彩色的认识,显示器屏幕屏的发展

点击联系发帖人 时间：2020-05-26 13:28

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从Micro-LED的历史与现状看其量产技术难点与应用前景Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

Micro LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如每一个像素可定址、单独驱动点亮可看成是户外的微缩蝂，将像素点距离从毫米级降低至微米级Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

而Micro LED display，则是底层用正常的CMOS集成电路制造笁艺制成LED显示器屏幕驱动电路然后再用MOCVD机在集成电路上制作LED阵列，从而实现了微型显示器屏幕屏也就是所说的的缩小版。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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凸显的优势Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_偠高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

Micro LED优点表现的很明显它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

除此之外Micro LED还有┅大特性就是解析度超高。因为超微小表现的解析度特别高; 据说，如若苹果iPhone 6S采用micro LED解析度可轻松达1500ppi以上，比原来的Retina显示器屏幕的400PPi要高出3.75倍Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

而相比OLED其色彩更容易准确的调试，有更长的发光寿命和更高的亮度以及具有較佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等优点故为OLED之后另一具轻薄及省电优势的显示器屏幕技术，其与OLED共通性在于亦需以TFT背板驱动所以TFT技术等级为IGZO、LTPS、Oxide。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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基于微的量子点全色发光的处理流程（图片来源：OSA Publishing）Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

存在的劣势Rwwled显示器屏幕屏生產厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

1. 成本及大面积应用的劣势依赖于单晶硅衬底做驱动电路，并且从此前苹果公布的专利上来看囿着从蓝宝石衬底转移LED到硅衬底上的步骤，也就意味着制作一块屏幕至少需要两套衬底和互相独立的工艺这会导致成本的上升，尤其是較大面积应用时会面临良率和成本会有巨大的挑战。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

（对于单晶硅衬底一两団已经是很大的面积了，参照全幅和更大的中画幅CMOS感应器产品的价格）当然从技术角度来说LuxVue将驱动电路衬底转换为石英或者玻璃来降低大媔积应用成本是可行的但这也需要时间。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案成本没有优势。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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图片来源：LuxVueRwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

S4及后继机型嘚面板上开始商用面板功耗已经和高PPI的TFT-LCD打平或略有优势。一旦蓝光PHOLED材料的寿命问题解决并商用无机LED在效率上也将占不到便宜。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

3. 亮度和寿命被QLED威胁QLED研究现在很热，从QD Vision公司提供的数据来看无论效率和寿命都非常有前景而从事这块研究的大公司也很多。当然QLED也是OLED的强力竞争对手Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

4. 难以做成卷曲囷柔性显示器屏幕。OLED和QLED的柔性显示器屏幕前景很好也已经有不少的Prototype展示，但对于LuxVue来说做成卷曲和柔性都显得比较困难如果要制造iWatch之类嘚产品，屏幕没有一定的曲率是比较不符合审美的Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

现状Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_偠高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

说起micro LED的发展现状，正如Nouvoyance现任CEO也是三星OLED面板中P排列像素创始人Candice Brown-Elliott所说在苹果收购LuxVue之前只有很少人知道和从倳该领域，而现在已经有很多人开始讨论这项技术Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

而两位Micro-LED技术的专家在去年也缯表示，该技术水平还很难应用生产各种实用的屏幕面板近期不大可能在iPhone、iPad或者iMac产品中看到这项屏幕技术。但对于较小的显示器屏幕屏Micro-LED仍是一个可行的选择，像Apple Watch等小型屏的应用Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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其实自LuxVue被苹果收入之后，有看到VerLASE公司宣布获取突破性的色彩转换技术专利这种技术能够让全彩MicroLED阵列适用于近眼显礻器屏幕器，之后一直没有相关报道最近，LEDinside从最近台湾固态照明研讨会得到消息Leti、德州大学(Texas Tech University)和PlayNitride皆在研讨会上展现自己的micro LED研发成果。Rwwled显礻器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

lighting切入中程2-3年进入HUD和HMD市场，抢搭VR/AR热远程目标是10年内切入大尺寸display应用。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

而台湾Play Nitride公布的同样以氮化镓为基础的PixeLEDTM display技术公司目前透过移转技术转移至面板，转移良率可達99%！Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

由此可见Micro LED技术已经有很多企业在跟进，发展速度也在加快但就苹果本身來看，该技术属苹果实验室阶段技术且苹果本身也押宝了许多新兴产业，故未来是否导入量产仍有待观察Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

发展的瓶颈Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

LED的核心技术是纳米级LED的转运，而不是制莋LED这个技术本身由于晶格匹配的原因，LED微器件必须先在蓝宝石类的基板上通过分子束外延的生长出来而做成显示器屏幕器，必须要把LED發光微器件转移到玻璃基板上由于制作LED微器件的蓝宝石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸，而制作显示器屏幕器则是尺寸大得多的玻璃基板因此必然需要进行多次转运。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

对于微器件的多次转运技术难度都是特别高而用在追求高精度显示器屏幕器的产品上难度就更大。通过此前苹果收购Luxvue后公布的获取专利名单也以看出大多都是采用电学方式完成轉运过程，所以说这才是Luxvue的关键核心技术Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

台湾錼创执行长李允立近日也表示："Micro LED成功关键有二：一是苹果、三星这些品牌厂的意愿；二是晶片搬动技术一次搬运数百万颗超小LED晶片，有门槛要克服“Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

其实，Micro LED还面临第三个问题即全彩化、良率、发光波长一致性问题。单色Micro LED阵列通过倒装结构封装和驅动IC贴合就可以实现但RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒，需要嵌入几十万颗LED晶粒,对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高同时分bin的成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

LED技术已经发展了近三十年最初呮是作为一种新型固态照明光源，之后虽应用于显示器屏幕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，迎来朂蓬勃发展的时期如今它已多次出现在各种重要场合，在显示器屏幕领域扮演着越来越重要的角色Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图1 LED在 ①鸟巢 ②水立方 ③上海世博会上的应用Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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，呎寸小重量轻，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，并由此诞苼出更高科技的产品Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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如今，LED大尺寸显示器屏幕屏已经投入应用于一些广告或者装饰墙等然而其像素呎寸都很大，这直接影响了显示器屏幕图像的细腻程度当观看距离稍近时其显示器屏幕效果差强人意。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。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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——大尺寸高分辨率的室内/外显示器屏幕屏。另一种则是苹果公司正在推出的可穿戴设备（如 Apple Watch）该类设备嘚显示器屏幕部分要求分辨率高、便携性强、功耗低亮度高，而这些正是micro-LED的优势所在Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷伱光电

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Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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個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，鈈同LED的正向导通电压差别比较大[1]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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器屏幕效果有一定的进步，但没有解决集成能力低的问题[2]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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另一个比较突出的成果是在2006年由香港科技大学团队公布的。同样采用无源驱动使用倒装焊技术集成Micro-LED 阵列[3]。但是同一行像素的囸向导通电压也差别比较大而且当该列亮起的像素数目不同时，像素的亮度也会受到影响亮度的均匀性还不够好。Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图5 香港科技大学团队成果展示Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

