CINNO外媒資訊，AR（增強現(xiàn)實）智能眼鏡制造商Vuzix正在與PlesseySemiconductor和Jasper Display合作開發(fā)新的顯示設備應用于其AR智能眼鏡產品。

從技術發(fā)展路線看，Vizux在今年夏季會使用單色顯示設備，而在今年年底前會切換成全彩設備，這可能意味著Vizux可能會在2019年推出一款新的智能眼鏡產品。

根據技術開發(fā)人員的說法，作為光引擎的Micro-LED的尺寸大概只有競爭對手的一半。該Micro-LED顯示設備的亮度非常高，而且功耗也很低——這正是下一代AR顯示器所需要的屬性。

在2018年國際消費電子展（CES）上，我們有機會看到了一款單色的早期原型產品，它是以Micro-LED顯示屏為顯示源的手持式光波導產品，其顯示圖像即使在白天也能清晰可見。

Plessey Semiconductor是一家總部位于英國的公司，該公司正使用硅基氮化鎵（GaN）技術制造單片Micro-LED微型顯示器。像Allos Semiconductor和Aledia一樣，Plessey也相信基于硅基板的產品工藝具有巨大的優(yōu)勢，特別是在尺寸、設備成熟度，規(guī)?；a和成本等方面?；谒{寶石的氮化鎵晶圓限于6英寸，而Plessey的硅基氮化鎵晶圓可以制造出10英寸的產品。

Plessey于2012年通過收購的方式，從劍橋大學獲得硅基氮化鎵技術，并于2013年在一系列細分市場中推出用于LED開發(fā)的6英寸晶圓。眾所周知，隨著晶圓尺寸的增加，混合晶圓有可能會因為應力不均而出現(xiàn)翹曲或“馬鈴薯芯片”問題。Plessey表示已經解決了這個問題，并透露其部分解決方案是采用平面LED的結構。

Plessey可以制作高效的小型設備

在SID 2018顯示周的一篇技術論文中，Keith Strickland表示，該公司已經制造出尺寸小至1微米的Micro-LED顯示器件。同時，他們在小至4微米的Micro-LED顯示器件設計中看到超過20％的外量子效率（EQE）。這很重要，因為隨著LED尺寸的減小，EQE也會急劇下降，對于這么小尺寸的Micro-LED顯示設備而言，EQE通常小到個位數(shù)字。（這可能是因為邊緣缺陷，包括法國LETI在內的眾多研究人員正在進行的大量研發(fā)工作以改善小尺寸Micro-LED器件的性能。）

為了制造Micro-LED，Plessey與Jasper Display合作。Jasper制造出LCOS微型顯示器已經有一段時間了，但近年來卻一直致力于將其背板技術用作其他應用的平臺，其中之一便是Micro-LED顯示器。

在用于LCOS微型顯示器的背板基礎上，Jasper稍微作了設計修改，從而可以為Micro-LED顯示器件提供電流驅動。這些修改包括在頂部增加更多金屬以應對高達2安培的驅動電流，而單個像素則可以支持從0.2μA到1.0μA的電流驅動。該驅動背板可以在常規(guī)CMOS代工廠中以常規(guī)方式制造。

在這之后，Plessey負責在其硅基GaN晶圓上制備Micro-LED。Strickland說，與藍寶石相比，使用硅基板不僅可以實現(xiàn)更大尺寸和低成本生產，還可以極大地改善Micro-LED顯示器的特性。

他將硅基氮化鎵技術的主要優(yōu)勢描述如下：

更好的散熱性能（更低的LED工作溫度=更高的可靠性）；

聚焦的發(fā)光表面；

均勻度；

例如，你知道硅的導熱率比藍寶石好6倍嗎？（硅的導熱率= 149W /（m·K），而藍寶石的導熱率= 27W /（m·K））。

如下圖示數(shù)據就波長均勻性對比了Plessey的硅基GaN晶圓和藍寶石GaN晶圓的標準偏差。實際上，這種一致性高度依賴于設備和加工工藝，所以這樣的對比可能意義不大。第二張圖展示了多個混合晶圓的低彎曲數(shù)據。

聚焦的光線來自帶鏡子的平面結構

如上左圖為普通基于藍寶石基板的GaN Micro-LED，而右圖為Plessey的基于硅基板的GaN Micro-LED，它沿著有源區(qū)域上的鏡面層，將Micro-LED設計成上表面具有N和P接觸的平面結構。在制作完Micro-LED后，工藝設備會將該混合晶片翻轉并與CMOS背板對位，從而形成具有夾在兩個硅晶片之間的Micro-LED和有源矩陣的三明治結構。為了制成最終的Micro-LED產品，最后一步還要從硅基GaN側去除硅晶片以露出最終發(fā)光顯示的Micro-LED。

這些制程并不簡單。在對位兩個不透明的硅晶片、接觸材料設計選擇、平面性保證和硅晶片去除等方面仍然存在很多急需克服的問題，而且所有這些工藝過程都必須在高收益和高效率的前提下完成。

為了支持Vuzix的研發(fā)計劃，Plessey計劃使用Jasper的SP70驅動背板，該背板大小0.7英寸，具有1920 x 1080像素，像素點間距8微米，支持60 fps的幀頻。最終單色（藍色）版本Micro-LED顯示器會在今年夏天交付。

為了達到全彩色，Plessey計劃在同一顯示器上以8微米的間距沉積紅色和綠色量子點形成RGGB Pattern，當然，對應藍色子像素的部分沒有量子點沉積。關于這個方案，目前Plessey還沒有披露合作伙伴和工藝方面的詳細信息。這是一個正在發(fā)展的領域，Plessey最終想做出一個960 x 540分辨率的全彩顯示屏，產品預計將于2018年年底推出。

第二代Micro-LED顯示器計劃于2019年6月發(fā)布。這個1英寸的顯示設備將具有1920 x 1080分辨率，60 fps幀頻和11.5微米的全彩色像素間距。Plessey表示，第二代Micro-LED顯示器（子像素間距為5.8微米）的架構將是三元組（Triadarrangement）方式的，因此它可能會使用子像素渲染技術。DeepSky也在嘗試使用三元組Micro-LED架構結合子像素渲染技術的方案來提高最終的顯示分辨率。