Micro-LED显示的发展现状与技术挑战

Micro-LED技术被认为是消费电子领域下一个世代的显示技术.尽管市场上已经有很多公司推出了基于Micro-LED显示技术的样机以及应用示范,然而Micro-LED显示技术远没有达到成熟的程度.本文从Micro-LED显示技术的历史、定义及技术挑战进行了综述,重点总结了Micro-LED在工程领域的技术挑战,最后对M...     

Micro-LED显示及其驱动技术的研究进展

微米发光二极管（Micro-LED）显示是一项新颖并有着广泛应用前景的技术,在显示技术中占有重要地位。MicroLED拥有亮度高、功耗低、寿命长、响应时间短和稳定性高等优点。可以应用于虚拟现实（Virtual Reality,VR）、增强现实（Augmented Reality,AR）、手机等微小型显示器,也可应用于家用电视、会议墙等中大型显示器,在显示领域具有较好的发展潜力。虽然Micro-LED显示应用前景广阔,但其技术尚不成熟,驱动技术面临生产成本高、资源分散等问题,限制了其产业化进程。本文回顾了自2000年以来Micro-LED显示技术的发展历程和研究成果,分析了阵列制备和倒装芯片集成技术,重点研究了Micro-LED显示驱动技术。Micro-LED显示驱动技术分为无源驱动和有源驱动方式,主要介绍了无源驱动的电路原理,有源驱动的互补金属氧化物半导体驱动技术、薄膜晶体管驱动技术以及有源像素驱动电路。     

高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备

本文设计并制备了一款分辨率为1 920×1 080的氮化镓基Micro-LED芯片。采用单次ICP(Inductively Coupled Plasma)刻蚀的方法完成电流扩展层的图案化和台面刻蚀,实现了电流扩展层和台面的自对准。同时,在制作过程中用HMDS(Hexamethyldisiloxane)提高光刻胶附着力,从根本上提高小尺寸台面刻蚀的一致性和完整性。此外,通过垫高N型电极解决了传统倒装芯片中P型电极和N型电极不等高的问题,有利于显示芯片与驱动芯片的键合。该芯片尺寸为17.78 mm(0.7 in),发光单元尺寸为6μm,像素周期为8μm,像素密度达到3 129 PPI。I-V测试数据表明,所制备的Micro-LED的开启电压仅为3.5 V。     

基于Micro-LED照明的量子点颜色转换特性

结合Micro-LED的量子点颜色转换具有高亮度、高效率和宽色域的优势,在显示领域具有广阔的应用前景.建立了Micro-LED照射下的量子点单体模型和阵列模型,对量子点颜色转换的出射光谱、发光效率、发光角度等光学特性进行了研究.首先在Light Tools中建立CdSe/ZnS量子点单体模型,设置模拟光源面、量子点膜层...     

高分辨率AM Micro-LED显示器设计及其驱动实现

设计了一种基于蓝宝石衬底氮化镓基蓝色/绿色多量子阱LED外延片,利用成熟的LED芯片工艺制备了高像素Micro-LED芯片阵列;在Micro-LED芯片和CMOS驱动芯片表面设计并制备了金属凸点,采用高精度倒装焊接工艺实现LED显示芯片和CMOS驱动芯片的良好键合,成功制备了分辨率为640×360的Micro-LED显示器。同时,以FPGA为控制器,设计了Micro-LED显示器的驱动系统,该驱动系统对输入的图像数据进行缓存并将其处理为显示器所能接收的单色图像数据,最后将处理后的图像数据写入驱动芯片并实现图像显示。     

晶圆级Micro-LED芯片检测技术研究进展

随着微型氮化镓（GaN）发光二极管（LED）制造工艺的不断进步,Micro-LED显示有望成为新一代显示技术并在近眼显示、大尺寸高清显示器件、柔性屏幕等领域大放异彩。在Micro-LED显示众多技术环节中,晶圆级Micro-LED芯片的检测是实现坏点拦截,提升显示屏良品率、降低整机制造成本的关键环节。针对大数量（百万数量级）、小尺寸（<50μm）的晶圆级Micro-LED芯片阵列,现有的电学检测手段存在检测效率低、成本高等缺点。因此,提高检测效率、提升检测准确度、降低检测成本是晶圆级Micro-LED检测技术的发展趋势。本文首先介绍了晶圆级Micro-LED芯片检测时所需要检测的几个指标,其次详细介绍并分析了现有的或已经提出的检测手段,最后对晶圆级Micro-LED芯片检测技术进行总结并展望了未来技术发展方向。     

机载激光应用综述

本文综述机载激光应用情况，并展望机载激光的发展。     

基于蓝绿光Micro-LED的可见光通信芯片调制带宽研究

基于氮化镓微米LED(Micro-LED)的可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术成为近年来的研究热点.通过深紫外光刻技术制备了小尺寸的氮化镓基蓝/绿光Micro-LED芯片,深入研究了40～10μm不同尺寸Micro-LED器件的性能,以及其作为VLC光源的调制带宽能力.研究发现,随着LED器件尺寸的缩小,其调制带宽显著增加.通过在电极间加入电磁屏障以及对LED器件侧壁进行钝化修复,直径为10 μm的绿光Micro-LED亮度可达1×108 cd/m2,直径为20 μm的蓝光Micro-LED的调制带宽可达372.6 MHz.研究结果表明,基于氮化镓的Micro-LED芯片在调制带宽上仍有较大的提升空间,经过进一步的研究,有望推动高速可见光通信的系统应用.     

