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思坦科技刘斌芝:第三代半导体光电器件与Micro-LED新型显示技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-05-27   来源:中国半导体照明网  浏览次数:302
近日,由半导体产业网、中国半导体照明网主办的2021 Mini/Micro-LED显示技术商业化应用论坛成功召开。论坛由第三代半导体产业技术创新战略联盟指导,与2021宁波国际照明展览会&第三代半导体技术应用创新展同期举办。
 
论坛期间,深圳市思坦科技有限公司工程中心总监刘斌芝分享了“第三代半导体光电器件与Micro-LED新型显示技术”主题报告。结合当前新型半导体显示的发展现状,分享了Micro-LED的发展与关键技术与Micro-LED产业化进程。
 思坦科技2
显示器由单色显示到彩色显示,由被动发光到主动发光、由有机材料到无机材料、由表面成像到空间成像、显示产品愈来愈趋于小型化、轻量化、智能化、立体化,高画质和低功耗是全世界共同追求的目标。Micro-LED半导体显示被认为是最符合上述要求的新型显示技术。
 
产业投入巨大,近来Micro-LED相关百亿以上投资项目,京东方、TCL、华灿、三安、康佳、雷曼、国星、瑞丰、洲明等企业纷纷加入布局。
 
Micro-LED技术,即LED微缩化和矩阵化技术,指在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列,是将LED进行薄膜化、微缩化和矩阵化的结果。Micro-LED一般要求芯片尺寸小于50μm,可实现每个图元单独定址和单独驱动发光。每片4英寸外延片可制备2微米尺寸Micro-LED像素1.27亿颗,相当于全彩8K显示器子像素数目的1.5倍。
作为新一代光电子芯片,LED发光器件不仅用于新型显示,也是通讯技术、探测技术、机器人技术的重要组成部分。随着发光芯片由毫米级进入到微米纳米量级,“尺寸效应”、“边缘效应”、“位错密度”等因素的重要性逐渐凸显,成为制约其性能的关键问题。10微米芯片的位错个数100/100um2,几十微米尺寸芯片中位错密度差别大约2~10倍。
 
基于第三代半导体的高性能氮化镓Micro-LED器件具有优良的光电特性与热稳定性,工作条件下温度上升对显示图像基本不产生影响,这是其他显示材料都达不到的。
 
Micro-LED电学特性与发光特性是两大关键指标,电学特性主要包括开启电压(VF)、理想因子(Ideal Factor)等。
报告分享了有源寻址显示技术,全集成的Micro-LED System-on-Panel (SoP)等技术,并指出全集成Micro-LED 片上系统的实现为未来高PPI移动终端显示打下了基础。
 
报告中介绍了Micro-LED巨量转移技术相关技术,包括精准抓取技术、选择性释放技术、自组装技术、转印技术。



 
选择性释放技术
 
报告指出,继续降低成本,让Micro-LED产品走进千家万户是产业化机遇与挑战。Micro-LED显示有五大驱动力:
 
实现超高亮度显示,Micro-LED的高亮度特点,可以达到100000nit使消费者在光照较强的环境中也能很容易看清屏幕,因此特别适合应用于产品经常在户外使用。
 
实现更高分辨率显示,其像素密度可以做到5000 PPI以上,远高于LCD和OLED的水平。
 
实现低功耗长续航时间显示,对于Micro-LED显示,由于其采用三原色子像素自发光的结构,其光效率理论上可以达到95%,其功耗大约只有LCD的10%,OLED的50%,将显著降低功耗、提升使用时间。
 
实现高对比度、高色域、更大视角的显示,由于每个像素的发光点尺寸可以做的更小,所以可以利用部分区域做黑底以提高对比度,可以实现比现在的显示屏幕更宽的色域,使得显示画面更加细腻、色彩更丰富绚丽。
 
实现更高集成度显示,由于Micro-LED晶片尺寸更小,可以满足手机和平板电脑产品对于响应速度快、可以实现部分区域透明显示,易于实现屏下指纹、屏下摄像头、in-cell触控等功能的融合。
 
 
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