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[用于大规模材料改性的半自动带锯机]微型LED显示器中的关键激光剥离技术

日期:2019-06-18 15:41:41
2019年5月28日11: 20: 14来源:大足激光显示器和半导体设备事业部点击:4855 [机器业务网络专栏技术新闻]  2019美国拉斯维加斯在First Look活动期间,三星发布了一款新的模块化75英寸4K分辨率微型LED显示屏:The Window。与2014年三星CES展会上亮相的The Wall相比,The Window拥有更高的芯片密度,更好的分辨率,展品令人惊叹,引起了业界的关注和讨论。目前,微LED显示技术正处于蓬勃发展阶段,并且正在向市场应用靠拢,未来是有望的。  微型LED知识讲堂  微型LED显示屏的结构是一个小型化的LED阵列。目前,单个微型LED芯片的尺寸可以小于10米,这是传统LED尺寸的1%。每个微型LED可以看作一个像素,每个像素可以实现地址控制和独立的驱动器自发光。在结构上,微LED是由P型GaN材料和N型GaN材料彼此紧密接触形成的P-N结接触型二极管。当在PN结上施加正向电压时,即,正电压施加到P型GaN侧,并且负电压施加到N型GaN侧,PN结两侧的载流子可以很容易地相互制作。运动,然后辐射电子空穴重组,产生光发射。 Micro  LED阵列通过垂直交错的正负栅极连接每个Micro  LED的正极和负极。微电极通过电极线依次通电,以扫描方式照亮Micro  LED以显示图像。  由于Micro LED芯片的特殊结构特征和照明原理,基于Micro LED芯片的显示器具有像素高,色彩饱和度高,功耗低,亮度高,响应速度快,寿命长等显着优点。在显示质量方面,微型LED的尺寸可小至10米,因此微型LED显示屏可集成极高的像素密度。根据相关数据,OLED屏幕的iPhone X像素密度为458ppi,而Micro-LED显示屏可达到2000ppi以上。在性能方面,Micro LED由无机材料组成,与OLED的有机发光相比。材料,微型LED屏幕将持续更长时间;在技术层面上,Micro LED显示为单点驱动自发光技术,具有超快的响应速度和效率,单位为纳秒(ns)。例如,在VR行业中,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用户的晕眩,大大提高沉浸感,增强用户体验。在能量消耗方面,PN结是Micro LED的典型结构,具有高亮度和低功耗,可以延长可穿戴设备的使用寿命。  正因为如此优异的性能,它吸引了三星,LG,索尼,京东方和华兴等面板厂商积极开展技术研发储备,而微LED显示技术正在迅速发展。  微型LED显示屏中的关键激光剥离技术  微型LED显示屏具有卓越的性能,但仍需要在技术层面上打破。关键技术之一是外延衬底的剥离。基于GaN发光材料的微LED芯片在GaN和蓝宝石之间具有低的晶格失配并且便宜,因此蓝宝石衬底成为外延生长的GaN材料的主流衬底。然而,蓝宝石衬底的非导电性和差的导热性影响微LED器件的发光效率。同时,脆性材料蓝宝石不利于微LED在柔性显示方向上的使用。基于以上原因和微LED显示屏本身的高分辨率,高亮度,高对比度,激光剥离蓝宝石是必不可少的关键环节,激光剥离技术可以突出微LED的优势。  激光剥离工艺基本上是单脉冲扫描工艺,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极高要求,世界上没有很多公司拥有这种技术,可以用于稳定生产。在这个阶段,大多数国产激光器用于稳定生产。  激光剥离技术使用高能脉冲激光束穿透蓝宝石衬底。光子能量在蓝宝石带隙和GaN带隙之间,并且均匀地扫描蓝宝石衬底和外延生长的GaN材料之间的界面。光子能量被分解并形成液态Ga和氮,使得Al 2 O 3衬底可以与GaN膜或GaN-LED芯片分离,从而几乎不使用外力就可以剥离蓝宝石衬底。  激光辅助微型LED显示屏突破了技术瓶颈  自2013年以来,Dazu Display和半导体开始研究和开发激光剥离(LLO)技术的技术储备。它成功开发并推出了基于GaN的微LED和垂直结构LED晶圆蓝宝石衬底的剥离。全自动LLO激光剥离设备。  器件使用全固态半导体(DPSS)作为光源。自行开发的266nm波长可用于稳定生产激光倍频模块。它具有稳定周期长,维护成本低的优点。激光束和功率稳定,激光效率更高。来自国外的准分子设备,具有优异的加工性能,特别适用于一些特殊的外延基板(如图案蓝宝石基板),聚焦性极佳;焦波深度可达1000米,对于翘曲的晶圆,在一定范围内也可保证非常稳定的剥离效果;设备稳定性好,可自动上下料,24小时可连续生产,大大节省人工成本;处理宽度大,可以选择性地加工2~6英寸的晶片并具有高精度。 CCD摄像机可以准确地实现区域剥离;处理效率高。以4英寸晶圆为例,单芯片处理仅需约140秒,而传统的准分子设备则需要300秒以上。卓越的性能使该设备能够在许多光电子公司,研究机构和行业大学中通过性能验证和稳定运行。  大足独立开发的自动激光剥离设备  大足显示和半导体积累了行业经验,完善了技术储备,不断改进和优化工艺,积极升级设备,使技术和设备具有核心竞争力。与此同时,Dazu Display和Semiconductor提交了一项与激光剥离技术和设备有关的专利申请。   Dazu Display和Semiconductor也在积极战略性地部署Micro LED的其他技术领域。对于开发过程中遇到的更多技术问题,他们也可以提供相应的解决方案:   1.是否可以在大型LED LED芯片上进行稳定和高产量的激光剥离? Dazu Display和半导体公司可以激光剥离市场上已有10-15米最小单元尺寸的微型LED。   2.如何将这些微米级LED转移到基板上,如何粘合它们以及如何驱动电路?剥离后的大量激光已成为各种LED工厂和面板工厂研发的重点。 Dazu Display和Semiconductor致力于微LED相关技术的研发。目前,相关的巨大转移方案是激光D边界。转移计划和联系处理转移计划。   3.由于波长均匀性差,微LED的颜色不均匀。因此,有必要制造出当今智能手机大小的整个微型LED面板,并且产量非常低。检测微LED芯片的光学性能和电性能也是后续工作中的主要困难。目前,大型显示器和半导体技术的发展在检测中。  微LED技术的发展仍存在许多瓶颈,但由于微LED的优势和优势,该技术仍是未来的亮点。作为本地化高端设备的领先供应商,大足仙石和半导体始终紧跟市场需求,走在相关行业应用技术的前沿,为企业提供专业的激光解决方案。  (原标题:微型LED显示屏中的关键激光剥离技术) (资料来源:韩氏激光显示器及半导体设备部)
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