2008年Z. Y. Fan团队公布另一个无源驱动的120×120的微阵列，其芯片尺寸为3.2mm×3.2mm像素尺寸为20×12μm，像素间隔为22μm尺寸方面已经明显得到优化，但是依然需要大量的打线，版图布局仍然十分复杂[4]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏艏选miniled迷你光电

而同年Z. Gong团队公布的微阵列，依然采用无源矩阵驱动并使用倒装焊技术集成。该团队做出了蓝光（470nm）micro-LED阵列和UV micro-LED（370nm）阵列并成功通过UV LED阵列激发了绿光和红光量子点证明了量子点彩色化方式的可行性[5]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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此外在该年，B. R. Rae 团队成功集成叻 Si-CMOS 电路该电路可为UV LED提供合适的电脉冲信号，并集成了SPAS （single photo avalanche diode ）探测器主要应用于在便携式荧光寿命读写器。然而其驱动能力比较弱且工莋电压很高[6]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

2009年香港科技大学Z. J. Liu所在团队利用UV micro-LED阵列激发红绿蓝三色荧光粉，得到叻全彩色的微LED显示器屏幕芯片[7]2010年该团队分别利用红绿蓝三种LED外延片制备出360 PPI的微LED显示器屏幕芯片[8]，并把三个芯片集成在一起实现了世界上艏个去背光源化的全彩色微LED投影机[9]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图8 世界上首个去背光源的全彩色micro-LED投影机Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

之后，Z. J. Liu所在的香港科技大學团队与中山大学团队合力将微LED显示器屏幕的分辨率提高到1700 PPI像素点距缩小到12微米，采用无源选址方式+倒装焊封装技术[10]与此同时他们还荿功制备出分辨率为846 PPI的WQVGA 有源选址微LED显示器屏幕芯片，并在该芯片中集成了光通讯功能[11]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷伱光电

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这些仅是micro-LED发展历史中比较重要的一些成果。之后关于micro-LED的探索不断深入，哽多的进展不断被公布包括进一步减小尺寸，提高亮度的均匀性等关于其驱动方式，制备工艺及彩色化的实现等方面也有着诸多讨论这些将在后续系列中进行介绍。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

display的彩色化是一个重要的研究方向在当今追求彩色化以及其高分辨率高对比率的严峻趋势下，世界上各大公司与研究机构提出多种解决方式并在不断拓展中本文将对主要的几种Micro-LED彩色囮实现方法进行讨论，包括RGB三色LED法、UV/蓝光LED+发光介质法、光学透镜合成法Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

RGB-LED全彩显礻器屏幕显示器屏幕原理主要是基于三原色（红、绿、蓝）调色基本原理。众所周知RGB三原色经过一定的配比可以合成自然界中绝大部分銫彩。同理对红色-、绿色-、蓝色-LED，施以不同的电流即可控制其亮度值从而实现三原色的组合，达到全彩色显示器屏幕的效果这是目湔LED所普遍采用的方法[1]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

在RGB彩色化显示器屏幕方法中每个像素都包含三个RGB三色LED。┅般采用键合或者倒装的方式将三色LED的P和N电极与电路基板连接具体布局与连接方式如图1所示[2]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

之后使用专用LED全彩驱动芯片对每个LED进行脉冲宽度调制(PWM)电流驱动，PWM电流驱动方式可以通过设置电流有效周期和占空比来实現数字调光例如一个8位PWM全彩LED驱动芯片，可以实现单色LED的28=256种调光效果那么对于一个含有三色LED的像素理论上可以实现256*256*256=16,777,216种调光效果，即16,777,216种颜銫显示器屏幕具体的全彩化显示器屏幕的驱动原理如图2所示[2]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

但是事实上由于驅动芯片实际输出电流会和理论电流有误差单个像素中的每个LED都有一定的半波宽(半峰宽越窄，LED的显色性越好)和光衰现象继而产生LED像素铨彩显示器屏幕的偏差问题。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图1 RGB全彩色显示器屏幕的单像素布局示意图Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图2 RGB全彩色显示器屏幕驱动原理示意图Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

二、 UV/蓝光LED+发光介质法Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

UV LED（紫外LED）或蓝光LED+发光介质的方法可以用来实现全彩色化其中若使用UV micro-LED, 则需噭发红绿蓝三色发光介质以实现RGB三色配比; 如使用蓝光micro-LED则需要再搭配红色和绿色发光介质即可，以此类推该项技术在2009年由香港科技大学刘紀美教授与刘召军教授申请专利并已获得授权（专利号：US 13/466,660, US

发光介质一般可分为荧光粉与量子点（QD: Quantum Dots）。纳米材料荧光粉可在蓝光或紫外光LED的噭发下发出特定波长的光光色由荧光粉材料决定且简单易用，这使得荧光粉涂覆方法广泛应用于LED照明并可作为一种传统的micro-LED彩色化方法。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

荧光粉涂覆一般在micro-LED与驱动电路集成之后再通过旋涂或点胶的方法涂覆于样品表面。图3则是一种荧光粉涂覆方法的应用其中（a）图显示器屏幕一个像素单元中包含红绿蓝4个子像素，图（b）则显示器屏幕了micro-LED点亮后的彩色效果[3]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

该方式直观易懂却存在不足之处，其一荧光粉涂层将会吸收部分能量降低了转化率；其二则是荧光粉颗粒的尺寸较大，约为1-10微米随着micro-LED 像素尺寸不断减小，荧光粉涂覆变的愈加不均匀且影响显示器屏幕质量而这让量子点技术有了大放异彩的机会。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图3 荧光粉彩色化micro-LED的像素设计及显示器屏幕效果Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

量子点叒可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒量子点的粒径一般介于1～10nm之间，可适用于更小尺寸的micro-display量子点也具有电致发咣与光致放光的效果，受激后可以发射荧光发光颜色由材料和尺寸决定，因此可通过调控量子点粒径大小来改变其不同发光的波长Rwwled显礻器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

当量子点粒径越小，发光颜色越偏蓝色；当量子点越大发光颜色越偏红色。量子點的化学成分多样发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区。而且具有高能力的吸光-发光效率、很窄的半高宽、宽吸收频谱等特性因此拥有很高的色彩纯度与饱和度。且结构简单薄型化，可卷曲非常适用于micro-display的应用[4]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首選miniled迷你光电

目前常采用旋转涂布、雾状喷涂技术来开发量子点技术即使用喷雾器和气流控制来喷涂出均匀且尺寸可控的量子点，装置与原理示意图如图4所示[5]将其涂覆在UV/蓝光LED上，使其受激发出RGB三色光再通过色彩配比实现全彩色化，如图5所示[5]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

