LED微显示集成阵列芯片的设计及关键技术解析

LED是一种固体主动发光器件,在具体使用的时候具有工作电压低、发光效率高、响应速度快及性能稳定的特点。在社会的进步发展下,LED在装饰、医疗、微显示和通讯网络中得到了广泛的应用。为了能够更好地发挥LED在各个领域的应用,笔者基于LED的LED微显示集成阵列的具体设计问题进行分析。

光子晶体Micro LED微显示阵列加工及光学特性分析

Micro LED器件具有高亮度、低功耗和高可靠性等优点,但Micro LED显示像素巨量转移和光提取效率低的问题为其应用带来挑战。开发了具有高转移效率和出光效率的单片64×64 Micro LED微显示阵列,提出了倒装型GaN基单片Micro LED微显示阵列芯片和Si基驱动电路的设计方法及集成工艺。通过时域有限差分(FDTD)方法对Micro LED微显示阵列光学特性进行了建模分析,设计了一种提高Micro LED微显示阵列出光效率的光提取结构。结合仿真结果,开发了一种在Micro LED蓝宝石衬底表面制备光子晶体结构的聚焦离子束(FIB)微纳加工工艺,并进行了器件加工。测试结果表明,蓝宝石衬底上加工的光子晶体结构可以提高Micro LED器件的表面出光效率,光功率平均值提升了16.36%,对Micro LED微显示阵列加工及微显示像素光提取问题具有借鉴意义。

新颖的微流控光学变焦透镜阵列集成器件

提出一种微流控光学变焦透镜阵列芯片,以解决变焦透镜阵列的电控调谐和集成化制造方法问题。该器件的基本形式为"上盖片+内芯+下盖片"的三明治夹心结构,采用导电材料制作内芯,使得器件的制作简化,易于集成。透镜材料由折射率不同的两种不混合液体组成,利用电润湿效应控制两种液体的界面曲率,从而实现微透镜阵列焦距的电控调节。

用于集成成像3D显示的曲面微透镜阵列设计与仿真

针对集成成像3D显示观看视场范围小的问题和微透镜之间间隙的杂散光干扰导致的显示质量下降问题,提出了适合柔性显示及曲面显示器的曲面针孔/微透镜阵列结构.采用TracePro光学仿真软件对基于曲面针孔/微透镜阵列的集成成像3D显示的记录和重构过程进行仿真,结果显示:在记录和重构阶段,曲面针孔/微透镜阵列可以有效地减少透镜阵列之间杂散光引起的图像质量变差的问题;当记录和重构阶段均用曲面/针孔微透镜阵列时,记录三维物体的视角大,获得重构图像的视场角也相对较高.采用旋转接收屏法获取不同观看视角下的图像质量,当曲面针孔/微透镜阵列的曲面度数为30°时,重构图像质量最好.

微型LED阵列器件的发展及应用

LED型微阵列器件作为一种全固态的主动发光器件,拥有工作电压低、发光效率较高、响应速度快、性能稳定可靠、工作温度范围宽等优点。在同一芯片上集成LED阵列技术可以很好地满足自发光微显示、照明及通信等应用需求。目前,国内外在LED微阵列器件方面的研究进展十分迅速。回顾了LED微阵列器件的国内外研究进展及其潜在应用,并对LED微阵列器件未来的发展方向及应用领域作了展望。

基于GaN FET的LED微显示单片集成技术研究进展

发光二极管(LED)微显示技术由于其潜在应用而倍受关注。与主流的基于硅基驱动器的LED微显示技术不同,采用GaN场效应晶体管(FET)驱动的LED微显示技术制作的器件具有可靠性高和制作工艺简单等优势。总结了各种GaN FET驱动LED微显示的器件结构及性能,这些器件结构包括:直接利用LED外延结构制作FET驱动微型LED发光像素的横向集成结构、HEMT驱动微型LED发光像素的横向叠层结构、纳米线GaN FET驱动LED发光像素的垂直叠层结构。对基于GaN FET驱动的LED微显示技术的进展进行了综述。对GaN FET驱动的LED微显示技术的应用前景和研究方向进行了展望。

用于集成成像的针孔/微透镜组合阵列设计与仿真

集成成像3D显示是一种利用微透镜阵列进行三维信息记录和重现的技术,针对集成成像3D显示过程中,微透镜之间间隙导致的杂散光引起干扰以及微透镜所成像之间的串扰导致的重构图像质量下降原因,采用针孔阵列的不透光部分来屏蔽杂散光,构建了针孔/微透镜组合阵列结构。根据集成成像原理,分析针孔/微透镜组合阵列的参数,并利用Tracepro光学软件对集成成像3D显示过程进行仿真,结果显示:在记录和重构阶段,针孔/微透镜组合阵列都能有效减少通过微透镜之间间隙的杂散光引起的与成像无关的亮斑,提高图像显示质量;当记录阶段和重构阶段均采用针孔/微透镜组合阵列时,得到的重构图像质量最好。

