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Micro-LED顯示技術(shù)因有著高分辨率、高亮度、高對比度、寬色域等優(yōu)勢,備受人們關(guān)注,在AR、VR領(lǐng)域備受青睞。
目前,單色Micro-LED微顯示屏的亮度水平已突破百萬尼特級別,能夠滿足信息提示應(yīng)用場景對微顯示屏的亮度要求,然而單色顯示屏的應(yīng)用場景相對有限,體積小、功耗低、高亮度的單片全彩Micro-LED微顯示屏仍然是眾望所歸,彩色化技術(shù)是Micro-LED技術(shù)最終實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的一道重要關(guān)卡。
然而,其全彩化顯示存在較大挑戰(zhàn)。目前主流的RGB三色micro-LED全彩技術(shù),不僅存在巨量轉(zhuǎn)移次數(shù)多、成本高昂、驅(qū)動控制電路復(fù)雜、不同顏色光衰不同等問題,并且由于micro-LED尺寸減小,紅色LED的發(fā)光效率急劇下降。
因此,使用單色藍光micro-LED激發(fā)綠色和紅色熒光材料實現(xiàn)全彩化顯示可以規(guī)避前述問題,極具發(fā)展?jié)摿Α?/span>
2023年獲得諾貝爾獎的材料——膠體量子點,因具有發(fā)光半峰寬窄、顏色可調(diào)、效率高、粒徑小等優(yōu)異的性能,是配合藍光micro-LED的熒光材料的理想選擇。
與傳統(tǒng)方法相比,以量子點材料作為色轉(zhuǎn)換介質(zhì)能實現(xiàn)單片全彩的Micro-LED微顯示屏,在體積、功耗和成本控制上均具備顯著優(yōu)勢,同時能實現(xiàn)更高的光轉(zhuǎn)換效率與更寬的色域,是消費級AR眼鏡的不二選擇。
量子點色轉(zhuǎn)換層需要像素化才能與藍光micro-LED陣列配合,當(dāng)前實現(xiàn)量子點像素化的方案主要有兩種:噴墨打印和光刻。相較而言,光刻精度更高、獲得的量子點像素更小,更適合于高PPI的AR、VR應(yīng)用。
然而,當(dāng)前量子點光刻技術(shù)仍存在諸多挑戰(zhàn),包括發(fā)光效率低、像素精度不夠高、藍光轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差等問題。
近日,中國量子點材料廠商-廈門玻爾科技量子點研究團隊,研發(fā)出高性能量子點光刻膠(QDPR),其藍光轉(zhuǎn)換效率達到55%(綠色)和45%(紅色),光刻精度達到3um,整體各項性能指標(biāo)為行業(yè)領(lǐng)先水平。

圖1 量子點光刻膠的光學(xué)參數(shù)

圖2 量子點光刻膠的光刻像素精度

圖3 利用量子點光刻膠作為色轉(zhuǎn)換層的8寸單片集成Micro-LED晶圓(單色和全彩)
在10萬尼特亮度的藍光Micro-LED模組激發(fā)下,可轉(zhuǎn)化出13萬尼特的紅光和50萬尼特的綠光,整體的白光亮度高達68萬尼特,達到適配衍射波導(dǎo)光機的消費級AR眼鏡在戶外場景的全天候佩戴需求。