MiniLED與Micro LED的發(fā)展由于顯示器等相關(guān)產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展而受到注目，TrendForce集邦咨詢表示，Micro LED顯示技術(shù)未來可望從小尺寸頭戴的擴(kuò)增實(shí)境、穿戴型顯示器的手表、高毛利的車用顯示器、高階電視以及大型商用顯示屏等利基型產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，未來則有機(jī)會(huì)慢慢滲透到中尺寸的平板、筆電與桌上型顯示器發(fā)展。
Micro LED在大型顯示器的市場(chǎng)最具爆發(fā)力，主因是技術(shù)門檻相對(duì)較低，預(yù)估2024年在Micro LED電視與大型顯示器應(yīng)用上，其芯片產(chǎn)值將達(dá)到23億美元。但目前Micro LED的發(fā)展過程中仍然存在晶片制備、良率產(chǎn)率、巨量轉(zhuǎn)移、封裝散熱、集成驅(qū)動(dòng)等較多的技術(shù)挑戰(zhàn)，上述技術(shù)難點(diǎn)不僅抬高了Micro LED的生產(chǎn)成本，還阻礙著商業(yè)化產(chǎn)品的出現(xiàn)和應(yīng)用，也衍生出技術(shù)相對(duì)成熟的MiniLED，作為Micro LED發(fā)展的開端。
2021美國(guó)消費(fèi)性電子展（CES）首次以全數(shù)位化開展，群創(chuàng)和三星(The Wall TV) 通過線上展覽平臺(tái)，展出一系列MiniLED背光大尺寸電視和車用顯示器解決方案，積極搶占智慧娛樂、智慧車用等場(chǎng)域應(yīng)用商機(jī)。
臺(tái)灣交通大學(xué)的郭浩中及林建中教授研究團(tuán)隊(duì)，合作開發(fā)三合一RGB MiniLED技術(shù)，使其可以應(yīng)用于市場(chǎng)上對(duì)于色彩飽和度及解析度要求較高的車載內(nèi)顯示屏產(chǎn)品，此技術(shù)開發(fā)不但可將一般fine-pitch顯示技術(shù)提升至更小fine-pitch，且通過高精度超微距量子點(diǎn)噴涂技術(shù)(SIJ)，將藍(lán)色MiniLED與紅色和綠色量子點(diǎn)互相結(jié)合，以單晶片的形式實(shí)現(xiàn)了全彩色和高質(zhì)量的MiniLED陣列,。
另一大進(jìn)步是可減少轉(zhuǎn)移和鍵合（transfer and bonding）2/3 的時(shí)間。郭教授受訪時(shí)提到：“此技術(shù)的挑戰(zhàn)是量子點(diǎn)會(huì)伴隨著發(fā)光效率衰減的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致色彩轉(zhuǎn)換效率下降，因此我們與臺(tái)灣Picosun公司合作導(dǎo)入原子層沉積(ALD)薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)，使量子點(diǎn)不易受到外部環(huán)境（如水氣、氧氣）以及成膜環(huán)境溫度的影響，ALD技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于量子點(diǎn)相關(guān)的應(yīng)用而言就顯得格外重要?！?/p>
芬蘭Picosun公司臺(tái)灣地區(qū)業(yè)務(wù)協(xié)理鍾佩翰亦表示：“MiniLED及Micro LED一直是我們關(guān)注的一個(gè)重要市場(chǎng)，原子層沉積技術(shù)對(duì)于光電元件可靠度是一個(gè)很重要的關(guān)鍵技術(shù)。由于LED晶片縮小化過程中，晶片側(cè)壁相對(duì)發(fā)光區(qū)的比面積率提升，介面漏電對(duì)于晶片的亮度（灰階）操作影響很大，另一方面目前很多高階的顯示器相關(guān)應(yīng)用，不論是高密度動(dòng)態(tài)對(duì)比或者是陽(yáng)光下直顯，使用的LED晶片及量子點(diǎn)其對(duì)抗環(huán)境的可靠度要求非常高。Picosun公司的ALD技術(shù)在長(zhǎng)期與交大光電系及臺(tái)灣地區(qū)MiniLED大廠的合作下，已經(jīng)在這些方面做好全面的準(zhǔn)備。”
圖一、50 ℃/ 50 % RH環(huán)境條件，300小時(shí)可靠度測(cè)試條件下(a)紅色量子點(diǎn)；
(b)綠色量子點(diǎn)有無進(jìn)行ALD薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)時(shí)的光致發(fā)光量子轉(zhuǎn)換效率(PLQY)的變化；
(c) TEM of量子點(diǎn)；(d) TEM of ALD on紅色量子點(diǎn)layer（來源：IEEE TED）
臺(tái)灣交通大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近期也提出利用50°C低溫ALD薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)，有效避免量子點(diǎn)光氧化現(xiàn)象產(chǎn)生且能保持色純度，在50 ℃/ 50 % RH條件下進(jìn)行300小時(shí)可靠性測(cè)試，結(jié)果顯示紅色和綠色量子點(diǎn)的色彩覆蓋率在美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（NTSC）的面積占比為99.5 %，Rec. 2020為89.6％，符合全彩顯示的需求。
然而，沒有進(jìn)行低溫ALD薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)的試片NTSC從99.6 %降低至94.6 %，Rec. 2020標(biāo)準(zhǔn)色域面積占比從90.2 %降低至到73.5 %。證實(shí)使用低溫ALD薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)為量子點(diǎn)材料提供廣泛的色域面積和穩(wěn)定性，也對(duì)三合一MiniLED顯示器帶來良好的全彩性能。此結(jié)果已被IEEE Transactions on Electron Devices 2021接受。
圖二：比較有無進(jìn)行ALD薄膜鈍化保護(hù)技術(shù)經(jīng)過300小時(shí)可靠度測(cè)試后的CIE-1976色域面積占比以及整理的表格
圖片來源：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
（來源：臺(tái)灣交通大學(xué)）
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