台湾交通大学及芬兰Picosun公司合作开发三合一RGB MiniLED

MiniLED与Micro LED的发展由于显示器等相关产品的蓬勃发展而受到注目,TrendForce集邦咨询表示,Micro LED显示技术未来可望从小尺寸头戴的扩增实境、穿戴型显示器的手表、高毛利的车用显示器、高阶电视以及大型商用显示屏等利基型产品进入市场,未来则有机会慢慢渗透到中尺寸的平板、笔电与桌上型显示器发展。

Micro LED在大型显示器的市场最具爆发力,主因是技术门槛相对较低,预估2024年在Micro LED电视与大型显示器应用上,其芯片产值将达到23亿美元。但目前Micro LED的发展过程中仍然存在晶片制备、良率产率、巨量转移、封装散热、集成驱动等较多的技术挑战,上述技术难点不仅抬高了Micro LED的生产成本,还阻碍着商业化产品的出现和应用,也衍生出技术相对成熟的MiniLED,作为Micro LED发展的开端。

2021美国消费性电子展(CES)首次以全数位化开展,群创和三星(The Wall TV) 通过线上展览平台,展出一系列MiniLED背光大尺寸电视和车用显示器解决方案,积极抢占智慧娱乐、智慧车用等场域应用商机。

台湾交通大学的郭浩中及林建中教授研究团队,合作开发三合一RGB MiniLED技术,使其可以应用于市场上对于色彩饱和度及解析度要求较高的车载内显示屏产品,此技术开发不但可将一般fine-pitch显示技术提升至更小fine-pitch,且通过高精度超微距量子点喷涂技术(SIJ),将蓝色MiniLED与红色和绿色量子点互相结合,以单晶片的形式实现了全彩色和高质量的MiniLED阵列,。

另一大进步是可减少转移和键合(transfer and bonding)2/3 的时间。郭教授受访时提到:“此技术的挑战是量子点会伴随着发光效率衰减的风险导致色彩转换效率下降,因此我们与台湾Picosun公司合作导入原子层沉积(ALD)薄膜钝化保护技术,使量子点不易受到外部环境(如水气、氧气)以及成膜环境温度的影响,ALD技术的应用对于量子点相关的应用而言就显得格外重要。”

芬兰Picosun公司台湾地区业务协理锺佩翰亦表示:“MiniLED及Micro LED一直是我们关注的一个重要市场,原子层沉积技术对于光电元件可靠度是一个很重要的关键技术。由于LED晶片缩小化过程中,晶片侧壁相对发光区的比面积率提升,介面漏电对于晶片的亮度(灰阶)操作影响很大,另一方面目前很多高阶的显示器相关应用,不论是高密度动态对比或者是阳光下直显,使用的LED晶片及量子点其对抗环境的可靠度要求非常高。Picosun公司的ALD技术在长期与交大光电系及台湾地区MiniLED大厂的合作下,已经在这些方面做好全面的准备。”

图一、50 ℃/ 50 % RH环境条件,300小时可靠度测试条件下(a)红色量子点;
(b)绿色量子点有无进行ALD薄膜钝化保护技术时的光致发光量子转换效率(PLQY)的变化;
(c) TEM of量子点;(d) TEM of ALD on红色量子点layer(来源:IEEE TED)

台湾交通大学研究团队近期也提出利用50°C低温ALD薄膜钝化保护技术,有效避免量子点光氧化现象产生且能保持色纯度,在50 ℃/ 50 % RH条件下进行300小时可靠性测试,结果显示红色和绿色量子点的色彩覆盖率在美国国家电视标准委员会(NTSC)的面积占比为99.5 %,Rec. 2020为89.6%,符合全彩显示的需求。

然而,没有进行低温ALD薄膜钝化保护技术的试片NTSC从99.6 %降低至94.6 %,Rec. 2020标准色域面积占比从90.2 %降低至到73.5 %。证实使用低温ALD薄膜钝化保护技术为量子点材料提供广泛的色域面积和稳定性,也对三合一MiniLED显示器带来良好的全彩性能。此结果已被IEEE Transactions on Electron Devices 2021接受。

图二:比较有无进行ALD薄膜钝化保护技术经过300小时可靠度测试后的CIE-1976色域面积占比以及整理的表格

图片来源:IEEE TED


This paper appears in: IEEE Transactions on Electron Devices
Print ISSN: 0018-9383
Online ISSN: 1557-9646
Digital Object Identifier: 10.1109/TED.2020.3048640

(来源:台湾交通大学)

转载请标注来源!更多LED资讯敬请关注官网或搜索微信公众账号(LEDinside)。

【版权声明】
「LEDinside - 中国LED在线」所刊原创内容之著作权属于「LEDinside - 中国LED在线」网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。
【免责声明】
1、「LEDinside - 中国LED在线」包含的内容和信息是根据公开资料分析和演释,该公开资料,属可靠之来源搜集,但这些分析和信息并未经独立核实。本网站有权但无此义务,改善或更正在本网站的任何部分之错误或疏失。
2、任何在「LEDinside - 中国LED在线」上出现的信息(包括但不限于公司资料、资讯、研究报告、产品价格等),力求但不保证数据的准确性,均只作为参考,您须对您自主决定的行为负责。如有错漏,请以各公司官方网站公布为准。
×