高散热+高透光,金刚石基Micro LED显示新方案


来源:中国粉体网   石语

[导读]  湖南大学金刚石相关专利

中国粉体网讯  近日,国家知识产权局信息显示,湖南大学申请一项名为“一种高散热型透明的金刚石基Micro LED显示器件以及透明显示系统”的专利,公开号为CN 122094277 A。



Micro LED显示技术作为下一代显示技术,因其高亮度、低功耗和快速响应等优势广受关注,但其产业化落地过程始终面临着工艺制程复杂、良率低以及成本高等难点。


在Micro LED显示技术趋于高密度集成和微型化工艺的背景下,散热问题成为影响器件性能与长期可靠性的主要技术瓶颈之一。尤其是在增强现实(AR)眼镜、智能玻璃、柔性穿戴、车载抬头显示(HUD)等高像素密度的透明显示应用场景中,器件面临着散热性能与透明度的双重挑战,使用玻璃或硅基衬底的传统方案难以同时兼顾散热管理和高透明度需求。


专利提供了一种高散热型透明的金刚石基Micro LED显示器件,显示器件采用高导热率的金刚石衬底并结合透明材料制备的驱动背板,在显著提升器件散热性能的同时,实现了高透明度与高集成度。


核心架构:金刚石衬底+透明组件,散热透光双优


显示器件核心结构包括金刚石衬底,半导体结构层,第一电极、第二电极,驱动背板及封装层。


金刚石衬底:采用金刚石薄膜作为衬底,其热导率极高(可达2000 W/m·K以上),能够为半导体材料提供机械支撑和高效散热路径,同时具备良好的光学透明性。金刚石衬底的厚度为50~150μm,可见光波段透过率大于≥85%。


半导体结构层:选用InGaN(绿光/蓝光)或AlGaInP(红光)材料,通过去除原生衬底+键合工艺转移至金刚石衬底,形成高效散热通道。


透明电极与驱动背板:电极采用ITO(氧化铟锡),兼顾导电与高透光;驱动背板为透明薄膜晶体管(TFT)阵列,源极、栅极、漏极用ITO,有源层用IGZO或ITO氧化物半导体,实现像素级透明驱动,避免遮挡出光。


灵活集成方案:驱动背板可与半导体层同侧(四周/上方)或异侧(衬底背面),通过平面引线、通孔或垂直微孔互连,适配不同场景的透光与散热需求。



性能突破:高透高集成,规避巨量转移难题


数据显示,该器件整体透明度超50%,异侧驱动方案可达70%以上;ITO基TFT驱动开关比超1010,驱动5μm像素时功耗占比<10%,64×64阵列可实现绿光1.6×107尼特亮度。


同时,将Micro LED发光材料与驱动背板集成在同一金刚石衬底上,结构紧凑,集成密度高,避免了复杂的巨量转移工艺,兼容现有的半导体制备工艺,有利于大规模生产及柔性应用。


参考来源:国家知识产权局


(中国粉体网编辑整理/石语)

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