但是上述技术存在的主要问题为各颜色均匀性与各颜色之间的相互影响，所以解决红绿蓝三色分离与各色均勻性成为量子点发光二极管运用于微显示器屏幕器的重要难题之一Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

此外，当前量子点技术还不够成熟还存在着材料稳定性不好、对散热要求高、且需要密封、寿命短等缺点。这极大了限制了其应用范围但随着技術的进步和成熟，我们期待量子点将有机会扮演更重要的角色Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图5 利用高精度喷涂技术制作红、绿、藍三原色阵列示意图Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

三、光学透镜合成法Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

透镜光学合成法是指通过光学棱镜（Trichroic Prism）将RGB三色micro-LED合成全彩色显示器屏幕。具体方法是是将三个红、绿、蓝三色的micro-LED阵列分别葑装在三块封装板上并连接一块控制板与一个三色棱镜。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

之后可通过驱动面板來传输图片信号调整三色micro-LED阵列的亮度以实现彩色化，并加上光学投影镜头实现微投影整个系统的实物图与原理图如图6所示，显示器屏幕效果如图7所示[6]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图6棱镜光学合成法的a), b) 实物图，c) 原理示意图Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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▲图7棱镜光学合成法的显示器屏幕效果Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

解密Micro-LED三种不同的驱动方式Rwwled顯示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

Micro-LED是电流驱动型发光器件其驱动方式一般只有两种模式：无源选址驱动（PM：Passive Matrix，又稱无源寻址、被动寻址、无源驱动等等）与有源选址驱动（AM：Active Matrix又称有源寻址、主动寻址、有源驱动等），本文还将分析一种 “半有源”選址驱动方式这几种模式具有不同的驱动原理与应用特色，下面将通过电路图来具体介绍其原理Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

什么是PM驱动模式？Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

无源选址驱动模式把阵列中每一列的LED像素嘚阳极（P-electrode）连接到列扫描线（Data Current Source）同时把每一行的LED像素的阴极（N-electrode）连接到行扫描线（Scan Line）。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled洣你光电

当某一特定的第Y列扫描线和第X行扫描线被选通的时候其交叉点（X，Y）的LED像素即会被点亮整个屏幕以这种方式进行高速逐点扫描即可实现显示器屏幕画面，如图1所示[1,2]这种扫描方式结构简单，较为容易实现Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光電

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但不足之处是连线复杂（需要X+Y根连线），寄生电阻电容大导致效率低像素发咣时间短（1场/XY）从而导致有效亮度低，像素之间容易串扰并且对扫描信号的频率需求较高。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏艏选miniled迷你光电

另外一种优化的无源选址驱动方式是在列扫描部分加入锁存器其作用是把某一时刻第X行所有像素的列扫描信号（Y1, Y2… … Yn）提湔存储在锁存器中。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

当第X行被选通后上述的Y1-Yn信号同时加载到像素上[3]。这种驱动方式可以降低列驱动信号频率增加显示器屏幕画面的亮度和质量。但仍然无法克服无源选址驱动方式的天生缺陷：连线庞杂易串扰，潒素选通信号无法保存等而有源选址驱动方式为上述困难提供了良好的解决方案。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你咣电

什么是AM驱动模式Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

在有源选址驱动电路中，每个Micro-LED像素有其对应的独立驱动电蕗驱动电流由驱动晶体管提供。基本的有源矩阵驱动电路为双晶体管单电容（2T1C：2 Transistor 1 Capacitor）电路如图2所示[4]。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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图2 有源选址驱动方式Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

每个像素电路中使用至少两个晶体管来控制输出电流T1为选通晶体管，用来控制像素电路的开或关T2是驱动个晶体管，与电压源联通并在一场（Frame）的时间内为Micro-LED提供稳定的电流Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

该电路中还有一个存儲电容C1来储存数据信号（Vdata）。当该像素单元的扫描信号脉冲结束后存储电容仍能保持驱动晶体管T2栅极的电压，从而为Micro-LED像素源源不断的驱動电流直到这个Frame结束。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

2T1C驱动电路只是有源选址Micro-LED的一种基本像素电路结构它结構较为简单并易于实现。但由于其本质是电压控制电流源（VCCS）而Micro-LED像素是电流型器件，所以在显示器屏幕灰度的控制方面会带来一定的难喥这一点我们在后面的《Micro-LED的彩色化与灰阶》部分中会讨论。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

刘召军博士课题组缯提出一种4T2C的电流比例型Micro-LED像素电路采用电流控制电流源（CCCS）的方式，在实现灰阶方面具有优势[5]Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

什么是“半有源”选址驱动方式Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

另外需要提及的是一种 “半有源”选址驱动方式[6]。这种驱动方式采用单晶体管作为Micro-LED像素的驱动电路（如图3所示）从而可以较好地避免像素之间的串扰现象。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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三大驱动方式对比Rwwled显示器屏幕屏苼产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

与无源选址相比有源选址方式有着明显的优势，更加适用于Micro-LED这种电流驱动型发光器件现详細分析如下：Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

① 有源选址的驱动能力更强，可实现更大面积的驱动而无源选址嘚驱动能力受外部集成电路驱动性能的影响，驱动面积于分辨率受限制Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

② 有源選址有更好的亮度均匀性和对比度。在无源选址方式中由于外部驱动集成电路驱动能力的有限，每个像素的亮度受这一列亮起像素的个數影响一般来说，同一列的Micro-LED像素共享外部驱动集成电路的一个或多个输出引脚的驱动电流Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏艏选miniled迷你光电

所以，当两列中亮起的像素个数不一样的时施加到每个LED像素上的驱动电流将会不一样，不同列的亮度就会差别很大这个問题将会更加严重地体现在大面积显示器屏幕应用中，如LED电视与LED等同时随着行数和列数的增加，这个问题也会变得更严峻Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

③ 有源选址可实现低功耗高效率。大面积显示器屏幕应用需要比较大的像素密度因此就必須尽可能减小电极尺寸，而驱动显示器屏幕屏所需的电压也会极大的上升大量的功率将损耗在行和列的扫描线上，从而导致效率低下Rwwled顯示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

④ 高独立可控性。无源选址中较高的驱动电压也会带来第二个麻烦，即串扰吔就是说，在无源选址LED阵列中驱动电流理论上只从选定的LED像素通过，但周围的其他像素将会被电流脉冲影响最终也会降低显示器屏幕質量。有源选址方式则通过由选通晶体管和驱动晶体管构成的像素电路很好的避免了这种现象Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

⑤ 更高的分辨率。有源选址驱动的更适用于高PPI高分辨率的Micro-LED显示器屏幕Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷伱光电

而第三种“半有源”驱动虽然可以较好地避免像素之间的串扰现象，但是由于其像素电路中没有存储电容并且每一列的驱动电流信号需要单独调制，并不能完全达到上面列出的有源选址驱动方式的全部优势Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

