
GaN micro-LED微顯示芯片(左)和其探針臺測試(右)
最近,江蘇中創芯片科技有限公司的技術團隊在氮化鎵micro-LED微顯示芯片的設計和制造領域取得重大突破,首次展示了CMOS驅動的高亮度、低功耗綠色micro-LED主動顯示微顯示芯片,分辨率達到1000 ppi,中程亮度達到50000 cd/m2,超過OLED微顯示屏十倍以上,而其動態功耗只有30 - 500mW, 展現了micro-LED微顯示技術在戶外強光背景或超亮視場條件下提供高清晰畫面的巨大應用潛力, 據筆者所知,這在我國業內尚屬首次報道。

江蘇中創芯片科技有限公司 logo微顯示畫面
微顯示技術最早出現在軍事領域,其原形是飛行員的頭載顯示器,該技術將高分辨率顯示屏縮小到厘米或毫米尺寸,植入飛行員頭盔,結合光學成像系統,將飛行駕駛的相關參數、導航信息以及武器瞄準和制導數據通過虛擬成像的方式,實時、清晰地疊加到飛行員的視場里,對飛行員的駕駛、火控等起到了非常重要的輔助作用。近年來,各種可穿戴產品的崛起為微顯示設備提供了更加廣闊的應用空間,以硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCOS) 和OLED microdisplay 為核心的微型顯示芯片正大量應用于智能手表、智能手環、虛擬現實頭盔、以及增強現實智能眼鏡等可穿戴設備里,為大數據和云計算時代的個人信息交互提供了一個實時、可靠、高速、大容量和高度便攜式的視頻窗口。

人類登月照片在微顯示器的成像畫面
隨著氮化鎵半導體LED芯片技術和生產工藝的日益進步,超高亮度外延片和芯片生產、封裝關鍵技術的不斷突破,其成本也不斷降低,基于micro-LED像素的LED微顯芯片以其遠超LCOS和OLED的卓越性能,成為LCOS和OLED 之外的另一個更具技術競爭力和發展前途的微顯示技術。據江蘇中創介紹,其生產的LED微顯示芯片是在一個芯片上集成高密度微小尺寸(5-30um)的超高亮度氮化鎵LED二維陣列,并采用硅基CMOS電路對其進行主動驅動的顯示技術,每一個像素可定址、單獨驅動點亮,可以近似地看成是戶外大型LED陣列顯示屏的高度微縮版,將像素尺寸和間距從厘米或毫米降低千倍,達到微米量級。早在2014年,蘋果(Apple)公司收購專業從事低功耗micro-LED技術研發的LuxVue公司,即開始布局micro-LED相關技術,但是尚未有產品發布,近期有媒體報道蘋果將于2017年率先為iWatch配置micro-LED顯示屏。隨著應用市場的日益成熟, micro-LED微顯示技術在歐美、日本和臺灣都得到了廣泛的重視,進入了緊張的工業開發競爭階段。

阿爾伯特·愛因斯坦照片(左)和張國榮劇照(右)在微顯示器成像畫面
江蘇中創對其生產的氮化鎵 LED微顯示芯片初步測試的結果表明,該micro-LED微顯屏的靜態對比度超過100000:1,擁有8 bit的顯示灰階,工作溫度范圍超過150K (-60 C - 90 C),顯著優于LCOS和OLED技術。目前,公司的技術團隊正在和上海理工大學,美國Penn State University 合作,對芯片性能進行進一步測試。 江蘇中創芯片公司氮化鎵micro-LED綠色微顯芯片的成功研發,標志著我國微顯示芯片技術的高速發展和日趨成熟,也將進一步推動微顯示器件在各種行業和消費類電子產品 中的廣泛應用。

OLED microdisplay(左圖)與GaN micro-LED microdisplay(右圖)的顯示效果對比
位于中國長三角南通市的江蘇中創芯片科技有限公司,是一家專注于高性能微顯示芯片技術研發及產業化的科技公司,其團隊以海外著名大學光電專業教授和我國半導體LED產業運營專家為代表的業內資深人士領銜,多位中科院和工程院院士擔任公司技術顧問,匯聚了一批在相關專業領域具有國內外著名高校博士、博士后和碩士學歷的技術骨干,形成了一支專業專注、年富力強、高產高效和具備世界頂尖技術能力的核心團隊,致力于在中國發展具備自主知識產權的微型顯示芯片技術,力爭在這一歐美各國相關科研機構和業內公司紛紛看好,不惜投入巨資的新興領域保持領先優勢,持續發出中國聲音,不斷提高中國創新的亮度。江蘇中創高性能氮化鎵微顯示芯片的研發成功,將為新一代可穿戴電子設備提供其不可或缺的核心技術,同時也將在以軍工為代表的應用領域迎來廣闊的發展空間,進一步提升這些行業相關設備的工作性能,帶來更好的應用體驗。