【摘 要】
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发光二极管（LED）具有发光效率高、功耗低、响应时间短等特点,在照明领域被广泛应用。当LED尺寸下降到微米级,能够在显示领域结合驱动电路达到更好的显示效果。相比于目前主流的传统液晶显示和有机发光二极管显示（OLED）,无论是在直接显示或作为液晶显示的背光源方面,Mini LED显示技术都具有巨大优势,能够在电脑、平板、电视等消费电子领域广泛应用。Mini LED显示技术被认为是今后主流发展方向。本
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发光二极管（LED）具有发光效率高、功耗低、响应时间短等特点,在照明领域被广泛应用。当LED尺寸下降到微米级,能够在显示领域结合驱动电路达到更好的显示效果。相比于目前主流的传统液晶显示和有机发光二极管显示（OLED）,无论是在直接显示或作为液晶显示的背光源方面,Mini LED显示技术都具有巨大优势,能够在电脑、平板、电视等消费电子领域广泛应用。Mini LED显示技术被认为是今后主流发展方向。本论文首先介绍了发光二极管发展历程和特性,并对目前广泛应用的显示技术进行了概括。采用图形化蓝宝石外延片设计并制备了尺寸大小为250×120μm的蓝光微小型发光二极管（Mini LED）,并对其光电性能进行了表征。采用了0201型发光二极管作为显示像素进行了Mini LED显示设计和制作,并对其进行性能测试和探究。主要内容如下:基于半导体工艺,对微小型发光二极管进行版图设计和工艺设计,选用蓝光图形化蓝宝石外延衬底进行制作。对其进行形貌和光电性能表征。Mini LED开启电压为2.48 V。在3 m A下,Mini LED的主波长为471.05 nm,峰值波长为467.94 nm,半高宽为19.5 nm,色坐标值为（0.1369,0.0547）。在电流密度为2.53A/cm~2时,裸芯的Mini LED外量子效率值为32.36%。电流密度为3.1 A/cm~2时,裸芯Mini LED流明效率为21.22 lm/W,能够辐射0.69 mw光功率。对RGB Mini LED显示进行设计,首先选取确定了设计思路,进行参数设计,并选取了合适的驱动IC和元器件。对0201型发光二极管进行了光电性能表征与分析,适用于Mini LED显示。对使用的元件进行原理图设计,并画出对应的封装layout图,建立封装库,使用Altium Designer17对PCB板进行Layout设计。最后进行PCB制板工艺设计和SMT贴片工艺设计,完成显示基板的制作。最终设计并制作的PCB基板为双层板,PCB板大小为363 mm×205 mm,显示区域对角线大小为14.1英寸,像素为96×64,宽高比为16∶9（H∶V）,像素间距为3.25mm（H）×2.74 mm（V）,采用PM驱动方式,扫描方式为共阴极静态扫描,分区数为6144。自主搭建调试平台,对RGB Mini LED显示基板进行图像检测分析,达到了local dimmimg效果,对不良像素点进行缺陷探究,对红绿蓝三个样品进行亮度和亮度均匀性为测试得到红光样品平均亮度为423.22 cd/m~2,亮度均匀性为99.58%;绿光样品平均亮度为1723.11 cd/m~2,亮度均匀性为99.94%;蓝光样品平均亮度为658.11 cd/m~2,亮度均匀性为99.68%。对三个样品在不同灰度下的光谱进行测试并得出半高宽值,波长一致性好,色彩偏差小。对蓝光样品作为背光源进行探究,通过加入量子点薄膜后,平均亮度为1096.11 cd/m~2,提升了66.55%。亮度均匀性提升了0.24%;加入一张增亮膜后,平均亮度为2060.78cd/m~2,亮度提升了88%。亮度均匀性提升了0.04%。
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