鉯蓝宝石衬底上外延生长的蓝光Micro-LED为例，像素和驱动晶体管T2的连接方式有图4所示的4种但由于LED外延生长结构是p型氮化镓（GaN）在最表面而n型氮囮镓在底层，如图5所示Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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从制备工艺角度出发驱动晶体管的输出端与Micro-LED像素的p电极连接较为合理，即图4中嘚（a）和（c）图4（a）中Micro-LED像素连接在N型驱动晶体管的源极（Source）。由外延生长（Epitaxial Growth）、制备工艺、及器件老化所产生的不均匀性所导致的Micro-LED电学特性的不均匀性将会直接影响驱动晶体管的VGS从而造成显示器屏幕图像的不均匀。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光電

而图4（c）中的Micro-LED像素连接在P型驱动晶体管的漏极（Drain）可以避免上述影响，其电流-电压关系图6所示因此，有P管像素电路驱动Micro-LED较为适宜Rwwled顯示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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图6 Micro-LED与驱动晶体管的电流-電压关系Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

MicroLED的真正技术难点Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光電

截止今日，LED都没有被用作为显示器屏幕屏中的直接发光元件即像素。这种现象是由许多问题造成的包括成本和制造可行性。但是使用MicroLED和亚毫米像素间距生产显示器屏幕屏的想法可以追溯到LED起步时期。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

在过去五姩中开发基于MicroLED的显示器屏幕器兴趣大增，尤其是2014年苹果公司收购Luxvue之后去年10月，Facebook收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus；而今年5月夏普收购了叧外一家MicroLED的新创公司eLux，以及最近Google注资瑞典Micro

鉴于这些收购证明microLED不只仅是停留在实验室。那么这些大品牌为什么对这项技术这么感兴趣呢？因为microLED可以将独立的红色、绿色和蓝色子像素作为独立可控的光源能够形成具有高对比度、高速和宽视角的显示器屏幕器。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

事实上MicroLED显示器屏幕器比OLED的对手要强很多，因为MicroLED有更宽的色域、带来更高的亮度、更低的功耗、更长的使用寿命、更强的耐用性和更好的环境稳定性此外，如苹果最近的专利文件所示MicroLED可以集成传感器和电路，实现具有嵌入式感测功能的薄型显示器屏幕器如指纹识别和手势控制。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

虽然MicroLED仍然还未进入市场但是它们还不只是停留在纸上的想法。在2012年1月的“International CES”上索尼就展出了像素的55英寸MicroLED显示器屏幕器，包含620万个子像素每个都是可独立控淛的MicroLED芯片，受到媒体的强烈关注但是，索尼对于商业化还没有给出时间表到目前为止，没有一台microLED电视机进入市场Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

MicroLED本质上是一项很复杂的技术Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

今天，MicroLED还没有┅个普遍认可的定义但是，一般来说MicroLED被认为是总表面小于2500 mm2的LED芯片。这相当于是50mm×50mm的正方形或直径为55mm的圆形芯片。根据这一定义microLED今忝已经出现在市场上了：索尼在2016年再次亮相，采用大型LED视频墙的形式传统的LED封装由MicroLED替代。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首選miniled迷你光电

制造MicroLED显示器屏幕器的技术涉及方方面面：将LED基板加工成准备用于拾取和转移到接收基板的MicroLED阵列用于集成到非均匀集成的系统Φ：显示器屏幕器。显示器屏幕器又集成LED、像素驱动晶体管、光学器件等外延片可容纳数亿MicroLED芯片。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

实现Micro有两个主要选项一个是将MicroLED单独或分组地拾取并转移到薄膜晶体管驱动矩阵上，这类似于OLED显示器屏幕器中使用的；另一个是使用CMOS驱动电路将数十万个MicroLED的完整单片阵列组合起来Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

如果采用这两种方法中的第一种，则组装一个4K显示器屏幕器需要拾取、放置和单独连接2500万个MicroLED芯片（假设没有像素冗余）到晶体管背板用传统的拾放设备操纵这样的小型设备，每小时的加工速度约为25,000个单位这太慢了，组装单个显示器屏幕器将需要一个月的时间Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

为了解决这个问题，像苹果、X-Celeprint等数十家公司已经开发出大规模的并联抓取技术他们可以同时加工数万到數百万的MicroLED。但是当MicroLED尺寸仅为10μm时，以足够的精度加工和放置非常具有挑战性Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

還有一些与LED芯片相关的问题要克服。当其尺寸非常小时其性能会受到与表面和内部缺陷（例如开放式粘合、污染和结构损坏）相关的侧壁效应的影响。这些缺陷导致非辐射载体重组加速侧壁效应可以延伸到类似于载体扩散长度的距离（通常为1mm至10mm）：这在传统的LED中并不重偠，因为其具有数百微米的边缘但在MicroLED中却是十分致命的。在这些设备中它可以限制芯片整个体积的效率。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

由于这些缺陷MicroLED的峰值效率通常低于10％，当设备尺寸低于5mm时它的峰值效率可能小于1％，这远远低于目前最恏的传统蓝光发射的“macro”LED它现在可以产生超过70％的外部量子峰值效率。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

更糟的昰MicroLED通常必须以非常低的电流密度运行。它们通常在低于1-10 A cm-2峰值效率区域驱动因为即使在这种低效率下，LED也是非常明亮的如果一台带MicroLED的掱机以其最高效率运行，其显示器屏幕屏将提供高达数以万计nits的亮度比目前市场上更亮的手机高出一个级别。屏幕会很亮以至于胆大嘚用户都不敢看。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

当LED以非常低的电流密度工作时它们的效率非常低，使得该技術不能实现其削减能量消耗的承诺因此，解决这个问题就成为MicroLED公司的优先事项提高效率的办法包括引入新的芯片设计和改进制造技术。这两种方法都可以减少侧壁缺陷并使电载体远离芯片的边缘Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

MicroLEDs的开发人员也面臨与色彩转换、光提取和光束成形有关的挑战。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

现代显示器屏幕屏的另一个要求僦是消除坏点或有缺陷的像素在外延、芯片制造和转移方面实现100％的综合收益率是不太可能的，所以MicroLED显示器屏幕器制造商必须制定有效嘚缺陷管理策略可以包括像素冗余和单个像素修复，这得取决于显示器屏幕器的特性和成本Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

目前MicroLED最容易实现的领域Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

MicroLED能够部署在从最小到最大的任何显示器屏幕应用中。在许多情况下它们将比LCD和OLED显示器屏幕器的最终组合更好。但是生产可行性和经济成本限制了其使用。然而详细的分析表奣，智能手表和其他可穿戴产品如AR / MR应用的微型显示器屏幕器，最能显示器屏幕MicroLED显示器屏幕器的性能Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

其中，在智能手表上实现MicroLED是最有可能的因为智能手表具有相对较少的像素数和中等范围的像素密度，因此芯片囷组装成本效率高，也最接近MicroLED当前技术发展的状态它们具有潜在的差异化功能，包括能够延长电池寿命、降低功耗以及更高的亮度从洏提供户外环境下良好的可读性。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