基于可编程逻辑器件的LED显示屏控制系统设计

针对利用单片机设计LED显示屏控制系统中所存在的问题,提出了基于可编程逻辑器件设计和实现的大屏幕LED显示系统,并用串并结合的方案取代以往控制器和显示屏之间串行的数据传输方式。此外,增加光频转换器TSL235,根据环境变化实时调整显示亮度。该系统具有刷新速度快、亮度高、灵活配置、功耗低等特点,外接16 MHz时钟,显示屏能够清晰地显示汉字。

微透镜阵列显示技术研究

通过对微透镜阵列结构进行深入研究,揭示了微透镜阵列对微图形的放大原理。并在此基础上,找到了微透镜阵列结构参数、微图形结构参数与微图形阵列移动速度、移动方向以及放大倍率之间的关系,利用微透镜阵列实现了对微图形放大、动态、立体的显示。

平面集成微透镜阵列的研制

介绍了集成微透镜阵列光学器件 ,建立了开孔式离子扩散的数学模型 ,并对求解结果进行了分析和讨论。设计了离子交换型平面集成微透镜阵列的工艺流程及具体工艺参数 。

LED微显示技术

LED微显示是一种基于芯片上集成高密度二维发光二极管阵列的全固体主动发光器件,其拥有系统设计简单、光能利用率高、响应速度快及工作温度范围宽等优点。主要介绍了LED微显示技术实现方式、最新进展及其应用前景。

微显示芯片器件和晶圆技术现状及展望(下)

走向逼真自然的屏幕显示,本质上是人机界面的革命性飞跃,人机真正融为一体的数字多媒体体验,呼唤着超大屏幕显示技术的进步,亦为整个产业界带来新一轮机遇。本刊特约中芯国际的黄河博士撰文,介绍微显示芯片器件和晶圆技术的现状及展望,以飨读者。全文分两期刊发,本期刊出下篇。

加利福尼亚微设备公司集成LED驱动器

加利福尼亚微设备公司（California Micro Devices）推出其第一款PhotonIC系列集成LED驱动器。CM4600是一款能够驱动一个无线手持设备中所有LED的单个芯片。它可以支持主显示器和子显示器背光LED驱动器、RGB炫光驱动器以及相机闪光和键盘LED。器件通过标准PC接口进行编程，将各种功能集成在4mm×4mm（TQFN）封装内。

用可编程逻辑器件实现汽车运动状态显示

利用可编程GAL器件的特性 ,设计出一个完整的电路以实现车辆运动状态的显示 ,同时对器件的选择进行必要的分析。

平板显示与混合信号集成电路设计研究室

南开大学电光学院平板显示与混合信号集成电路设计研究室成立于2013年8月份,隶属于南开大学,教育部光电信息科学重点实验室,教育部光电子工程中心和光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室。由原来的南开大学光电子薄膜器件与技术研究所硅基微显示课题组和南开大学微电子工程系共同组成,专业方向为硅基微显示器件、微纳电子器件和数模混合集成电路设计。

平板显示与混合信号集成电路设计研究室

南开大学电光学院平板显示与混合信号集成电路设计研究室成立于2013年8月份，隶属于南开大学，教育部光电信息科学重点实验室，教育部光电子工程中心和光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室。由原来的南开大学光电子薄膜器件与技术研究所硅基微显示课题组和南开大学微电子工程系共同组成，专业方向为硅基微显示器件、微纳电子器件和数模混合集成电路设计。从1998年开始，

集成光学器件及应用

TN256 97010346集成光学外差器件干涉光信号的探测=The detectionof interferential optical signal for integratedoptical heterodyning device[会,中]/李也凡,周愈波,刘敬君(中科院长春物理所.吉林,长春(130021))∥吉林省光学学会1995年学术讨论会.—

光电集成与器件

TN256 2004010373 多模干涉型集成光学器件研究进展=Recent advances inmultimode interference integrated optical devices[刊,中]/马慧莲(浙江大学信息与电子工程系.浙江,杭州(310027)),王明华∥光电子·激光.—2003,14(4).—

微透镜阵列和自由空间光互连

日本的RWC、欧洲的ESPITⅢ等，以计算机的高速化，并行化为目标的光互连应用研究正在积极进行中。光互连方式的研究也因通道数量而在波导型光互连和自由空间光互连方面分别进行。要想利用自由空间光互连进行大规模光交换和光运算的研究也很多。本文主要讨论实现自由空间光互连所需要的光学器件技术和集成组装技术。