京東方改進型Micro-LED顯示產品揭秘

文章轉載自：UDExpo國際顯示博覽會

根據產業調查公司Yole Développement針對Micro LED(μLED)的報告指出，Micro LED的專利申請件數激增，截至2019年底，已有350多個不同廠商與研究單位提出近5500項Micro LED技術專利，其中有大約40%的專利申請在2019年提出。 

光電協進會指出，Micro LED可以在顯示器和其他成像應用中做為單一像素的發光二極體。在高解析度的平面顯示技術中，Micro LED具有比傳統LCD/OLED更寬的色域、更高的亮度、更好的電源效率，以及更高的對比度。不僅如此，它們也可用于輕巧型、高解析度，以及亮度需求高的其他應用領域。

Yole認為，顯示器制造商積極投入研發加速了近期專利申請的成長，其中中國京東方的申請件數位居榜首，僅在2019年就出現近150個新專利家族，但其他競爭對手包括、友達、三星，以及其他公司也積極研發，力求維持競爭優勢。Yole指出這是大多數以顯示為導向的公司，最初都不愿使用Micro LED，但在此之后，由于Micro LED在高階顯示市場表現出與眾不同的潛力，因此使得他們不得不加快腳步。

在Yole的報告中還強調了中國廠商在Micro LED專利競賽中有長足的進步，該公司指出，這部分反映了中國現在掌握全球將近一半的顯示產能。該公司認為許多中國Micro LED專利并非毫無問題，但是其中許多專利所表現出來的創新，可以顯示出中國增加競爭力的企圖。

從專利申請案的技術領域還可以提供了一個有趣的現象，可以了解當前的光電市場以及未來的發展方向。Yole在此領域追蹤的專利家族中，近四分之一跟傳輸與互連技術有關，這反映出Micro LED仍需解決一些基本的制造問題，以實現其市場潛力。

相較于現有的LCD顯示技術，Micro-LED具有發光效率好、功耗低，響應快的特點，由于采用紅綠藍三色LED芯片方案，因此面臨著將數以千計的LED芯片搬到驅動背板上并實現發光的難題。為此，現有研發工作者提出藍光Micro-LED，僅僅需要巨量轉移一次，并降低生產成本和難度。然而LED點亮時產生的熱量會使得發光效率衰減，從而容易導致器件失效，影響其壽命。

為此，京東方于2020年4月29日提出一項名為“一種顯示裝置及顯示裝置的制作方法”的發明專利（申請號：202010358026.9），申請人為京東方科技集團股份有限公司。

圖1 顯示裝置截面圖

圖1是本發明專利提供的一種顯示裝置示意圖，其襯底基板100上依次設置了薄膜晶體管、鈍化層300、像素平坦層400和像素單元，每一個像素單元包括紅/綠/藍子像素，均由藍光MicroLED 521配合襯底基板的量子點層形成。與此前技術不同，此裝置還在像素單元的遮光區域設置溫度傳感器，用于檢測藍光Micro-LED521點亮時的溫度并實時反饋至像素驅動單元。如果檢測到的溫度超過了設定值，驅動單元調整LED的電流來降低其發熱量，保證LED的發光效率，從而提升顯示裝置的壽命。

為保證更好的散熱性能，需要在溫度傳感器周圍布置導熱性良好的導熱膠，并以陣列形式將其分布在綠色/紅色量子點層和散射離子層之間的像素區域中，并設置為長方形或者橢圓形結構。

圖2 襯底基板形成薄膜晶體管結構圖

參考圖1和圖2，本發明專利提出了顯示裝置的制作方法。首先在襯底基板100沉積緩沖層210，并制作有源層220實現圖形化，制作柵極絕緣層230、柵極金屬240、層間介質層250、第1源漏極1500層，完成薄膜晶體管的制作。然后制作PN結610，沉積鈍化層300，并通過巨量轉移工藝將藍光Micro-LED521轉移到像素平坦層400上面，并設置導熱膠。緊接著在藍光Micro-LED521背離襯底基板100的一側和在量子點激發層的上方，制作第1/2薄膜封裝層，然后利用光刻工藝進行圖案化。最后在綠/紅色量子點上分別制作綠/紅色彩膜層，以及保護層，將帶光學膠的覆蓋層帖附在保護層上，形成完整的屏結構。

簡而言之，京東方的這項Micro-LED的顯示裝置專利，結合藍光Micro-LED和量子點層形成紅綠藍像素單元，并在遮光區域內加入溫度傳感器，檢測LED點亮溫度形成負反饋，進而大幅提升顯示裝置的壽命。

目前在未來技術的發展趨勢上，Micro-LED等新型顯示技術正在逐步成為主流，它可以將現有產品柔性化，提供更高品質的生活。為此，京東方公司一直致力于Micro-LED的技術創新，那未來這一技術到底會如何徹底影響生活呢？就讓我們拭目以待。