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平板显示器行业的主要设备供应商应用材料公司 (Applied) 计划在本周的 DSCC AR/VR 活动中发表关于光学发展的演讲。
今天重点介绍 Applied 新的 microLED 制造方法。
该公司研究了制造 microLED 的一系列方法，但它看到了每种方法的缺点。
- 纳米压印比较好，但需要非常精确的掺杂才能在纳米线中产生不同颜色的光。Applied认为尽管可溶，但它仍然是一个困难的科学项目。
- RGB LEDs 的质量传输。这是可行的，但该公司估计在处理失效像素和其他缺陷时会遇到严重问题。
- 带颜色转换的蓝色 LED（更短）
因此，在研究了这些问题后，该公司选择使用 UV LED。造成这种情况的关键原因之一是它也选择采用量子点进行颜色转换。众所周知，LED很难制作出一致的颜色，而且颜色也会因驱动电流和温度等其他因素而异。另一方面，量子点 产生具有一致波长的非常纯的颜色。使用量子点制作显示器的正常方法是使用带有红色和绿色量子点的蓝色 LED进行颜色转换。这样做的挑战在于，并非所有蓝光都被吸收，一些蓝光会通过红色和绿色像素泄漏，从而稀释了颜色的纯度（这是迄今为止未能在 LCD 中开发量子点滤光片的一个因素）。蓝光还会导致人类视力问题。
出于这个原因，Applied公司选择使用 UV LED 以及通过量子点进行红、绿、蓝颜色转换。它发现 385nm UV LED 的 EQE 几乎和蓝光一样好，但它在不同电流下非常稳定（见上图） 现在，据我（或 Applied）所知，目前还没有市售的蓝光量子点材料，但是该公司能够确定蓝色量子点的无镉材料来源。它发现它可以很好地吸收所有三种颜色的紫外线，因此这是一个巨大的挑战。
一个挑战下来，更多的挑战
然而，制作像素和塑造材料也存在挑战。当然，Applied 公司对制造类似半导体的结构非常了解，并且有一个非常好的主意。首先，该公司将每个像素设计为由四个子像素组成。它们中的每一个都设计有“墙”，以包含 UV LED 上方的量子点。制造意味着将量子点材料打印到每个“桶”中，然后向每个子像素下方的 UV LED 施加高电流，从而“固化”量子点使其固化。使用压印机避免了许多步骤，并且具有以下优点：如果一种颜色的一些量子点材料进入错误的子像素，其中大部分将不会固化，并且会在每个沉积步骤后通过清洗去除。此外，制造后，应用材料可以扫描子像素，如果一个特别弱，它可以使用第四个子像素来选择要沉积的颜色来解决问题。。
现在，压印技术长期以来一直被吹捧为显示材料沉积的突破性技术，尤其是对于 OLED 而言，但一直无法与光刻技术相媲美。Applied公司已经制造了高达400ppi左右的显示屏，但正在压印技术验证高达1600 ppi 的 RGB 颜色设计。
目前的显示器(尤其AR)亮度很低，只有1000 cd/m²，但据说这只是用于显示器的背板的局限性，并不是根本问题。亮度至少可以与其他微led微显示器相同。
一旦像素有了转换层，其他的过程，如在容器壁上添加涂层或在顶部添加一个微透镜，可以用来提高出来的光的准直度，这对于将光线耦合到光学系统中是很重要的(因为最初的应用是在AR和VR头盔中，它们将有光学系统将图像传递到眼睛中)。
Applied 是一家设备制造商，因此它不打算自己制造显示器，而是开发设备并将其技术和专有技术授权给他人。到 2023 年底，该技术可能应用到显示器厂商。
