MicroLED全彩化技术复杂:全彩MicroLED量产难度和成本较高,应用产品较少,据LEDinside统计,2023年有9款Micro LED
AR眼镜发布/上市(2022年仅3款),其中6款是单色MicroLED。当前MicroLED全彩化技术主要分为三类:合色技术、量子点技术和单片堆叠技术。
一、合色技术:目前AR领域全彩MicroLED已量产的技术是合色技术,1)X-Cube合色(棱镜合色):R、G、B三个单色面板分别固定在X-cube(棱镜)三个面,三色通过X-cube合色后通过第四个面发出,并由一组微透镜准直和投射,X-cube方案模组体积小于1.4cc。2)光波导合色:使用R、G、B三个独立单色光机进行合色,一般搭配多层光波导/多个波导耦入口实现合色。
二、 量子点技术:通过UV/蓝光LED发光激发量子点或荧光粉材料实现色彩转换,由于荧光粉粒径较大,一般采用量子点,量子点被激发后易于调控出射光的发射波长,可以发出RGB三色光,通过色彩配比实现全彩化。由于量子点具有较窄的半峰宽和较宽的吸收光谱,且发光效率很高,因此显示的色彩纯度和饱和度较高。目前量子化技术实际应用的挑战主要在于材料稳定性差、寿命短、颜色均匀性不佳等问题。
三、单片堆叠技术:单片式全彩MicroLED具备更广泛的应用价值,视场角更大、光机体积更小,简化了AR眼镜系统级集成,减少了光学损耗,可实现更高的波导准直效率。1)2023年2月MIT团队使用二维材料层转移开发出全彩垂直堆叠MicroLED,阵列密度达5100PPI,尺寸仅4μm,堆叠结构高度9μm;2)23年8月JBD发布全球首款0.22英寸2K分辨率单片全彩垂直堆叠MicroLED原型Phoenix,Phoenix原型叠层总厚度小于5μm,可最大限度地减少腔体内的吸收损耗,加上原生外延材料能够发出高通量密度的光,最终可实现高达100万尼特亮度,此外,全原生色彩方案能够实现窄的半峰全宽FWHM光谱,色彩质量和纯度更高,该原型计划于 25 年批量生产。