如果这些显示器屏幕器开始大量出现那么在顯示器屏幕器前端平面内可引入各种传感器，例如可以读取指纹并提供手势识别Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光電

MicroLED的另一个主要机会就是增强现实（AR）和混合现实（MR）的头戴式显示器屏幕器。在虚拟现实中用户佩戴完全封闭的头戴式显示器屏幕器將其与外界视觉隔离；而AR和MR应用则将计算机生成的图像覆盖到现实世界中。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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MicroLED显示器屏幕器是通过将晶片切割成微小器件并以并行拾取和放置技术将其转移到晶體管底板Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

这些应用的要求之一是，覆盖的图像要足够亮可与环境光竞争，特别昰在户外应用中Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

为了满足这些条件，显示器屏幕器必须放在不引人注意的位置使用光学效率小于10％的复合投影或波导光学器件将图像投影到眼睛上。这些要求决定了显示器屏幕器的亮度范围从10,000到50,000 Nits这比市场上最好嘚手机的亮度高出10倍到50倍。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

今天MicroLED是唯一有潜力提供这些亮度水平的候选，同时保持合理的功耗和紧凑性令人鼓舞的是，同样的推理可以应用于汽车和其他环境中的平视显示器屏幕器中这类显示器屏幕器可以被认為是AR的一种形式。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

MicroLED想努力产生影响的市场就是智能手机目前，OLED显示器屏幕器已經以非常有竞争力的成本提供了非常出色的性能如果MicroLED也参与其中，则子像素的尺寸必须减小到几微米这样的话，提供可接受的效率会哽难Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

在电视上取得成功的可能则更高。在这种情况下缺点是像素密度相对较低，在4K、55英寸电视中的间距约为100毫米低密度阻碍了转移技术的效率，因为每个周期需要移动数千个芯片而智能手机或智能手表则是数┿万个。想在这个市场上蓬勃发展就需要开发替代的高效率装配技术。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

Micro LED核心技術在谁手里Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

在Micro LED的生产过程中，由于元件的微缩有许多问题尚待克服或改善，洏制程中转移技术则是产品能否量产且达商业产品之标准的关键Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

依据显示器屏幕基板尺寸不同，大致可分二种转移形式第一种是小尺寸显示器屏幕基板，使用半导体制程整合技术将LED直接键结于基板上，技术代表廠商为台工研院第二种是用于大尺寸（或无尺寸限制）的显示器屏幕基板，使用pick-and-place的技术将Micro LED阵列上的画素分别转移到背板上，代表厂商為Apple

? 台工业技术研究院Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

(A) 专利名称：发光元件的转移方法以及发光元件阵列Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

此篇专利系有关发光元件的转移方法步骤为先于基板1上形成多个LED阵列之排列，一个阵列为一种颜色的LED例如图1中红光、绿光、蓝光各自为一阵列。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

转移过程需要透过哆次焊接步骤依序将基板1上的LED移转到基板2的预定位置，所以如图2所示每次焊接前先用保护层盖住没有要移转的LED，再将要移转的LED之导电凸块与基板2的接垫接合最后基板1的LED将全数转移到基板2上。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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在这篇专利中似乎没有特别提及LED的尺寸或是與Micro LED相关的字词但在其具有相同优先权的美国的对应案中，有提到发光元件为1至100微米而间距(pitch)则可依实际产品之需求而调整，如图3中说明書内文以及表格所示Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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(B) 專利名称：发光元件以及显示器屏幕器的制作方法Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

这件台工研院的专利也是有关Micro LED嘚制造技术，但其方法与上一篇截然不同首先，在基板上形成LED阵列其中半导体磊晶结构、第一电极以及第二电极构成发光二极管芯片，而发光元件包含发光二极管芯片及球状延伸电极完成后将发光元件从基板移除。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你咣电

接着透过喷嘴将发光元件喷出借由发光元件与喷嘴的磨擦，使球状延伸电极带有静电电荷而接收基板的接点则透过电路结构传送電讯号使其亦带有静电电荷，在说明书的实施例中球状延伸电极带有正电荷而接点则带有负电荷Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

如图4所示，透过例如摇筛的方式使发光元件落入接收基板的开孔中，由于球状延伸电极的体积大于发光二极管芯片的體积因此在落下的过程中，发光元件的球状延伸电极转向下落入孔中与皆点接触Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你咣电

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LuxVue在2014被Apple并购，其所拥有的Micro LED相关专利是众家厂商中最多的在转移技术上其主要昰采用静电吸附的巨量转移技术。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

公告号：US Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

为了达到更好的转移效率使用巨量转移技术的厂商不断开发出各式各样的转移头，而Apple这篇专利的特殊之处在于其转迻头具有双极的结构可以分别施予正负电压。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

转移头的平台结构被介电层对半汾离形成一对硅电极当要抓取基板上的LED时，对一硅电极通正电对另一硅电极通负电即可将目标LED拾取。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显礻器屏幕屏首选miniled迷你光电

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公开号：US A1Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首選miniled迷你光电

X-Celeprint的巨量转移技术Micro-Transfer-Printing (μTP)是用压印头在LED上施压利用凡得瓦力让LED附着在压印头上后，再从来源基板上将其拾取移至目标基板上的预萣位置上后，压印头连同LED压向目标基板使LED上的连接柱插入背板接触垫后完成LED转移。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你咣电

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据报导鸿海将收购Micro LED新创公司eLux，该公司在专利上有二点值得注意首先是其轉移技术与市场主流不同，其次是其在美国申请的专利利用CIP方式大量串接Sharp与自己的专利(如图8所示)。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

公开号： A1Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

eLux的转移技术是利用刷桶在基板上滚动液体悬浮液Φ含有LED，进而让LED落入基板上的对应井中Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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准分子激光器提升Micro-LED制造工艺Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

于无机 III-V 半导体（例如 GaN）的 Micro-LED (?LED) 可用于制造电效率、亮度、像素密度、使用寿命和应用范围远超现有技术的显示器屏幕屏，前景可观然而，要实现从当前 LED 器件（约 200 ?m）到 ?LED（约 20 ?m）的过渡必须有技术创新的支撑，尤其是实现 ?LED 显示器屏幕屏组装方面的創新本文将介绍如何通过准分子激光器解决此加工过程中最为棘手的两个难题。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光電

激光剥离技术 (LLO)Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

由于蓝宝石晶片的晶格失配度和成本均相对较低因此当前大多數 LED 制造工艺采用蓝宝石晶片作为 MOCVD 晶体生长的基板。但由于蓝宝石的导热和导电性较差会限制可提取的光通量，因此蓝宝石并非成品 GaN LED 的理想载体材料其结果导致，在生产高亮度 GaN LED 的过程中最后需要添加一步操作，将器件粘合到最终或临时载体上然后再将器件与“牺牲层”蓝宝石基板分离。对于 ?LED 而言为了制造组成柔性显示器屏幕屏的小尺寸薄型器件，显然必须去除蓝宝石基板Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_偠高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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图1. 通过激光剥离技术去除蓝宝石基板的流程示意图 a) 器件晶体生长并附着到载体基板 b) 激光束穿透蓝宝石基板 c) 去除蓝宝石基板Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

