圖2.封裝好的紅色，綠色和藍色有源矩陣microLED微顯示器。

這些首批的單色紅色，綠色和藍色微顯示器制備成了VGA格式，具有640像素×480像素的標準清晰度顯示分辨率。綠色和藍色microLED采用InGaN/GaN基材料制成，而AlInGaP/GaAs基材料則用于紅色microLED。所有這些LED都具有圓形幾何形狀，直徑僅為6μm，且它們形成20μm像素間距的微顯示器，這對應于每英寸1,270像素的分辨率。在每個像素20μA的峰值電流情況下，該顯示器中的綠色LED的亮度可超過5×105尼特，這是現有基于OLED的自發光微顯示器的500倍以上。

為了構建全彩色微顯示器，我們可以將三個單色microLED微顯示器與外部光學器件組合，例如交叉雙色（X-cube）棱鏡。雖然這種選擇似乎會導致整個顯示器的尺寸和體積增加，但情況不一定如此，因為我們的技術能夠實現非常小的microLED微顯示器。

除了我們目前首先進行的這種方法，我們正在考慮使用多次外延轉移工藝，這樣就能夠在同一驅動IC基板上的不同層中，形成不同顏色的microLED陣列。如果我們要實現這種方式，我們期望使用比我們的單色顯示器更大的像素間距，因為具有不同顏色的microLED陣列的像素將必須彼此相鄰地排列。另一個潛在的缺點是亮度會降低，因為光可能被這種結構所阻擋。

圖3.有源矩陣microLED微顯示器上的20μm間距像素陣列。

為了將我們的核心技術單色微顯示器商業化，我們正在尋求分布式的制造策略。我們從傳統的LED芯片制造商那里購買我們制造microLED用的LED外延片。只要在外延晶圓與背板晶圓結合后可以成功地去除襯底，就可以使用具有不同襯底的外延晶圓來制造我們的顯示器。在大多數情況下，這可以通過對制造工藝進行微小的改變就可以實現。

對于背板，我們將驅動器IC的設計外包給在該領域具有豐富專業知識的公司，而驅動器IC背板晶圓的批量流片則通過代工廠服務在標準的8英寸CMOS線上進行。我們使用4英寸LED外延片進行演示。為了適應它們的尺寸，我們將8英寸CMOS IC晶圓切割為4英寸，以便進行后續器件工藝。這部分生產工藝是在我們的一個戰略合作伙伴所運營的試驗工廠中完成的（見圖4）。請注意，通過切換到更大的LED外延片，可以輕松地將生產擴展到大于4英寸直徑上。

圖4. 采用JBD單片混合集成技術制造的4英寸有源矩陣microLED微顯示芯片的晶圓。

我們制造工藝的一個主要好處是其高度的靈活性。我們可以根據外延片可用性，IC設計能力以及CMOS代工廠所提供服務，來進行選擇。最終，通過外包，我們降低了資本投資相關的成本。

繼2016年底我們在microLED上的初步成功之后，我們在兩個關鍵領域取得了進一步的進展：亮度和分辨率。兩個方面的成功分別提高了我們的技術在投影儀和增強現實方面的競爭實力。

microLED微顯示器的重要市場機會之一是各種形式的投影儀，包括便攜式投影儀和背投電視機。對于這些應用，微顯示面板的高亮度是至關重要的。對于microLED微顯示器，要滿足這一要求非常有挑戰性，并且障礙來自多種因素，包括LED外延質量，microLED像素的特定器件結構以及制造工藝。

憑借我們在半導體行業的深厚研發經驗，我們已經進行了廣泛的工作，考慮了諸如器件結構的改進，制造工藝的優化以及高亮度LED外延片的選擇。這些勞動的成果包括減少了載流子泄漏和microLED的光損失，以及它們的光提取效率優化。得到的這些器件亮度更高，效率更高，并且使我們的微型顯示器上綠色LED的亮度增加到超過106尼特，這是在與初始演示時相同的驅動器背板上制造的。對于紅色，綠色和藍色microLED陣列，外部量子效率分別為9％，12％和18％。

與此同時，我們仔細研究了microLED的空間發光特性，研究是否有可能提高投影應用的亮度。許多形式的LED具有固有的大發散角，這會使投影系統的光學效率降低。對于許多microLED，這種低效率的根本原因是從器件發出的大部分光，都位于投影系統的接收角之外，所以就被浪費了。然而，采用我們的新技術，我們克服了這些問題。這是因為我們的技術并沒有覆蓋microLED陣列的生長襯底。相反，微光學陣列加到了microLED陣列的頂部，用來減少發光的發散和增強光的投影效率。

使用這種方法，我們已經制造出了具有微反射器和微透鏡陣列的微顯示器。這些改進使法線方向的亮度增加了六倍，推動綠光亮度超過3×106尼特（見圖5）。