京东方改进型Micro-LED显示产品揭秘

文章转载自：UDExpo国际显示博览会

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。

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。

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1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1/2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。