扫码添加微信,获取更多半导体相关资料
引言
基于无机发光二极管(LED)的显示器被认为是下一代显示器技术中最有前途的一种,用于LED显示器的芯片与目前用于一般照明的芯片具有类似的功能,但其尺寸已缩小到200微米以下。因此,微型化的LED芯片继承了传统LED芯片高效、寿命长的优点。本文介绍了两种无机LED显示器。芯片尺寸在100到200µm之间的微型led已经商业化,用于消费电子应用中的背光光源。所实现的局部挖掘可以在相对较低的能耗下大大提高对比度比。芯片尺寸小于100µm的微led仍留在实验室中,在相对成熟的微型Led显示技术中,预计微型Led显示技术仍处于第一个商业化品种。
迷你LED
高动态范围(HDR)是下一代显示器的重要特性之一。 为了实现对比度高于100000:1的HDR,同时需要显示系统的高峰值亮度和出色的暗态,使得微LED难以实现快速商业化。因此,实现液晶显示器多区域局部调光的一种折中方法是直下式微型发光二极管背光。 Mini-LED技术的LED尺寸小得多,这意味着它可以在一定尺寸的LED背光中划分更多的调光块。
首先,建立了一个带有直下式微型发光二极管背光的液晶显示系统模型进行仿真,背光单元由方形微型发光二极管阵列组成,利用漫射板来加宽空间和角度分布,并且应用液晶面板来控制输出光。为了验证模型,用四种模式模拟模型的动态响应,模拟结果与参考文献的实测数据吻合较好。接下来,利用所证明的模型来找出器件结构与最终HDR显示性能之间的关系,尤其是光晕效应,通过独立调整设备的两个关键参数来计算显示图像的最终HDR性能 结构、局部调光区数量和液晶对比度。仿真结果表明,调光区数量主要影响光晕面积,而液晶对比度影响局部图像失真,更多的局部调光区和更高的液晶对比度可以降低光晕效应,提高显示性能。
LabPSNR是一种用于量化显示图像和目标图像之间差异的评估度量,应该大于47.4dB,基于此限制,可以提出局部调光区数的要求:高CR≈5000:1液晶面板200多个本地调光区,CR≈2000:1液晶显示屏3000多个调光区(图4)。
图4
虽然上述模拟和实验都是基于25 cm视距的小尺寸智能手机显示器,但通过将结果从空间域转换到角度域,分析和结论也可以应用于不同尺寸和分辨率的显示设备(图5)。虽然目前局部调光液晶显示器的理想背光候选产品mini-LED已经做好量产准备,但micro-LED仍需在实验室内部加工,进入量产前还需要进一步准备。
目前,微LED显示技术仍面临着大批量生产的微LED芯片的转移打印和显示应用的全彩方法等挑战,我们将重点研究微led全彩显示的方法。
全色显示可以通过使用紫外(UV)微LED或蓝色微LED等彩色转换材料来实现。如果使用UV微led,则需要RGB的颜色转换材料来实现RGB的三种原色,而如果使用蓝色的微led,则只需要红色和绿色的颜色转换材料(图11)。
图11 彩色转换、全彩色显示的机制
结果
本文综述了微型led和微led的发展进展,同时重点介绍了微led显示器的着色方法。一般来说,微led有潜力改善微型显示系统如l显示器和oled显示器的性能,但微led的大规模生产技术仍未得到充分发展。迷你LED背光显著提高了目前LED背光的性能,迷你LED的成本相对容易控制。由于上述优点,与微型led相比,迷你led在商业化的道路上继续前进。对于后者,微led,在进入市场之前有两个主要的挑战,传质印刷和全彩解决方案,正如本文所介绍的,它们已经得到了广泛的研究。预计这些领域将在几年内取得突破,以及微led显示器的光明未来,这些都是合理的。