机载平视仪显示组件的研制

平视仪显示组件的发展,经历了CRT模拟像源,正在向TFT-LCD液晶数字像源发展.介绍了机载平视仪TFT-LCD液晶数字像源显示组件的研制,重点解决了高亮度、宽温工作、散热等关键技术.     

蓝光GaN基Micro-LED芯片制备及激光剥离工艺研究

基于半导体制造工艺,制备了尺寸为50μm×80μm的蓝光氮化镓(GaN)基MicroLED芯片。芯片的正向导通电压在2.55V左右;测试了10颗LED芯片在1mA注入电流下的电压值,得到的最大值和最小值分别为3.24和3.12V,波动幅度在4%以内。在1mA的测试电流下,测试芯片的EL光谱峰值波长和半高宽分别为453和14.4nm,芯片的外量子效率可达12.38%,芯片发光均匀且亮度很大。测试结果表明,所制备的Micro-LED芯片具有优异的光电性能。此外,通过激光剥离技术,实现了Micro-LED芯片的转移。研究了激光剥离工艺对MicroLED芯片光电性能的影响,发现在优化的工艺条件下,激光剥离对芯片的光电性能几乎无影响。这些结果有助于小间距微尺寸LED芯片阵列及显示技术的研究。     

一种模块化小型化的机载卫星通信设备

介绍了一种模块化小型化的机载卫星通信设备,提出了设备模块化的设计思想,对分机中变频器的模块化设计、频率综合器的抗震性、功率放大器组合体的散热等几个关键技术进行了分析,给出了设备的研制结果和主要技术指标。     

关于提高高亮度发光二极管发光效率的探讨

使用高亮度发光二极管(HB-LED)的半导体照明技术正受到全球关注,而存在的主要问题是发光效率低。本文指出发光效率即外量子效率是内量子效率和提取效率的乘积。提高内量子效率的方法是获得高质量GaN材料的外延技术,采用四组分AlInGaN结构及在半极性面或非极性面上制作LED,提高提取效率的途径主要有倒装焊技术、表面粗化技术、芯片粘合技术、芯片成形技术以及微芯片阵列技术等。     

机载导航系统在海上飞行中的应用

机载导航系统对海上飞行作用十分重大,系统向飞行员提供了大量的领航数据,其数据实时改变,如果按照其数据飞行,就意为着飞机的航向要跟着不断地变化,频繁地改变航向并不有利于飞行。所以,飞行员要充分利用机载导航系统的数据,根据领航原理人工引领飞机航行,这样,既能充分发挥机载导航系统数据多、自动测量的优势,又能充分发挥人的作用,完好地完成领航任务。飞机在海上飞行时,地标少,可以利用机载导航系统的数据,实施检查航迹、修正航迹、控制飞机转弯、空域飞行、从海上归航等飞行任务。     

机载电子产品上复合材料轻量化设计与应用

针对某机载电子产品的轻量化应用需求,开展了增强型聚苯硫醚材料制件的注塑成型和表面金属化镀覆工艺技术研究,并对研制完成的增强型聚苯硫醚隔筋制件进行了温度冲击试验验证,试验结果表明:试验件尺寸稳定性好,镀层耐高低温冲击环境适应性强,能够满足机载环境下的使用要求。     

LED驱动器IC的发展趋势——来自LED驱动器供应商的访问

本文通过对各LED驱动器厂商的访问,探讨了LED驱动器市场技术发展趋势,以及照明、背光和LEDTV方面的技术特点,并有部分供应商的产品策略。     

ispLSI器件在机载计算机中的应用

介绍了ispLSI器件的特点及设计流程,提供了该器件在机载计算机设计中的具体应用,并给出了系统设计的部分单元逻辑电路及ispLSI器件使用中安全性设计措施.     

机载预警雷达的应用

本文阐述预警机雷达的演变进程，各代预警机雷达的水平和特点，各国预警机雷达的应用概况，以及未来预警机雷达的发展趋势。     

LCD在机载环境下的应用研究

由于一般商用的液晶屏不能直接在航空环境下使用，因此，把商用的液晶屏在亮度、对比度、低温启动、振动、视角几个方面进行改造，使之适用于机载环境。