光、綠光的Micro LED顯示器,打破紅、綠、藍(lán)必須通過(guò)不同材料的瓶頸,有效解決紅光Micro LED必須混合多種材料系統(tǒng)的問(wèn)題,且不再受限于任何基板,可有效降低成本問(wèn)題。

▲ 全球第一套氮化銦鎵(InGaN)基的紅光顯示器。(Source:Porotech)

朱彤彤指出,這項(xiàng)技術(shù)會(huì)盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,目前已經(jīng)與面板廠(chǎng)合作,提供材料和芯片來(lái)供巨量轉(zhuǎn)移和面板制程,終端市場(chǎng)主要是大尺寸熒幕和手機(jī)。

而Porotech主要技術(shù)聚焦于“動(dòng)態(tài)像素調(diào)整”,顧名思義是可動(dòng)態(tài)調(diào)整顏色。朱彤彤解釋?zhuān)灰ㄟ^(guò)一顆芯片、同一個(gè)像素,就能散發(fā)任何人眼所見(jiàn)的任何色彩,通過(guò)電流密度、電壓驅(qū)動(dòng),讓氮化鎵實(shí)現(xiàn)所有顏色,“只要給它一個(gè)訊號(hào),就能改變顏色,按一下鈕就是綠色,也可以是藍(lán)色、紅色”。

不過(guò),“動(dòng)態(tài)像素調(diào)整”不光是LED問(wèn)題,需要特制背板和驅(qū)動(dòng)方式,尋找供應(yīng)鏈及合作廠(chǎng)商,提供客戶(hù)做自己的Micro Display,所以需要長(zhǎng)時(shí)間布局。朱彤彤也透露,今年下半年會(huì)展示真正的動(dòng)態(tài)調(diào)光、多色顯示模塊,預(yù)計(jì)8月底、9月初會(huì)有第一批樣機(jī)。

由于這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定顏色亮度,材料端必須固定規(guī)格,確認(rèn)電流密度、電壓的數(shù)值可調(diào)成何種顏色;此外,要將三種顏色整合在一顆芯片上,也是較困難的部分。

▲ 通過(guò)不同數(shù)值驅(qū)動(dòng),可以展現(xiàn)不同顏色。(Source:Porotech)

朱彤彤指出,由于沒(méi)有傳統(tǒng)子像素(sub pixel),這種技術(shù)有助于在同樣分辨率條件下,Micro LED發(fā)光區(qū)域較大、芯片尺寸也較大、效率也高,系統(tǒng)端在整合時(shí)無(wú)須考慮材料間的匹配程度,也不需要讓紅色、綠色、藍(lán)色各磊晶長(zhǎng)一次,或垂直堆棧。此外,在消除Micro LED關(guān)鍵制造障礙后,還能解決修復(fù)功能,提高產(chǎn)量,并降低生產(chǎn)成本和上市時(shí)間。

朱彤彤表示,“氮化鎵有這種特性,單色顏色純度會(huì)飄移,顏色會(huì)跟著密度動(dòng),所以我們利用材料體系特性,反而可以將單色做得非常純,只要將材料限制和導(dǎo)致顏色不純的因素去掉,同時(shí)利用顏色飄移,將它做到最大化,就能實(shí)現(xiàn)全彩。”

研究Micro LED必須用半導(dǎo)體思維

在被問(wèn)及Micro LED最大瓶頸,朱彤彤認(rèn)為,過(guò)去傳統(tǒng)LED與半導(dǎo)體有各自的生態(tài),但Micro LED不一樣,必須將兩個(gè)結(jié)合在一起,從材料、思維、產(chǎn)線(xiàn)甚至整個(gè)產(chǎn)業(yè),都要像半導(dǎo)體的思維邁進(jìn),“必須考慮良率和后續(xù)硅基背板,加上系統(tǒng)整合,在Micro LED產(chǎn)業(yè)中,不是最亮才是效率最好,還要考慮到后續(xù)芯片、驅(qū)動(dòng)方式和SOC匹配程度?!?/p>

他認(rèn)為,現(xiàn)在最大問(wèn)題是要做到跟半導(dǎo)體一樣的精度、質(zhì)量、良率,才能跟硅基進(jìn)行匹配和整合,“不是LED歸為L(zhǎng)ED、半導(dǎo)體歸為半導(dǎo)體,兩者必須結(jié)合,除了有半導(dǎo)體的強(qiáng)勢(shì)表現(xiàn),還必須發(fā)揮氮化鎵LED特性?!?/p>

Micro LED不再是傳統(tǒng)LED,而是必須以半導(dǎo)體思維執(zhí)行。朱彤彤認(rèn)為,Micro LED未來(lái)不光是“顯示要求”,長(zhǎng)遠(yuǎn)必須將Micro LED做到終端SOC上面,在溝通效率、功能性上改進(jìn),目前芯片太多仍不是最終端的解決方案。也因此,朱彤彤希望Porotech成為系統(tǒng)整合解決方案的提供商,從原本做材料、外延片,到后來(lái)芯片、Micro Display,下一步是光學(xué),最后是提供光模塊(Optical Module)解決方案。

至于最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,朱彤彤開(kāi)玩笑說(shuō)道,“目前最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就是OLED!”,希望以開(kāi)放合作的心態(tài),與其他Micro LED公司一起做事、學(xué)習(xí)。他認(rèn)為,Micro LED是現(xiàn)在唯一一次機(jī)會(huì),值得大家嘗試,做到跟半導(dǎo)體一樣做到達(dá)12英寸。此外,也希望通過(guò)Micro LED這個(gè)機(jī)會(huì),將化合物半導(dǎo)體上升一個(gè)檔次,與硅基對(duì)齊,當(dāng)做到12英寸時(shí),Micro LED功能性和應(yīng)用場(chǎng)景將有更好的發(fā)揮。(來(lái)源:科技新報(bào))

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