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针对Micro LED,京东方计划...

2023-07-10 15:24
行家说Display
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行家说快讯:

今年,比这天气还要炙热的,莫过于Micro LED商业化的进度。 

行家说Display不完全统计,截止7月初,已有超过30家企业披露Micro LED方面的动态。而从这些最新Micro LED产品及信息上,可窥见Micro LED产业链的发展趋势,Micro LED应用正不断丰富化。

且在近期,Micro LED 方面又传来几则产品及技术进度:

■ 京东方宣称将要推出一款99寸4K Micro LED电视

■ 台大联手阳明交大在Micro LED全彩研究领域取得新进展

■ 南京大学在GaN基Micro LED研究领域取得新进展     

01

京东方称:将要推出一款99寸4K Micro LED电视

近期,京东方在BOE IPC·2023 MLED论坛上,向行业宣布将要推出一款99寸4K Micro LED电视

图源:京东方

据悉,这款99寸巨幕将搭载LTPS技术,采用无边框设计,真正实现无缝拼接,像素间距端达到P0.5毫米指标,为终端用户呈现极致显示效果。此产品以高精度半导体工艺为核心,以自主AM驱动为主,护眼不闪烁。还通过玻璃表面黑化处理,实现更高亮度,同时色偏与亮度问题可以有效解决,达成优质画质。

随着此款99寸4K Micro LED电视的问世,将意味着主打大尺寸液晶面板制造的行业巨头,正式加入Micro LED电视阵营,这对于Micro LED电视的接下来市场推广下沉将提供更多动力。

02

台大联手阳明交大在Micro LED全彩研究领域取得新进展

近日,台大联手阳明交大在Micro LED全彩研究领域取得新进展:即针对将颜色转换层次组合到微发光二极管矩阵上的问题,两方院校合作团队通过利用半导体制程结合特殊设计的光学反射层,来增强量子点颜色转换层的发光强度。同时也利用非同调反射与穿透(incoherent reflection and transmission)的光学理论,初步推导出对应的光学增强效应的模型。

详情如下:

据介绍由于对于显示器尺寸以及像素大小分辨率的要求,产业必须发展一个全彩的高效率的发光元件来作为像素。该技术在大面积户外发光二极管显示屏幕上可实现。但是一旦元件尺寸缩小到五微米以下,许多现存的组装技术便无法实行。

同时元件的外部量子效率(external quantum efficiency),因为上升的非辐射载子复合以及相对较多的边墙(sidewall) 面积,也会大幅下降[1, 2],造成整体模块的功耗大幅上升。要解决这个问题,必须从整体模块的架构,做根本的改变。         

针对以上问题,两大院校表示,其中的一个方法便是导入颜色转换层(color conversion layer)的概念。颜色转换层系利用高能量光子激发较低能量的可见光光子(通常是红色以及绿色),来达到全彩荧幕的效果。但是如何将颜色转换层次组合到微发光二极管矩阵上仍然是一个学术界研究的话题。

Fig. 1 高效率颜色转换层示意图。其中紫色层为外加光学反射层。左上方为传统DBR反射镜之反射率(虚线)以及经过重新设计并运用于本实验之光学反射镜(实线)之对照示意图[3]。

中国台湾大学林建中教授、吴忠帜教授及阳明交通大学郭浩中教授团队于近日发表利用半导体制程结合特殊设计的光学反射层,来增强量子点颜色转换层的发光强度。同时也利用非同调反射与穿透(incoherent reflection and transmission)的光学理论,初步推导出对应的光学增强效应的模型。

通过特殊设计的光学反射层,可以在激发光源的波长具备高反射率,而在量子点发光的波段将穿透率提高,以强化整体全彩的光源平衡[4]。与一般的分散式布拉格反射镜 (Distributed Bragg Reflector, DBR) 在高穿透率频段会有震荡的情形不同,本团队所展示的反射率频谱非常平坦,对于设计量子点发光的颜色转换层来说,是比较方便的 (如图一)。本次展示的结构非常适合作为日后缩小个别像素的大小的用途(如图二)。

因为团队采用了标准的半导体制程,以及光罩对准方法,在精确度以及准确度上都可以大幅的提升。同时在像素的结构中加入高密度的原子层沈积系统(Atomic layer deposition, ALD)的介质层,具备了保护量子点的功用,也可以解决颜色转换层在生命周期 (lifetime) 或可靠度 (reliability) 方面的顾虑。

最终团队展现了五微米大小像素的结果。在可靠度方面也验证了长达9000小时上架(on-shelf)储存时间(storage lifetime),而量子点的发光强度并未有明显的改变。另外在数值模型方面,该团队也展示了与不同反射率的光学层整合之后,不同的量子点发光强度之间的关系,并获得一致的成果。

目前该成果已经在IEEE Photonics Journal 期刊上发表。

Fig. 2. (a)于扫描式电子显微镜(SEM)之下的各个像素。(b)填装量子点之后的像素置于紫外线荧光显微镜之下 [3]。  

03

南京大学在GaN基Micro LED研究领域取得新进展

南京大学集成电路学院消息称,近日,南京大学庄喆、刘斌团队提出了一种GaN基Micro LED用准垂直MOSFET驱动的全氮化物单片集成方法,实现了对不同尺寸Micro LED芯片的电流驱动。

相关研究工作近期已被发表在《IEEE Electron Device Letters》上。

图 (a) GaN Micro LED/MOSFET集成器件示意图。图 (b) 130μm直径MOSFET输出曲线。图 (c) 在不同栅压下,60 μm直径Micro LED/MOSFET集成单元的发光图。图 (d) 在不同栅压下,60 μm直径Micro LED/MOSFET集成单元的IV及LOP特性。

据悉,GaN基Micro LED与其驱动(如HEMT、MOSFET等)的同质集成能充分发挥出GaN材料的优势,获得更快开关速度、更高耐温耐压能力以及更高效率的Micro LED集成单元,其在Micro LED透明显示、柔性显示以及可见光通讯中都展现出巨大的应用前景。然而大部分的同质集成都需要选择性外延生长或者精确控制刻蚀深度,这大大增加了制备的难度和成本。

而南京大学研究团队利用MBE在商用LED外延片上二次生长了高质量的隧道结结构,隧道结一方面作为Micro LED的电流扩展层,一方面可与p-n结LED共同构成准垂直npn型MOSFET。制备过程中仅需采用一步刻蚀即可同时定义出Micro LED发光面积和MOSFET的沟道长度,通过n型GaN横向连接实现Micro LED与准垂直MOSFET的同质集成。GaN基MOSFETs具备与氧化物薄膜晶体管类似的电流驱动能力,并且整体集成方案制备难度较低,易与现有芯片结构与制备工艺兼容。

对于60 μm直径的 Micro LED /MOSFET集成单元,当MOSFET的栅压为16V,Micro LED阳极电压为5V时,流经Micro LED的电流达到0.3 mA (10 A/cm2),其输出光功率达到0.12 mW (4.2 W/cm2),完全能够满足Micro LED显示要求。该研究为未来全氮化物光电集成在柔性Micro LED显示、透明显示以及可见光通信等领域中的应用提供了一种新的技术路线。

       原文标题 : 针对Micro LED,京东方计划...

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