bg真人官网:Micro-LED显示彩色化的3大技术手段解析

本文摘要:微型发光二极管显示器的彩色化是最重要的研究方向之一。

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微型发光二极管显示器的彩色化是最重要的研究方向之一。在持续彩色化及其高分辨率和低对比度的不利趋势下,世界各大公司和研究机构都明确提出了各种解决问题的方法,并在大力推广。本文将讨论微型发光二极管彩色化的几种主要方法,包括三基色发光二极管法、紫外/蓝光发光二极管闪烁介质法和光学透镜制备法。

1.RGB三色LED法RGB-LED全色显示原理主要是基于三原色(白、蓝、蓝)的基本原理。众所周知,自然界中大多数颜色都可以用RGB原色来制备。同样的,可以给红、绿、蓝三种发光二极管不同的电流来控制它们的亮度值,从而构建一群三原色的人,超过了只有彩色显示的效果。这是目前LED大屏幕广泛采用的方法[1]。

在RGB彩色化方法中,每个像素包括三个RGB三色发光二极管。一般三色led的p、n电极通过键合或倒装的方式连接到电路基板上,具体布局和连接方式如图1右图所示。

然后,专用的LED全色驱动芯片为每个LED开发脉宽调制(PWM)电流驱动,PWM电流驱动模式可以通过设置电流的有效周期和频率来构建数字调光。比如一个8位PWM全色LED驱动芯片可以构造28=256个单色LED的调光效果,那么一个包含三色LED的像素理论上可以构造256 * 256 * 256=16,777,216个调光效果,也就是16,777,216个颜色指示。显式全色显示的驱动原理如图2右图所示。但实际上,由于驱动芯片的实际输入电流与理论电流没有误差,单个像素中的每个LED都有一定的半波长(半峰长度越宽,LED的显色性越好)和光衰,导致LED像素的全色显示出现偏差。

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图1 RGB全彩显示单像素布局示意图图2 RGB全彩显示二驱动原理示意图。紫外/蓝色发光二极管闪烁介质法紫外发光二极管或蓝色发光二极管闪烁介质法只能用于构建彩色化。

如果用于UVmicro-LED,则需要激发红、绿、蓝闪烁介质来构建RGB三色材料;如果用于蓝色微LED,则必须搭配红绿闪烁介质,以此类推。2009年,香港科技大学刘继梅教授和刘兆军教授申请专利并获得许可(专利号。US13/466,660,US14/098,103)。闪烁介质一般可分为荧光粉和量子点(qd)。

纳米荧光粉可以在蓝光或紫外光LED的激发下接收特定波长的光,光的颜色是荧光粉材料所要求的,非常容易理解,这使得荧光粉涂覆法在LED灯中得到广泛应用,可以作为传统的微型LED彩色化方法。通常,在微型发光二极管和驱动电路建立后,磷光体通过旋涂或分配涂覆在样品表面。图3示出了磷光体涂覆方法的应用,其中(a)示出了像素单元包括红色、绿色和蓝色的四个子像素,以及(b)示出了微LED照明后的颜色效果[3]。

这种方法直观易懂,但没有缺点。一层荧光粉涂层不会吸收部分能量,降低转化率;其次,荧光粉颗粒的尺寸较小,约为1-10微米。

随着微型发光二极管像素尺寸的增加,荧光粉涂层分布越来越不均匀,影响显示质量。这给了量子点技术一个大放异彩的机会。(a)(b)图3荧光粉彩色化微型LED和效果指示量子点的像素设计,也称为纳米晶,是由ii-VI或III-V元素组成的纳米粒子。

量子点的粒径一般在1 nm到10 nm之间,可以限制在较小的微显示器。量子点还具有电致发光和光致打开的作用,被激发后可以被提升为荧光。闪烁的颜色是材料和尺寸所要求的,因此可以通过调节量子点的粒径来改变不同的闪烁波长。

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