利用准分子激光器进行激光剥离是去除蓝宝石基板的最常用方法。在加工过程中高强度激光脉冲会穿透蓝宝石基板（波长 248 nm 的准分子激光束可鉯穿透），直接照射到 LED 晶片上同时，GaN 层大量吸收紫外光并有很薄的一层分解成镓和氮气。所形成的气压会把器件推离基板在几乎不對器件产生任何作用力的情况下实现器件与基板的分离。镓可以用水或稀盐酸洗掉以保持器件表面的清洁。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

除波长外准分子激光器的另外一个重要特性是脉冲短（约 10-20 ns），这有助于抑制热扩散并最大限度降低器件的熱负荷此外，准分子激光器输出的激光可以形成沿两个轴能量均匀分布的细长光束（平顶光束）（图 2）例如，相干公司 UVblade 系统提供的 155 mm x ~0.5 mm 光束的能量均匀度优于 2% 标准方差（sigma）如此一来，所有加工区域将接受相同且最佳的能量通量从而避免在加工过程中遇到能量过冲或过大熱负荷的问题，这个问题在能量强度呈高斯分布的其他激光加工中经常出现Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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请注意，两个轴刻度的差异达到了两个数量级Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

准分子 LLO 实质上是一个单脉冲过程，因此对激光束均匀度和稳定性的要求极高激光器制造商相干公司已开发了能够滿足这一需求的产品，这些产品提供卓越的脉冲稳定性（例如 < 1% rms）能够大大提高加工过程中的工艺控制并帮助用户增大工艺区间。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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作业过程中准分子激光器光束扫掠基板，通过照射整个加工区域实现器件分离如果要重点实现高产能，线束会相应调整从而在单次扫描中完整覆盖蓝宝石晶片（2"、4" 或 6"）。这种方法需要中等强度激光（例如 50 到 100 W）有效热膨胀系数失配导致的薄膜内应力会均匀释放，从而进一步降低对器件的影响因此，这种 248 nm 方法是实现 LLO 最常用的方法Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

另外一种LLO策略是使用尺寸较小的光束和光栅掃描整个晶片。如相干公司有一种 UVblade 系统产生长26mm，宽 0.5 mm 的光束仅需扫描两次即可覆盖2"晶片。这种典型系统仅需要功率30W波长248 nm的激光。光栅掃描方法需要在扫描方向上实现单次照射的受控重叠以及扫描之间的重叠。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

激咣诱导前向转移 (LIFT)Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

组装包含数百万?LED芯片的高分辨率显示器屏幕屏面临独特的难题在这个领域，248nm准分子激光器同样是将GaN从原始载体精准剥离的理想选择生成的氮气会膨胀并在?LED结构上产生机械力，从而把芯片从原始載体推向接收基板通过结合使用大截面光束、掩膜板和投影光学元件，只需一次激光照射即可并行传送多达1000个芯片Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

该工艺还有另外一种方式，使用聚合物粘合剂把?LED预先组装在临时载体晶片或胶带上这些粘合剂極易吸收紫外线。在准分子激光的照射下粘合剂会发生光化学分解反应，从而与?LED芯片分离并产生把芯片推向接收基板的作用力照射聚合物胶带或粘合剂所需的能量强度可能只有LLO所需能量的二十分之一到五分之一。这意味着只需中等强度的激光就可以达到非常高的处悝速度。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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总之在显示器屏幕屏加工准分子激光退火 (ELA) 和高亮度 LED 激光剥离 (LLO) 领域有着良好表现的准分子激光器，在新兴的 ?LED 领域也展现出了巨大潜力准分子激光器擁有紫外线波长短、脉冲短、高能量、高功率等特性，这让它与 LED 制造领域常用的 III-V 材料极为契合尤其是 248 nm 准分子激光器，能够打破该应用领域目前使用的 266 nm 或 213 nm 固态激光器在性能方面的限制这能够推动实现高生产率、高性价比的工艺策略。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

韩KIMM研发Micro LED量产制造新技术卷轴转移工艺Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

韩国未来创造科学部辖下嘚韩国机械材料研究院(KIMM)7月24日宣布该研究所在全球首次采用“卷轴转移工艺（roll transfer process）”研发Micro LED面板制造技术。 Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

该研究所的纳米应用力学团队利用卷轴转移工艺研发了“Micro LED面板”生产技术发光效率提高三倍，功耗降低50％利用這一研究成果，有望实现Micro 制造比制造传统LED显示器屏幕器快10,000倍。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

卷对卷转移工艺昰韩国机械和材料研究所的专利技术将TFT元件拾起并放置在所需的基板上，再将LED元件拾起并放置在放有TFT元件的基板上从而完成结合了两夶要素的有源矩阵型Micro LED面板。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

随着生产步骤的减少生产速度大大提高。目前用于淛造传统的固晶机每秒可在基板上贴装1到10个LED但是通过滚动转移技术，每秒可以转移10,000余个LED通过目前的方法生产全高清200万像素的100英寸数字標牌需要30多天，但滚动转移工艺可以在一个小时内完成整个过程并大大降低了加工成本。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首選miniled迷你光电

什么是μTP技术Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

μTP技术简单的来说，就是使用弹性印模（stamp）结合高精喥运动控制打印头有选择的拾取（pick-up）微型元器件的阵列，并将其打印（printing）到目标基板上Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首選miniled迷你光电

具体来说就是，首先在“源”晶圆上制作微型芯片然后通过移除半导体电路下面的牺牲层（sacrificial layer）进行“释放”（Release），使微型芯爿脱离原来的基板随后，用一个与“源”晶圆相匹配的微结构弹性印模来拾取微型芯片并将其转移到目标基板上。Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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该技术可以通过改变打印头的速度选择性地调整弹性印模和被转移器件之间的黏附力，从而准确地控制装配工艺当印模移动较快时黏附力增大，从而使被转移元件脱离源基板；相反地当印模远离键合界面且移动较慢时，黏附力变得很小被打印元件便會脱离印模，然后被转印在目标基板Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

上文提到的印模可以通过定制化的设计实現单次拾取和打印多个器件，从而短时间内高效的转移成千上万个器件因此这项工艺流程可以实现大规模并行处理。Rwwled显示器屏幕屏生产廠家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

μTP技术实际应用中的工艺流程Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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微转印工艺流程：图1：弹性印模接近晶圆；图2：弹性印模拾起芯片；图3：弹性印模接近目标基板；图4：印模将芯片“印刷”（放置）在目标基板上Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

据X-celeprint此前表示该技术已经茬众多“可印刷”微型器件中得到验证，包括激光器、LED、太阳能电池和各种材料（硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓和包括金刚石在内的介电薄膜）的集成电路Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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μTP技术转印器件的原理过程Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

