Esther | 編輯
微顯示技術商Porotech，在CES 2023期間展示了最新的MicroLED顯示模組。近期，AR/VR光學領域的知名博主Karl Guttag深度分析了該公司的微顯示技術，並指出Porotech帶來了他見過最有趣的MicroLED技術。
Guttag表示：Porotech是本屆CES上給我留下最深印象的公司，我曾在6個月前體驗過其技術，而現在該公司在微顯示技術上又取得了重大進展，有效性也進一步得到驗證。
近年來，市面上出現了越來越多的MicroLED顯示方案，比如JBD，其曾向Vuzix提供淡綠色MicroLED模組。Guttag指出，彩色MicroLED是未來的發展方向，但JBD在全彩色MicroLED的技術路徑尚不清晰，僅展示過一些還不成熟的彩色顯示技術。比如在2021年時，JBD曾與WaveOptics合作，展示了一種彩色3D AR方案，但Guttag認為該方案效果不理想。此外，TCL也在CES 2023上展示了基於JBD彩色3D方案的AR眼鏡，不過據稱圖像質量有待提升。
關於Porotech
Porotech的技術特點是採用單個發射器顯示所有顏色，宣稱可提高RGB MicroLED的產量和可靠性。Guttag表示：Porotech的MicroLED技術還不成熟，需要複雜的驅動來實現場序色彩變化，儘管如此它依然展示了領先行業的顯示技術，並且足夠有效。
據了解，Porotech一直在開發高性能、高效率的單色MicroLED，並利用單二極體/發射器來實現多色彩顯示。
對比6個月前，Porotech獲得的最大進展是提升了紅色的效率。紅色是MicroLED的GaN工藝中最難製造的可見光，而Porotech的多孔GaN工藝可製造出高效的紅色和綠色。
細節方面，其 MicroLED的外部量子效率（EQE）分別為：藍色70%、綠色50%、紅色15% ，相比於市面上其他技術，其效率已經相當高。我們知道，EQE是從材料中產生的光子的效率，並非功率轉換效率（WPE）。據Porotech指出，其MicroLED的WPE值不會比EQE低很多，但具體數值還不能公開。
在CES 2023期間，Guttag對該公司的技術進行實測， 發現其MicroLED方案的藍色亮度達到70萬尼特，綠色亮度300萬尼特，而紅色則達到70萬尼特 。他使用相機手持拍攝了微距照片，從中可以明顯看出紅、綠、藍之間的亮度差距。而這種差異可能源自粘合問題，或是LED之間的差異。
值得注意的是，在顯色白色時，螢幕需要68%綠色、28%紅色和4%藍色，因此對紅色亮度的要求比藍色更高。
基於單晶片方案
Porotech貌似是唯一一家採用單晶片LED的MicroLED廠商，其擁有一種名為DynamicPixelTuning（DPT）的MicroLED工藝，特點是通過單晶片，來產生所有的可見光和不可見光。相比之下，傳統的MicroLED採用三個晶片，分別產生紅、綠和藍色，它們通常採用並排或堆疊的結構。而Porotech不需要三管陣列，只需要一個LED就可以根據電流水平改變顏色，以及根據電流驅動時間來控制亮度。
單晶片MicroLED的優勢如下：
◎ 發光區域來自單個晶片，因此有更好的光耦合效率（降低光學擴展量）；
◎ 更小尺寸的像素；
◎ 只需兩個觸點即可實現RGB顯示；
◎ 二極體數量是傳統方案的三分之一。
缺點：
◎ 驅動更複雜；
◎ LED依賴於對電流和脈衝寬度的同時控制，相比之下，傳統三管MicroLED單獨控制電流，或脈衝寬度來控制亮度；
◎ 這意味著Porotech的矽基驅動面板更難開發。
也就是說，現在Porotech還沒有能驅動MicroLED的矽背板，因此正在嘗試將複雜的驅動問題轉移到更容易解決的領域。
另外，現在還不能確定DPT方案顯示的單色，能否和單色LED一樣高效或一樣明亮。Porotech稱，其正在著手完善DPT的單色效率和亮度，現階段其效率已經達到兩位數水平（至少10%）。
在CES活動中，該公司展示了通過時間排列RGB三色來生成白色等其他顏色的效果。
Porotech改裝了一個1280x720解析度的LCoS背板，來模擬單發射器切換RGB色彩的效果。
像素位移MicroLED
當我們討論MicroLED的均勻性和顏色問題時，卻很少討論像素位移（或次像素位移）。MicroLED的響應速度極快（通常達納米級），因此比其他顯示技術的像素位移更快。實際上，像素位移已經應用於數位相機、前置投影儀，可用於提升解析度。在MicroLED螢幕中，像素位移主要有以下幾種用途：
◎ 將多顆LED移動到同一位置，讓螢幕亮度更均勻，並校正不亮的像素，從而提升良率；
◎ 將紅、綠、藍三色次像素集中在相同位置，來實現RGB顯示；這種方式可減少像素/面板的尺寸，從而繞過由較大的空間顏色像素引起的光學擴展量問題；
◎ 可用來提高解析度，原理類似相機；通常，MicroLED發光區域比像素間距小得多，因此像素響應過程可能沒有重疊，可以發揮完整的解析度優勢，但是最大亮度會有所犧牲。
值得注意的是，DPT可變的空間彩色雖然在產量、效率和亮度方面有優勢，但通過控制電流改變像素顏色很複雜，比通過背板控制時序空間像素更難。儘管如此，Guttag還是認為從長遠來看，沒有次像素位移的光機並不適用於AR。
結論
整體來講，Porotech擁有市面上最高效的單紅、單綠、單藍色GaN技術，並有潛力實現RGB MicroLED（通過DPT工藝）。該公司致力於成為LED技術供應商，未來除了應用於AR/VR領域，其技術還可以用於微顯示器、手錶、手機、大型顯示器等場景。
雖然該公司在MicroLED製造工藝上取得快速進展，但還沒有可直接生產的產品，仍需提升設備良率和均勻性，此外還需要LED巨量轉移工藝。
Guttag認為，MicroLED技術在過去6年進展緩慢，尤其是RGB顯示方面，而Porotech卻給他留下了很深的印象，讓他重新燃起了對MicroLED的希望。
參考：
https://kguttag.com/2023/01/16/ces-2023-part-2-porotech-the-most-advanced-microled-technology/
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