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京东方改进型MicroLED显示产品揭秘

MicroLED.cn 技术文章 2020-12-16 14:47:42 22560 0 | 文章出自:Yole、嘉德知识产权

根据产业调查公司Yole Développement针对Micro LED(µLED)的报告指出,Micro LED的专利申请件数激增,截至2019年底,已有350多个不同厂商与研究单位提出近5500项Micro LED技术专利,其中有大约40%的专利申请在2019年提出。

光电协进会指出,Micro LED可以在显示器和其他成像应用中做为单一像素的发光二极体。在高解析度的平面显示技术中,Micro LED具有比传统LCD/OLED更宽的色域、更高的亮度、更好的电源效率,以及更高的对比度。不仅如此,它们也可用于轻巧型、高解析度,以及亮度需求高的其他应用领域。

Yole认为,显示器制造商积极投入研发加速了近期专利申请的成长,其中中国京东方的申请件数位居榜首,仅在2019年就出现近150个新专利家族,但其他竞争对手包括、友达、三星,以及其他公司也积极研发,力求维持竞争优势。Yole指出这是大多数以显示为导向的公司,最初都不愿使用Micro LED,但在此之后,由于Micro LED在高阶显示市场表现出与众不同的潜力,因此使得他们不得不加快脚步。

在Yole的报告中还强调了中国厂商在Micro LED专利竞赛中有长足的进步,该公司指出,这部分反映了中国现在掌握全球将近一半的显示产能。该公司认为许多中国Micro LED专利并非毫无问题,但是其中许多专利所表现出来的创新,可以显示出中国增加竞争力的企图。

从专利申请案的技术领域还可以提供了一个有趣的现象,可以了解当前的光电市场以及未来的发展方向。Yole在此领域追踪的专利家族中,近四分之一跟传输与互连技术有关,这反映出Micro LED仍需解决一些基本的制造问题,以实现其市场潜力。

相较于现有的LCD显示技术,Micro-LED具有发光效率好、功耗低,响应快的特点,由于采用红绿蓝三色LED芯片方案,因此面临着将数以千计的LED芯片搬到驱动背板上并实现发光的难题。为此,现有研发工作者提出蓝光Micro-LED,仅仅需要巨量转移一次,并降低生产成本和难度。然而LED点亮时产生的热量会使得发光效率衰减,从而容易导致器件失效,影响其寿命。

为此,京东方于2020年4月29日提出一项名为“一种显示装置及显示装置的制作方法”的发明专利(申请号:202010358026.9),申请人为京东方科技集团股份有限公司。

京东方改进型MicroLED显示产品揭秘  第1张

图1 显示装置截面图

图1是本发明专利提供的一种显示装置示意图,其衬底基板100上依次设置了薄膜晶体管、钝化层300、像素平坦层400和像素单元,每一个像素单元包括红/绿/蓝子像素,均由蓝光MicroLED 521配合衬底基板的量子点层形成。与此前技术不同,此装置还在像素单元的遮光区域设置温度传感器,用于检测蓝光Micro-LED521点亮时的温度并实时反馈至像素驱动单元。如果检测到的温度超过了设定值,驱动单元调整LED的电流来降低其发热量,保证LED的发光效率,从而提升显示装置的寿命。

为保证更好的散热性能,需要在温度传感器周围布置导热性良好的导热胶,并以阵列形式将其分布在绿色/红色量子点层和散射离子层之间的像素区域中,并设置为长方形或者椭圆形结构。

京东方改进型MicroLED显示产品揭秘  第2张

图2 衬底基板形成薄膜晶体管结构图

参考图1和图2,本发明专利提出了显示装置的制作方法。首先在衬底基板100沉积缓冲层210,并制作有源层220实现图形化,制作栅极绝缘层230、栅极金属240、层间介质层250、第一源漏极1500层,完成薄膜晶体管的制作。然后制作PN结610,沉积钝化层300,并通过巨量转移工艺将蓝光Micro-LED521转移到像素平坦层400上面,并设置导热胶。紧接着在蓝光Micro-LED521背离衬底基板100的一侧和在量子点激发层的上方,制作第一/二薄膜封装层,然后利用光刻工艺进行图案化。最后在绿/红色量子点上分别制作绿/红色彩膜层,以及保护层,将带光学胶的覆盖层帖附在保护层上,形成完整的屏结构。

简而言之,京东方的这项Micro-LED的显示装置专利,结合蓝光Micro-LED和量子点层形成红绿蓝像素单元,并在遮光区域内加入温度传感器,检测LED点亮温度形成负反馈,进而大幅提升显示装置的寿命。

目前在未来技术的发展趋势上,Micro-LED等新型显示技术正在逐步成为主流,它可以将现有产品柔性化,提供更高品质的生活。为此,京东方公司一直致力于Micro-LED的技术创新,那未来这一技术到底会如何彻底影响生活呢?就让我们拭目以待。


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