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micro-LED十六年发展历程揭秘

2016-09-24 00:11
林契于宸
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  LED技术已经发展了近三十年,最初只是作为一种新型固态照明光源,之后虽应用于显示领域,却依然只是幕后英雄——背光模组。如今,LED逐渐从幕后走向台前,迎来最蓬勃发展的时期。如今它已多次出现在各种重要场合,在显示领域扮演着越来越重要的角色。

▲图1 LED在 ①鸟巢 ②水立方 ③上海世博会上的应用

  LED之所以能够成为当前的关注焦点,主要归功于它许多得天独厚的优点。它不仅能够自发光,尺寸小,重量轻,亮度高,更有着寿命更长,功耗更低,响应时间更快,及可控性更强的优点。这使得LED有着更广阔的应用范围,并由此诞生出更高科技的产品。

▲图2 LED 大尺寸显示屏(分辨率较低)

▲图3 8×8 LED阵列与micro-LED阵列的对比

  如今,LED大尺寸显示屏已经投入应用于一些广告或者装饰墙等。然而其像素尺寸都很大,这直接影响了显示图像的细腻程度,当观看距离稍近时其显示效果差强人意。此时,micro-LED display 应运而生,它不仅有着LED的所有优势,还有着明显的高分辨率及便携性等特点。

  当前micro-LED display的发展主要有两种趋势。一个是索尼公司的主攻方向——小间距大尺寸高分辨率的室内/外显示屏。另一种则是苹果公司正在推出的可穿戴设备(如 Apple Watch),该类设备的显示部分要求分辨率高、便携性强、功耗低亮度高,而这些正是micro-LED的优势所在。

  Micro-LED display 已经发展了十数年,期间世界上多个项目组发布成果并促进着相关技术进一步发展。例如,2001年日本Satoshi Takano团队公布了他们的研究的一组micro-LED阵列。

  该阵列采用无源驱动方式,且使用打线连接像素与驱动电路,并将红绿蓝三个LED芯片放置在同一个硅反射器上,通过RGB的方式实现彩色化。该阵列虽初见成效,但也有着不容忽视的缺点,其分辨率与可靠性都还很低,不同LED的正向导通电压差别比较大。

  同年,H. X. Jiang团队也同样做出了一个无源矩驱动的10×10 micro-LED array。这个阵列创新性的使用四个公共n电极和100个独立p电极。并采用复杂的版图设计以尽量最优化连线布局。虽然显示效果有一定的进步,但没有解决集成能力低的问题。

▲图4 H. X. Jiang团队的10×10 阵列连线布局

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