根據外媒AZO optics報道，近些年，科學家們已經陸續開發出一些具有高色彩飽和度和長壽命的白色發光二極管 (LED)，并開始將其用于柔性照明和顯示技術。另一方面，由于具有顏色可調、柔性、量子效率高、發射光譜窄并支持光致發光等性能優勢，膠體量子點(Colloidal QD)已經成為下一代照明技術的有力競爭者。這兩種技術的結合，在未來可能會取代有機發光二極管(OLED)和液晶顯示器 (LCD)。
實現顏色轉換的稀土元素材料
量子點材料的各種性能，有助于進一步降低Micro-LED顯示器的像素尺寸。
白光LED廣泛用于平面照明等領域，其用作顏色轉換材料的熒光粉通常都含有一些稀土元素 (REEs，Rare Earth Elements)。這是一種不可持續的方案，畢竟從長遠來看，開采和使用稀土元素對經濟和環境來說具有非常大的不利影響。
所以，開發具有高柔性、穩定性和光效的不含稀土元素的色彩轉換材料一直是這個領域的研究課題。近年來，市場上已經出現使用超薄OLED面板來制作柔性燈和柔性顯示器的產品，不過截至目前，這些產品還存在可靠性差和驅動電流高等問題。針對這些問題，研究人員做了相關研究，并顯著提高了量子點的光效、可靠性和顏色可調性。
先前研究人員建議的芯片方案
在這之前，對于一些便攜式消費電子產品所需要的柔性、輕薄和輕便需求，一些研究人員曾建議采用藍色或紫色LED芯片搭配膠體量子點膜作為柔性平面光源模組的設計。實際上，基于鈣鈦礦量子點(PQD，Perovskite Quantum Dot)的混合型LED，就具有非常高的色域潛力，非常適合用于顯示背光模組。
封裝量子點顏色轉換器和鈣鈦礦量子點的白光LED，以及具有高色域潛力的高穩定性介孔二氧化硅納米復合材料，已被廣泛用作顯示器背光源。另外，驅動電流算法也已廣泛用于
Mini-LED顯示器，它可以用來提升顯示器色域和顯示動態范圍。
制造和封裝廣角(WA，Wide Angle)迷你發光二極管(Mini-LED)器件
在這項研究中，研究人員提出了一種搭配量子點膜的廣角Mini-LED封裝技術，可生產一種用于便攜式QLED顯示器的柔性超薄平面背光源，相對于其他Mini-LED封裝方案，這種方案可以顯著減少相同區域所需LED數量。
廣角Mini-LED的封裝和制造
這種廣角Mini-LED封裝的基礎是發光波長在450 nm左右的GaN倒裝藍色LED芯片。具體到這項研究中，這些芯片的高度、寬度和長度分別為150um、127um和228.6μm。之所以選擇GaN倒裝芯片藍色LED芯片，原因是它具有低熱阻、無杯殼、能夠承受高電流密度以及無需引線鍵合等優勢。
具體的封裝工藝大體上分六個步驟，包括基板上涂布擴散層、基板上貼附導光膜、微芯片染料鍵合、側壁成型（Molding）、切割和與玻璃分離。
通過上述工藝步驟，研究人員制成了800 x 800 x 580 µm3的方形廣角Mini-LED封裝的器件。據介紹，這種方法不僅可以顯著減少所使用LED芯片數量，還賦予了整個光源超薄、柔性和高光效等性能。這些結果也表明，采用這些技術設計的廣角Mini-LED方形封裝為高端QLED 顯示應用提供了非常適合的背光源。
量子點膜的制造
通過將市場上的紅色和綠色量子點與紫外線聚合物相結合，研究人員進一步制作了一種混合量子點膜。接著，他們使用自動刮刀涂布機，將該混合量子點膜進一步涂布在一層用作保護膜的PET薄膜上，最終形成了一種具有三明治狀結構的量子點膜。之后，研究人員將這種具有PET/QD-PMMA/PET結構的量子點薄暴露于365 nm紫外線下30秒以完成固化。為了制造出最終具有ODL/PET/QD-PMMA/PET/ODL結構的成品膜，研究人員最后還需要使用刮刀涂布機將一種光學擴散層 (ODL，Optical Diffusion Layer) 涂布到PET/QD-PMMA/PET 薄膜兩側。
柔性電路板制作
研究人員在一片用環氧樹脂和玻璃纖維(FR4)制成的電路板上排列鍵合了3200顆上述封裝好的廣角Mini-LED。整個背光單元中除了最底側的電路板（含Mini-LED），上方還有上述鈣鈦礦量子點膜和棱鏡等其他光學膜材。這些部品組合在一起后，就構成了一片超薄、平坦且均勻的面光源。這里，光學膜一層一層地疊放在另一層上，它們之間的間隙很小。
結論
通過獨特的封裝方式設計，這種廣角Mini-LED的性能得到了極大的提高。與傳統的Mini-LED相比，中心亮度降低到26.5%，不過光取出效率提高到96.1%。與具有相同表面積的未封裝Mini-LED相比，它可以讓發光角度更寬，照明區域更大，單位面積LED顆數更少。這些發現，連同104.2%NTSC的高色域，都表明未來QLED顯示器可能會使用這種背光技術并實現更高的色域。
（來源：CINNO）
（來源：CINNO）
