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用于微型LED的激光提升技术

发布时间:[2019-05-22 17:09:39]


微型led的显示结构是小型化的led阵列。目前,单个微型led芯片的尺寸可小于10微米,这是传统LED尺寸的1%。每个微型led都可以视为一个像素,每个像素都可以实现地址控制,分离驱动和自发光。在结构上,微LED是pn结接触二极管,其由p型GaN材料和n型GaN材料形成,而两种材料都紧密接触。当在pn结的两侧施加正向电压时,即,在p型GaN侧施加正电压,并且在n型GaN侧施加负电压,在两侧的载流子上施加正电压。 pn结可以很容易地在彼此之间移动。然后发生电子空穴的辐射复合以产生光发射。

由于微型led芯片的特殊结构和发光原理,基于微型led芯片的显示屏具有像素高,色彩饱和度高,功耗低,亮度高,响应速度快,寿命长等优点。在显示质量方面,微型led的单芯片尺寸可小于10μm,因此微型led显示器可集成极高的像素密度。据相关数据显示,市场上OLED屏幕的苹果 X像素密度为458ppi,而微型led显示屏可达到2000ppi以上; 在性能方面,微型led由无机材料组成,微型led屏的使用寿命比由有机发光材料组成的易燃OLED屏的使用寿命长; 在技术层面,微型led显示屏采用单点驱动自发光技术,具有纳秒级(ns)的超快反应速度和效率。例如,VR行业中的应用。由于微型led的响应速度极快,它可以有效地解决拖尾和延迟问题,消除VR用户的眩晕,可以大大提高身临其境感,增强用户体验; 在能耗方面,采用pn结作为典型结构的微型led具有亮度高,能耗低的特点,可以延长可穿戴设备的使用寿命。它可以有效地解决拖尾和延迟问题,消除VR用户的眩晕,可以大大提高身临其境感,增强用户体验; 在能耗方面,采用pn结作为典型结构的微型led具有亮度高,能耗低的特点,可以延长可穿戴设备的使用寿命。它可以有效地解决拖尾和延迟问题,消除VR用户的眩晕,可以大大提高身临其境感,增强用户体验; 在能耗方面,采用pn结作为典型结构的微型led具有亮度高,能耗低的特点,可以延长可穿戴设备的使用寿命。

由于如此优异的性能,SAMSUNG,LG,SONY,京东方和华兴等面板制造商积极参与研发技术存储。微型LED显示技术发展非常迅速。

 

微型显示器中的关键激光剥离技术

微型LED显示屏具有优异的性能,但在技术水平上仍有待突破。其中一项关键技术是外延衬底的剥离。对于基于发光材料的微型芯片,由于GaN和蓝宝石之间的低晶格失配和低价格,蓝宝石衬底成为外延生长GaN材料的主流衬底。然而,蓝宝石衬底的非导电性和导热性差影响微型led器件的发光效率; 同时,脆性蓝宝石不利于微型LED在柔性显示器方向上的应用。基于以上原因和微型LED显示屏本身的优点,如高分辨率,高亮度,高对比度等,蓝宝石的激光剥离是必要的关键环节,

激光剥离基本上是单脉冲扫描过程,因此对激光束的均匀性和稳定性有很高的要求。由于对激光技术和工艺稳定性的高要求,世界上没有多少企业拥有这种技术并且可以将其应用于稳定生产中。目前,汉氏激光是我国稳定生产的唯一代表。

激光剥离技术使用高能脉冲激光束穿透蓝宝石衬底,同时光子能量在蓝宝石带隙和GaN带隙之间,蓝宝石衬底和外延GaN材料之间的界面通过激光剥离技术均匀扫描; GaN层吸取大量的光子能量并分解成液态Ga和氮,分离出Al 2实现了来自GaN薄膜或GaN led芯片的3衬底,使得蓝宝石衬底几乎可以在没有外力的情况下被剥离。


           
该设备使用全固态半导体(dpss)激光器作为光源。自行开发的266nm波长可用于稳定生产的激光倍频模块。它具有周期长,维护成本低的优点; 激光束,功率稳定性和激光效率远远优于国外的准分子设备。优异的加工性能,特别适用于剥离一些特殊的外延衬底(如图形蓝宝石衬底等); 焦深达到1000微米。对于翘曲的晶片,也可以在一定范围内确保稳定的剥离效果; 设备稳定性好,自动上下料,24小时连续生产,大大节省人力成本; 加工面积大,可选择性加工2~6英寸晶圆,配备高精度CCD相机,可以准确地实现区域剥离; 处理效率很高,例如4英寸晶圆,完成单芯片处理需要大约140秒,而传统的准分子装置需要300秒以上。卓越的性能使设备能够通过性能验证,并在许多光电企业,研究机构和工业大学中稳定运行。




在LLO激光剥离技术领域,大家不断积累行业经验,完善技术储备,不断改进和优化工艺,积极升级和更换设备,使技术和设备具有核心竞争力; 与此同时,大家已经提交了激光剥离技术和设备的相关专利申请。在微型领导的其他技术领域积极进行战略布局。对于开发过程中遇到的更多技术问题,它还可以提供相应的解决方案:

  1. 目前,可以通过稳定高产激光剥离剥离的单位微型led芯片有多大?可以剥离市场上出现的微型LED,其最小单位粒子为10-15μm。
  2. 如何将这些微导电转移到基板上,如何粘接,如何驱动电路?激光剥离后的大量转移已成为目前各种led工厂和板材厂的研发重点。致力于微引导相关过程的研究和开发。目前,相关的大型转移方案是激光d-bounding转移方案和接触转移方案。
 
  1. 由于微led的波长一致性差,led的颜色不均匀。为了制造与智能手机尺寸相同的整个微型LED面板,优质产品的速度非常低。微LED芯片的光学和电学特性的检测也是后续的主要困难。目前,正在进行检测领域的技术研究。
 

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