Micro LED助力AR眼镜迈向终极形态

 

一直以来Micro LED技术因其高亮度、广色域和低能耗等特点,加速着AR眼镜从B端下到C端渗透,如微型投影仪、数字化车灯、3D打印机、车载HUD(平视显示系统)等产品的升级。这是因为Micro LED芯片的单像素尺寸通常小于10μm,能够提供高于250万Nits的亮度,符合AR眼镜的入眼亮度指标‌。

 

目前,已有10余家AR眼镜厂商采用Micro LED光机作为其显像源头。可见带显示屏的AR眼镜已成为智能眼镜的终极形态,但其要实现规模量产还要依赖光学显示系统的成熟度与成本控制能力。

Micro LED助力AR眼镜迈向终极形态

▲LED光学显示系统  来源:网络

AR眼镜主流光学显示系统和光学方案
 

在光学显示系统:主要有LCOS、 OLED到Micro-LED三种路线。如韦尔股份推出的LCOS面板已适配多款AR眼镜;爱普生的BT-350采用自家的硅基OLED,Nreal眼镜采用的OLED;舜宇光学科技则率先实现单色及彩色Micro LED光机量产。

Micro LED助力AR眼镜迈向终极形态

▲AR眼镜  来源:网络

在光学方案:主要依赖于轻薄、高透光的光波导技术,根据路径分为反射式与衍射式。如2024年,Meta发布了首款分体式AR眼镜Orion,采用Micro LED+光波导的显示光学方案,视场角达到了70°,虽未面向消费市场,但该技术路径确为行业提供了参考;2025年,Rokid推出的Glasses系列整合通义千问大模型,通过衍射光波导技术实现虚拟界面叠加现实环境;另外,雷鸟、Ro­k­id等品牌的部分AR眼镜也搭载了Micro LED微显示器。

Micro LED助力AR眼镜迈向终极形态

▲LED光学显示系统  来源:网络

Micro LED技术在AR眼镜中的应用前景依然广阔,据TrendForce《2024近眼显示市场趋势与技术分析》报告,到2030年,AR装置市场规模有望达到2550万台,Micro LED的市场份额预计将增至44%。

 

Micro LED芯片主流封装工艺

 

相比较Micro LED是一种由微米级的LED芯片组成的显示技术,其制造包含八大工艺及两百多个小工序,主要工艺有外延片生长、键合与剥离,光刻、刻蚀、镀膜、电极制作、芯片切割、封装、测试与分选。LED封装方式主要有以下几种:

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▲LED封装类型  来源:网络

双列直插式封装(DIP),即Dual In-line Package,是将LED灯珠直接插入PCB板上,再通过焊接制作成显示屏模组;

表贴式封装(SMD/IMD SMD),即Surface Mounted Devices,采用表贴工艺,先将单颗LED芯片封装成灯珠,再将灯珠焊接在PCB板上,制成不同间距的LED模组;

阵列式集成封装(IMD),即Integrated Matrix Devices,一个封装结构中有四个基本像素结构,目前比较常见的是“4合1”的方式,是SMD分立器件向COB过度的中间产物;

板上芯片封装(COB),即Chip On Board,把发光芯片封装在PCB板上,采用倒装工艺,是多灯珠集成化的无支架封装技术;

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▲ MicroLED微显示芯片 来源:鸿石智能

玻璃上芯片封装(COG),即Chip On Glass,即把LED芯片直接贴装在玻璃基板(TFT、TGV)上,点间距可以达到0.1以下;

板上灌胶封装(GOB),即Glue On Board,采用新型光学导热纳米填充材料,通过特殊工艺对常规LED显示屏的PCB板及AMD灯珠进行封装及哑光双重表面光学处理;

芯片级封装技术(MIP Micro),即Mini/Micro LED in Package,将Mini/Micro LED芯片切割成单颗或多合一的小芯片,并通过一系列工艺步骤(如巨量转移、封装、切割、分光混光等),完成显示屏的制作。

 

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精密点胶/切割在AR/VR领域的应用

 

精密点胶和切割在AR/VR领域中起着至关重要的作用,如In背光技术中,需要超高精度、高稳定性的点胶设备来实现微小的LED芯片之间的精确点胶,以确保每颗发光芯片的光通量一致,从而提升显示效果以及产品的可靠性和寿命;在封装成品切割中,需要高速旋转砂轮结合光学检测系统,确保切割位置精度小于10μm,同时通过冷却系统减少热损伤和微裂纹

针对以上工艺需求,Tensun腾盛精密在新型显示领域,拥有着完善且成熟点胶和切割工艺解决方案,可根据客户产品需求定制:

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▲ VR镜片贴合方案  来源:TENSUN

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▲ 板级封装切割分选方案  来源:TENSUN

 

原文始发于微信公众号(腾盛精密):Micro LED助力AR眼镜迈向终极形态

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