GaN基微缩化发光二极管尺寸效应和阵列显示

设计制备了不同大小的单颗微缩化发光二极管(Micro-LED)和Micro-LED阵列.其中,单颗Micro-LED尺寸为40-100μm,其电极结构为共N极,P极单独引出;阵列像素数量为8×8,被动驱动结构,像素大小为60μm.器件制备过程中使用厚光刻胶作掩膜,刻蚀N型GaN外延片至衬底,形成隔离槽.通过优化电极结构和厚度,提高了P电极在隔离槽爬坡处的可靠性;使用现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)对Micro-LED被动阵列进行了驱动显示.对于不同尺寸的单颗Micro-LED进行了电学、光学、热学等方面的测试分析.结果表明:随着尺寸的减小,Micro-LED所能承受的电流密度越大;Micro-LED与普通蓝光LED相比具有较大的k系数,并且随着尺寸的减小,k系数的数值增大,热稳定性不如传统蓝光LED.FPGA可以实现对Micro-LED被动阵列的良好驱动.

基于离子注入隔离的微缩化发光二极管阵列性能

基于F离子注入隔离技术实现一种新型微缩化发光二极管(micromicro-LED)阵列器件,并系统研究注入能量及发光孔径对micro-LED阵列器光电性能的影响.研究结果表明:相比于F离子50 ke V单次注入器件, 50/100 ke V两次注入器件具有更好的光电性能,器件反向漏电降低8.4倍,光输出功率密度提升1.3倍.同时,在不同的发光孔径(6, 8, 10μm)条件下,器件反向漏电流均为3.4×10–8 A,但正向工作电压随孔径增大而减小,分别为3.3, 3.1, 2.9 V.此外,器件不同发光孔径的有效发光面积比(实际发光面积与器件面积之比)分别为85%, 87%, 92%.与传统台面刻蚀micro-LED器件相比,离子注入隔离技术实现的micro-LED器件具有较低反的向漏电流密度、较高的光输出密度及有效发光面积比.

小间距下光刻孔孔径对铟凸点阵列制备的影响

小间距下制备铟凸点阵列时,常出现铟凸点高度较低、均匀性较差的情况。文中研究了小间距条件下热蒸镀过程中光刻工艺所形成的光刻胶孔径对于铟凸点沉积质量所带来的影响,并选取了合适的光刻和蒸镀参数,在8μm间距的Micro-LED芯片上成功制备了高度为4μm的铟凸点阵列。实验表明,铟凸点的高度随光刻过程中形成的光刻胶孔径的增大而增大,增长率随之降低。在5μm大小的光刻胶孔径下制备得到的铟凸点阵列高度较高且均匀性较好。

Micro-LED显示器量化生产关键技术

为快速推动Micro-LED显示器产业化发展,结合Micro-LED微显示器的性能特点、制造工艺流程和产品应用优势,重点分析了基于硅/蓝宝石衬底的GaN外延生长技术、芯片侧壁原子层沉积技术、芯片转移和晶圆级键合等技术。通过显示产业材料、工艺设备、芯片制造、终端应用全产业链的上下游协同创新,快速突破Micro-LED量化生产关键技术,必将提升Micro-LED的产业化技术能力,带来新一轮显示技术升级换代。

基于量子点膜色转换的Micro LED全彩显示像素点仿真研究

从仿真角度出发,分析设计了基于量子点膜色转换方案像素点的整体结构模型,首先构建了蓝光Micro LED(micro light‑emitting diode,Micro LED)结构模型,研究了表面粗化和二维光栅两种提升Micro LED光提取效率(light extraction efficiency,LEE)的表面微结构;然后分别分析了有无该结构的蓝光Micro LED与侧壁挡光介质结合组成蓝色子像素点的LEE和光强分布随侧壁倾角变化的趋势;接着优化了量子点膜的模型参数,并分析了有无表面微结构的蓝光Micro LED对红绿子像素点光转换效率和光强分布的影响;最后对上述不同结构全彩像素点整体的色偏性能做了对比研究。仿真结果表明,具备表面粗化蓝光Micro LED和侧壁反射型挡光介质的像素点在0°~50°倾角下均可获得较大的正面LEE和低于0.02的色偏,相比其他结构更适合于量子点膜色转换方案。

Micro LED当前面临的瓶颈及技术进展

Micro LED技术作为下一代显示技术的前沿研究领域,具备高亮度、高对比度和高能效等优势。回顾了Micro LED技术的发展历程,重点介绍了其技术难点以及当前的进展情况。技术难点包括外延结构设计、芯片制备中的尺寸效应、全彩化问题、Micro LED系统集成和可靠性研究。当前的进展涵盖了侧壁效应抑制、全彩化方案、巨量转移技术、氮化物红光技术、色转换技术、垂直堆叠技术、CMOS和TFT驱动、三维集成技术、透明显示以及纳米LED。最后展望了Micro LED技术的未来发展方向,包括解决技术难题、推动产业化进程和实现更广泛的应用。