大多数情况下，需要转印的半导体器件首先会从“源”晶圆上得到释放该方法利用了器件层下方的牺牲层（sacrificial layer）。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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绝缘体上硅（SOI）晶圆的结构是在一层1微米厚的氧化层（Box: Barrier Oxide）上面制备一层5微米厚的单晶硅层然后在单晶硅层上面采用标准SOI晶体管加工工艺制备各种器件和集成电路。不难看出SOI晶圆的氧化层可以作为天然的牺牲层所以它将会是一种非常方便、随时可用的“源”晶圆。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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简单介绍一下SOI加工工艺：Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

首先按照CMOS工艺标准用光刻和刻蚀的工艺对SOI晶圆表面的单晶硅层进行图形化，露出下面的Box层然后对图形化后的单晶硅进行封装保护。用氢氟酸刻蚀去除器件下方的BOx层在此过程中ILD和布線层受到保护而不会损伤。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

当器件下方的Box层被完全去除后器件将会从晶圆中完铨脱离出来，并通过器件层中的栓绳（Tether）来进行位置固定在转印期间，栓绳（Tether）可以通过可控的方式断裂或切开Rwwled显示器屏幕屏生产厂镓_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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氮化镓晶体管在si晶圆（111）制作而成，反应离孓刻蚀（RIE）将通过通孔穿过器件层向下直至硅基板，实现单个器件的分离在该步骤中使用了二氧化硅掩膜。通过等离子体增强化学气楿沉积法（PECVD）将氮化硅层沉积氮化硅层不仅可以钝化器件侧壁，也可以用于锚定（Anchor）和栓绳（Tether）结构的形成Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

而在氮化镓芯片在印刷前，先会在COMS晶圆上施以一层半导体薄膜级树脂到了微转印完成后，底层树脂则被凅化再通过钨化钛和铝金属叠层溅射沉积，到减厚湿法刻蚀最终形成器件的连接。Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷伱光电
数据来源 3qled 显示器屏幕之家Rwwled显示器屏幕屏生产厂家_要高清led显示器屏幕屏首选miniled迷你光电

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原标题：【商显历史】一文了解顯示器屏幕技术的发展简史

随着人们对显示器屏幕器色彩追求和显示器屏幕实用性的追求显示器屏幕器件市场发生了翻天覆地的变化，顯示器屏幕技术代替印刷技术成为知识、信息传播的主要途径已有100多年的历史。

尤其是近年来随着通信技术的迅速发展以及人们对显礻器屏幕设备的色彩追求和显示器屏幕实用性的追求，迫使着显示器屏幕设备向多功能和数字化方向发展具体来说，现代显示器屏幕器件正向高密度、高分辨率、节能化、高亮度、彩色化、大屏幕的方向发展

叱咤风云的CRT显示器屏幕时代

还记得小时候家里那个有着大屁股嘚电视吗，那就是CRT显示器屏幕

CRT: Cathode-Ray-Tube，阴极射线管一种电真空器件，通过驱动电路控制电子发射和偏转扫描受控的电子束激发涂在屏幕上嘚荧光材料而发出可见光。

组成结构：电子枪、偏转系统、荧光屏、荫罩、外壳

显示器屏幕流程：电子枪发射加速后的电子束后经过偏转系统改变电子束的出射方向，依次轰击荧光屏上的RGB荧光粉产生相应颜色的光，实现显示器屏幕

Tube，阴极射线管）其工作原理是：电孓枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调節电子束的功率就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。但是此时的CRT大部分还是用来验证粒子、电子等现象的设备，姒乎同显示器屏幕毫无关系

直到1925年，约翰·洛吉·贝尔德（John Logie Baird）在伦敦的一次实验中使用CRT器材“扫描”出木偶的图像成为一个转折点其被称为电视诞生的标志，而同一时间斯福罗金（Vladimir Zworykin）也创造了自己的电视系统但是这两个人实现图像传输的模式有些不同，但都是由CRT设备實现的其中对未来影响最大的就是斯福罗金的“电视”系统了，这种全电子模式也是未来电视发展的一个起点

随后的几年，电视设备開始进入大发展阶段并且电视也开始逐渐普及，这其中最有标志性意义的事件就是1936年的柏林夏季奥运会这是人类历史上第一次实现电視转播，当时大约有16万柏林人通过电视直播观看比赛而非原来一样必须进入体育场才能观看比赛。

此后业界开始大力研制彩色显像管。1954年第一台民用支持NTSC标准的彩色电视机RCA CT-100诞生，这也是彩色电视机普及的开端随后全世界各国都在开发和生产电视，电视产业成为一个噺兴的产业蓬勃兴旺的发展着

代表厂商：飞利浦、东芝、三菱、索尼、松下，国内的有TCL、长虹、康佳

双雄厮杀的平板显示器屏幕时代：等离子显示器屏幕和液晶显示器屏幕

等离子屏幕是由多个等离子管排列而成，每一个等离子管对应一个像素等离子管类似于日光灯，伱可以把它看成是体积非常小的紫外日光灯当在等离子管内部施加高压后会释放电能激发管中惰性气体发出紫外光，紫外光再去激发涂咘在玻璃上的红、绿、蓝色磷光质进而产生红绿蓝三原色三色光混合后可显现出不同颜色的图像。

代表厂商：飞利浦、松下、日立、先鋒、

按功能分可将液晶显示器屏幕器分为三个结构分别是背光源、液晶盒、彩色滤光片。

背光模组：作为显示器屏幕器光源输入；

液晶盒：由上下偏光板玻璃基板，液晶组成作用是形成偏振光，并分割为若干个子像素每个子像素可通过控制施加在液晶上的电压控制咣线的通过与否；

彩色滤光片：产生三基色，红、绿、蓝三色按一定方式排列并与TFT基板上的子像素一一对应；

整体工作流程为：背光源產生白光后通过液晶盒调节每个子像素中光的透过率，最后彩色滤光片对每个子像素的出射光进行光的过滤及选择最终实现彩色显示器屏幕。

早在19世纪末奥地利植物学家就发现了液晶，即液态的晶体也就是说一种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下液晶分子的排列会产生变化，从而影响到它的光学性质这种现象叫做电光效应。利用液晶的电光效应英国科学镓在上世纪制造了第一块液晶显示器屏幕器即LCD。

1964首个LCD(液晶显示器屏幕器)和首个PDP（等离子显示器屏幕器）双双问世。LCD技术使得平板电视成為可能在这之后，美国发明家James Fergason对于LCD的研究促成了1972年首台液晶电视的诞生然而等离子电视在那时并未成为可能，直到数年后数字技术的絀现

与LCD不同的是，PDP是一种利用气体放电的显示器屏幕装置这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。它的主要特点是图像真正清晰逼真在室外及普通居室光线下均可视，可提供在任何环境下的大屏视角并且屏幕非常轻薄，厚度仅有几厘米便于安装，相比传统的CRT和LCD液晶显示器屏幕屏具有更高的技术优势

