研究人员正在开发适用于VR和AR头显的MicroLED显示器

lhw 2022年11月15日16:24:53
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美国密歇根大学宣布在MicroLED研究方面取得突破,首次成功生产出硅片尺寸小于一微米的高性能、高稳定性MicroLED。预计这将主要受益于超高分辨率彩色显示器,其制造困难也可以很快通过新工艺解决。

研究人员正在开发适用于VR和AR头显的MicroLED显示器

研究人员正在开发一种用于 VR 和 AR 耳机的 MicroLED 的新制造工艺。新一代显示器即将出现吗?

美国密歇根大学宣布在MicroLED研究方面取得突破,首次成功生产出硅片尺寸小于一微米的高性能、高稳定性MicroLED。预计这将主要受益于超高分辨率彩色显示器,其制造困难也可以很快通过新工艺解决。

MicroLED:混合现实显示器的未来?

LED自七十年代推出以来,已经取得了相当大的进展,最初仅用作信号灯,随着发展,LED已应用于与照明有关的一切领域,取得这一突破的原因是2000年代中期引入了高效的蓝光和白光LED,以实现广泛的颜色光谱。

如今,LED几乎安装于每个屏幕,并以更先进的MicroLED形式被认为是混合现实头显的未来。MicroLED可提供比LC或OLED显示器更好的体验,并具有更高的像素密度、更快的响应时间、更丰富的对比度和更强烈的亮度。

高昂生产成本阻碍了这一突破

目前科技行业投入了大量资金研发MicroLED,苹果、Meta、谷歌等巨头正在收购MicroLED 初创企业以获得其产品的独家许可权。然而,MicroLED有一个缺点:超级显示器难以制造用于混合现实设备。

MicroLED的单个像素尺寸小于一微米,这需要复杂的生产过程,另据专家介绍,生产的所有显示器中有50%以上存在缺陷,这导致了额外的成本。

因此,对于混合现实应用,MicroLED必须体积小且高度稳定和高效,而要适用于VR一体机,低功耗也很重要。为了实现这一点,MicroLED是在硅晶片上制造的。

与传统的蓝宝石晶圆相比,硅实现了更好的可扩展性和可集成到小型设备中。然而,这里也有一个问题:使用硅会导致晶格参数不匹配,因为晶体结构不同。

密歇根大学教授Zetian Mi表示,制造非常高效的大面积蓝色LED和大面积红色LED已经成为可能,但制造非常高效的大面积绿色LED则非常困难。Zetian Mi指出,无论如何,将设备缩小到一微米左右都是一项重大挑战。

首款基于硅片的高性能、高稳定性绿色MicroLED

为了克服这些挑战,Zetian Mi和他的研究团队开发了由亚微米III氮化物制成的绿色MicroLED,这使用了纳米线阵列,每个纳米线的直径只有100到200 nm,相隔几纳米。

“我们使用纳米线结构来滤除由氮化物材料和硅衬底之间的晶格失配引起的螺纹位错。”

研究人员提出了更有效制造MicroLED的前景

Zetian Mi表示:“红、绿、蓝三种颜色的稳定发射非常重要,这样才能实现高质量的显示屏,对于未来的制造和集成过程,直接在硅片上植入小型、稳定的LED尤为重要。”

早在今年5月,研究人员就成功开发出红色MicroLED,其表面积比之前的模型小近三倍。

因此,所缺少的只是蓝色,以实现自 2000 年代中期以来 LED 发展可能最重要的进步。

Zetian Mi透露,“我们的目标是下一步直接在硅片上实现集成,这对制造工艺来说将是一个巨大的进步。”

 

来源:93913
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