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今年是Mini LED背光+LCD产品量产元年,Mini LED技术已具备经济性
[发布时间]:2021年6月16日 [来源]:未来智库 [点击率]:6886
【导读】: 光电显示行业深度报告:MiniLED量产工艺突破,助力显示再升级。  一、近代主流光电显示技术  1.1. 光电显示技术路线  光电显示技术即把经过电子设备所输出的电信号转化为可视的图像,在当前的...

  2.2.2. OLED显示的结构及原理
  OLED显示属于自发光显示技术,典型的有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix OrganicLight Emitting Diode,AMOLED)显示的基本结构和显示原理如下。
  在玻璃基板上通过喷墨打印、有机气相沉积或真空热蒸发等工艺,形成阳极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极. 当对 OLED器件施加电压时, 金属阴极产生电子,ITO 阳极产生空穴,在电场力的作用下,电子穿过电子传输层,空穴穿过空穴传输层,二者在有机发光层相遇,电子和空穴分别带正电和负电,它们相互吸引,在吸引力( 库仑力) 的作用下被束缚在一起,形成了激子。激子激发发光分子,使得发光分子的能量提高,处于激发状态, 而处于激发状态的分子是不稳定的,它想回到稳定状态,在极短的时间内, 它放出能量回到稳定状态,而放出的能量就以光子的形式发出。由于 ITO 阳极是透明的,所以可看到发出的光。
  不同的有机发光材料发出不同颜色的光,依配方不同,可产生红,绿,蓝三 原色,构成基本色彩。AMOLED的每个像素都配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管( LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor,LTP-SiTFT) , 通过 TFT 开关控制电流大小来改变器件发光亮度,从而实现对每个像素点的精确控制。每个 OLED显示单元(像素点) 都能产生 3 种不同颜色的光,从而可实现彩色显示。

  2.2.3. QLED(量子点 LED)显示的结构及原理
  QLED显示也属于自发光显示技术,其机构与 OLED技术非常相似,由玻璃基板、阳极、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极等组成。量子点是一种无机半导体纳米晶体,其晶粒直径在 2~10nm 之间。
  量子点的光电特性很独特,当受到光或电的刺激,量子点便会发出色纯度非常高的高质量单色光,光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定。
  量子点层夹在电子传输和空穴传输有机材料层之间,外加电场使电子和空穴移动到量子点层中,它们在这里被捕获到量子点层并且重组,从而发射光子。通过控制无机物成分和颗粒尺寸等性状来显示不同的颜色,从而实现画面显示功能的一种应用。

  2.3. 微型LED(Micro LED)显示
  2.3.1. MicroLED显示
  1. MicroLED显示原理
  1) 基本定义
  MicroLED即微型发光二极管,一般指使用芯片尺寸为 10~100μm 的LED发光单元组成高密度集成显示阵列,阵列中的LED像素点距离在 10 微米量级, 每一个LED像素都能自发光。
  它是将传统的无机LED阵列微小化,每个在 10 微米尺寸的LED像素点均可以被独立的定址、点亮。简单的讲,可以看作是小间距LED的芯片尺寸进一步缩小至 10 微米量级。MicroLED的显示方式十分直接,将 10 微米尺度的LED芯片连接到 TFT 驱动基板上,从而实现对每个芯片放光亮度的精确控制, 进而实现图像显示。
  作为固体自发光显示技术,MicroLED有着很多 LCD、OLED无法比拟的优点, 是一种可以直接跟 OLED和LCD竞争的显示技术。其优点包括无需背光,光电转换效率高,宽色域,高亮度,非常黑的暗态,阳光下能见度好,功耗低而且寿命长。
  MicroLED显示器的亮度大于 105cd/m2,对比度大于 104:1,响应时间在 ns 级。与LCD比较,MicroLED的功率消耗量约为LCD的 10%、OLED的 50%; 与 OLED比较,达到同等显示器亮度,只需要后者 10左右的涂覆面积。同时亮度能达到 OLED的 30 倍,且分辨率可达 1500PPI(像素密度),相当于 Apple Watch 采用 OLED面板达到 300PPI 的 5 倍之多。所以,仅从各项数据对比来看,MicroLED完全有机会取代目前的主流显示技术。

  2) MicroLED显示的原理和结构
  MicroLED的典型结构是一个 PN 结面接触型二极管,由直接能隙半导体材料构成,当对 MicroLED施加正向偏压,致使电流通过时,电子、空穴对于主动区复合,发出单色光。MicroLED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗 MicroLED的正、负极,通过过电极线的依序通电,以扫描方式点亮 MicroLED以显示影像。

  3) 驱动分类
  从驱动方式上可以将 MicroLED显示分为两大类: 被动驱动和主动驱动,根据驱动方式不同,发光单元结构不同。1)使用倒装方式将LED倒装到 CMOS 驱动基板上则为主动驱动。2)使用内部金属连线将同一行(列)的 N 极相连, 将同一列(行)的 P 极相连,将行列电极引到四周,然后外加行列控制器进行行列动态扫描,这种驱动方式为被动驱动。

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