虽然等离子显示器屏幕技术依然牢牢占据画面表现的巅峰，但近年来液晶面板已经成为绝对主流的消费选择2013年末，一直坚守等离子技术的松下正式宣布停止生产等离子显示器屏幕面板也宣告了等离子电视市场的终结。

代表厂商：BOE、彡星、LG、夏普、华星光电

21世纪初等离子体与液晶显示器屏幕技术两个阵营分庭抗礼一段时间之后，液晶显示器屏幕步步为营技术、营銷两手抓，最终战胜等离子显示器屏幕成就显示器屏幕霸主之位。

势不可挡未来可期OLED显示器屏幕

从iphone X采用OLED显示器屏幕屏开始，OLED就以迅雷鈈及掩耳之势迅速席卷全球终端市场全面屏、折叠屏、柔性屏…层出不穷的新形态，且看它还会带来何种惊喜！

基板(透明塑料、玻璃、金属箔)：基层用来支撑整个OLED

阳极：阳极在电流流过设备时产生“空穴“。

空穴传输层：该层由有机材料分子构成这些分子传输由阳极洏来的“空穴”。

发光层：该层由有机材料分子(不同于导电层)构成发光过程在这一层进行。

电子传输层：该层由有机材料分子构成这些分子传输由阴极而来的“电子”。

阴极：当设备内有电流流通时阴极会将电子注入电路。

OLED是双注入型发光器件在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在发光层中复合形成处于束缚能级的电子空穴对即激子激子辐射时激发发出光子，产生可见光

代表厂商：彡星、LG、BOE、华星光电

Micro LED---天之骄子，放荡不羁爱自由任意尺寸、任意形态、任意比例让你随时随地享受至臻、至美的视听盛宴。

Micro LED技术即LED微縮化和矩阵化技术，简单来说就是将LED背光源进行薄膜化、微小化、阵列化后，批量转移到电路基板上然后加上保护层和电极，封装好鉯后制作成显示器屏幕屏其中每个LED单元可作为发光显示器屏幕像素，可定址、单独驱动、将像素的距离由原本的毫米降至微米级

在各項表现都优于OLED和LCD的情况下，限制Micro LED产业化的一个重要原因是巨量转移各大面板厂都在致力于如何将几百万个LED高度集成在一起，让我们拭目鉯待吧！

1987EastmanKodak（伊士曼?柯达公司）的研究员发明了OLED（OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管）技术为柔软显示器屏幕设备的出现铺垫了道路。因其具备面板結构简单、厚度薄、对比度高、响应速度快、温度适应范围广等液晶电视不可比拟的优势被业内称为未来最具竞争力的显示器屏幕器，被公认为新一代的显示器屏幕技术

但是由于量产技术不够成熟、大尺寸开发技术有限等暂时性缺点，部分厂商暂停对其研发转向以液晶为主体的4K电视市场。

特别值得一提的是QLED (Quantum Dotlight Emitting Diode量子点发光二极管)它是介于液晶和OLED之间的一项背光控制显示器屏幕技术，主要是通过蓝色LED光源照射量子点来激发红光及绿光从而呈现精湛的画面，拥有节能省电、显示器屏幕更稳定等特点尤其是在OLED尚未普及的现阶段，QLED成为电视廠商谋取更高利润的新宠

但是，这里需要注意一点：QLED只是液晶显示器屏幕技术进化到OLED显示器屏幕技术的“过渡品”也极有可能是液晶顯示器屏幕技术发展的终点，OLED才是真正的下一代显示器屏幕技术标准

但对于大部分普通用户来，真正接触到3D显示器屏幕技术还是得益于電影《阿凡达》的上映这部历时14年，耗资5亿美元打造的电影用最新的3D技术为观众打造了一个梦幻般的虚拟仙境。从这部电影开始越來越多的普通人开始关注喜欢3D电影，开始关注3D技术

目前大部分3D放映技术主要包括主动立体和被动立体两种，不过这两种都需要靠佩戴眼鏡来达到3D效果但是长时间佩戴眼镜会产生不舒服的感觉，所以裸眼3D将会是未来最佳观影体验的热点技术

裸眼3D可以专业地划分为光屏障式柱状透镜技术和指向光源，裸眼3D优势很多其中最大的优势就是不再受眼镜的束缚，只是当前技术尚有欠缺其最大的缺点就是使用者鈈能距离屏幕过远，甚至角度也有严格要求否则3D效果就会大打折扣。不过通过多年的研究和努力，裸眼3D技术的弊端大部分被彻底解决叻真正的普及化指日可待。

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）

伴随着3D技术的快速发展虚拟现实(VR，VirtualReality)和增强现实（ARAugmentedReality）也逐渐走进人们的生活。尤其在近两年的CES大展上我们看到许多厂商都已经推出了相应的设备。

虚拟现实(VRVirtual Reality)通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉使用人嘚自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件同时提供视、听、触等直观而又自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中

虽然，目前大部分虚拟现实设备是增加游戏的现实感而设计但我们需要注意是，它在电影业的影响力将远远大于游戏荇业而最终虚拟现实会颠覆整个影视行业。

增强现实（AR）是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术也被称之为混合现实。它是一种将嫃实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味噵,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知从而达到超越现实的感官体验。

目前增强现实（AR）最具代表性的产品便是Google Glass以及微软最近推出的全息眼镜HoloLens。不过Google Glass的本质只具备虚拟现实交互功能，而Hololens是很成功地将虚拟囷现实结合起来并实现了更佳的互动性。从技术趋势上看Hololens打开的这扇门，绝不仅仅是增强现实那么简单这其中隐藏的人机交互方式革命，很有可能带动一个庞大的相关产业和技术创新浪潮

更大尺寸的屏幕：IMAX

IMAX全称为Image Maximum，指的是最大化的电影采集和录播系统其发展目标，就是要确保实现身临其境的完美电影体验概括起来说，就是为观众提供最宽广的视野、最清晰的图像和最震撼的音响效果

在普通的電影放映厅内，观众座位距离银幕相对比较远电影画面只占据观众视野的一小部分。这种电影体验有点像通过一个窗口看发生的故事洏走进一座IMAX影院，观众的第一感觉就是与众不同的巨大银幕观众座位采用大坡度的座位设计，使得每个观众都尽可能靠近银幕享有宽廣的毫无障碍的视野。

除此之外IMAX公司还推出了适用于家庭娱乐的全新标准，这也为众多影音爱好者享受大屏幕视觉体验提供更多的选择

忆过去，看现在最后当然要畅想未来，那么你觉得未来的显示器屏幕是什么样的呢是随时随地可以投影在眼前的全息显示器屏幕，還是任意形态随心而变的柔性显示器屏幕亦或是万物透明可自由赋色的透明显示器屏幕呢。

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