在显示技术领域,Micro
LED 一直被视为极具潜力的下一代显示技术,但过去约十年间,行业始终处于显示器革命的边缘,却未能实现重大突破。目前,市场上一款的基于 MicroLED 的显示器是三星 MS1A 110 英寸电视,然而其高达 15 万美元的零售价,使得即便对于资金充裕且热衷家庭娱乐的消费者而言,也缺乏足够的吸引力,难以实现大规模市场普及。
众多业内人士认为,MicroLED 显示器大规模生产面临的障碍在于转移技术,即如何将大量微型器件从加工后的外延片转移到背板上。虽然对于超小型显示器而言,可通过将硅基氮化镓 (GaN - on - Si) 外延片上形成的 MicroLED 阵列键合到驱动发射器的 CMOS 背板上来生产,但对于手表、
智能手机、电视和户外屏幕等显示器制造,转移工艺不可或缺。
传统的 MicroLED 转移方法,如大规模并行技术(使用弹性印章拾取大量微型发射器并放置在背板上),存在产量不足的问题。尽管乍看之下,这些传统技术实现的良率数字颇为可观,但实际上无法满足大规模生产的需求。Q - Pixel 执行官 JC Chen 指出,传统转移技术常见良率为 99.99%,然而在 MicroLED 行业,这远远不够。制造一台超高清电视需要转移 2400 万个芯片,若良率为 “四个九”,每传输一百万个像素通常会出现约 100 个 “坏点”,而 “坏点” 数量过多难以修复。相比之下,当今的 OLED 和 LCD 屏幕缺陷率极低,消费者难以接受 MicroLED 屏幕存在大量 “坏点”,即便其具有卓越亮度和更低功耗的优势。
Q - Pixel 公司研发的新型转移技术 Q - Transfer 成功突破了这一产量相关障碍,据称其产量超过 99.9995%。JC Chen 及其团队利用该技术制作了像素间距为 10 微米的彩色显示器原型,像素间距足够近,可提供每英寸超过 500 像素的密度,不仅证明了 Q - Transfer 的生产能力,还实现了零像素缺失。虽然 JC Chen 对 Q - Transfer 技术细节守口如瓶,但表示该技术与大多数传输技术兼容,无需进行太多修改。
Q - Pixel 展示的原型面板,采用 10 ?m 可调多色 MicroLED 来生产像素密度超过每英寸 500 像素的显示器,无像素缺失,良率超过 99.9995%。
Q - Transfer 技术的起源可追溯到新冠疫情时期,当时公司活动受限,团队得以专注思考挑战性问题并提出新颖想法。初他们在小型显示器上进行尝试,取得了令人鼓舞的结果。如今,Q - Pixel 已能展示该技术生产小型手表
显示屏的能力,这意味着该技术已具备产业应用条件,涉及技术授权及与 Q - Pixel 合作进行技术转移。此外,在吞吐量方面,当 Q - Transfer 应用于现有转移方法时,速度几乎相同甚至更快,这在决定制造成本方面具有重要意义。
除了 Q - Transfer 技术,Q - Pixel 的另一项关键技术是基于 GaN 的可调色温 MicroLED。该设备的发射波长由驱动条件决定,但对于所有 GaN 基 LED 而言,都存在红光效率相关问题。增加量子阱中的铟含量以达到红光光谱范围时,会增加应变,导致晶体质量和发射效率下降。JC Chen 认为,对于室内应用,Q - Pixel 可调色温 MicroLED 的效率已足够,但对于户外应用,由于缺乏数据,情况尚不明朗。不过,MicroLED 在
户外显示屏领域具有明显优势,它不会因暴露于紫外线而受损,也不会烧坏。