El láser ayuda a la pantalla micro led a superar el cuello de botella tecnológico.
La estructura de visualización del micro led es una matriz de leds miniaturizada. En la actualidad, el tamaño de un solo chip micro led puede ser inferior a 10 μ m, que es el 1% del tamaño del led convencional. Cada micro led puede ser considerado como un píxel, cada píxel puede lograr el control de dirección, unidad independiente y auto-luminoso. Estructuralmente, el micro led es un diodo de contacto de unión p-n que está formado por material GaN de tipo p y material GaN de tipo n mientras ambos materiales están en estrecho contacto. Cuando se aplica una tensión de avance en ambos lados de la unión p-n, es decir, la tensión positiva se aplica en el lado del GaN de tipo p, y la tensión negativa se aplica en el lado del GaN de tipo n, los portadores de ambos lados de la unión p-n pueden moverse fácilmente entre sí. A continuación se produce la recombinación radiativa de los huecos de electrones para producir la emisión de luz. La matriz de micro led conecta los electrodos positivo y negativo de cada micro led a través de un electrodo de rejilla vertical escalonado positivo y negativo e ilumina el micro led para mostrar la imagen mediante el barrido a través de la secuencia de las líneas de electrodos.
Debido a la estructura especial y al principio de emisión de luz del chip micro led, la pantalla de visualización basada en chip micro led tiene las ventajas de alto píxel, alta saturación de color, bajo consumo de energía, alto brillo, respuesta rápida y larga vida útil. En cuanto a la calidad de la pantalla, el tamaño de chip único del micro led puede ser inferior a 10 μ m, por lo que la pantalla micro led puede integrar una densidad de píxeles extremadamente alta. Según datos relevantes, la densidad de píxeles de la pantalla OLED del iPhone X en el mercado es de 458ppi, mientras que la pantalla micro led puede alcanzar más de 2000ppi; En términos de rendimiento, el micro led se compone de materiales inorgánicos, y la vida útil de la pantalla micro led es más larga que la de la pantalla OLED que se quema fácilmente y que se compone de material orgánico emisor de luz; En el nivel técnico, la pantalla micro led adopta la tecnología de auto-luminiscencia impulsada por un solo punto, con una velocidad de reacción y eficiencia ultrarrápidas de grado nanosegundo (ns). Por ejemplo, la aplicación en la industria de la RV. Dado que la velocidad de respuesta del micro led es extremadamente rápida, puede resolver eficazmente los problemas de emborronamiento y retardo, eliminar el vértigo del usuario de RV, puede mejorar en gran medida la sensación de inmersión y mejorar la experiencia del usuario; En términos de consumo de energía, el micro led que utiliza la unión p-n como una estructura típica tiene las características de alto brillo y bajo consumo de energía, lo que puede mejorar el tiempo de vida de los dispositivos portátiles.
La tecnología láser clave en las pantallas micro LED
La pantalla micro led tiene un rendimiento excelente, pero le falta abrirse paso a nivel técnico. Una de las tecnologías clave es la exfoliación del sustrato epitaxial. En el caso de los chips de micro led basados en materiales luminiscentes, debido al bajo desajuste reticular entre el GaN y el zafiro y a su bajo precio, el sustrato de zafiro se convierte en el sustrato principal para el crecimiento epitaxial del material GaN. Sin embargo, la falta de conductividad y la escasa conductividad térmica del sustrato de zafiro afectan a la eficiencia luminosa de los dispositivos micro led; mientras tanto, la fragilidad del zafiro es desventajosa para la aplicación de micro led en la dirección de la pantalla flexible. Basándose en las razones anteriores y las ventajas de la pantalla micro led en sí, tales como alta resolución, alto brillo, alto contraste, etc., la eliminación por láser de zafiro es un segmento necesario y clave, y la tecnología de eliminación por láser puede resaltar las ventajas de micro led.
El decapado por láser es esencialmente un proceso de barrido de un solo pulso, por lo que existe una gran demanda de uniformidad y estabilidad del haz láser. Debido a la gran demanda de tecnología láser y a la estabilidad del proceso, no hay muchas empresas en el mundo que dispongan de esta tecnología y puedan aplicarla en una producción estable. En la actualidad, Han’s Laser es el único representante de la producción estable en nuestro país.
La tecnología de stripping láser utiliza un rayo láser pulsado de alta energía para penetrar en el sustrato de zafiro mientras la energía de los fotones se encuentra entre la brecha de banda del zafiro y la brecha de banda del GaN, la interfaz entre el sustrato de zafiro y el material epitaxial de GaN se explora uniformemente mediante la técnica de stripping láser; la capa de GaN absorbe una gran cantidad de energía de los fotones y se descompone en Ga líquido y nitrógeno, la separación de Al2O3 de la película fina de GaN o del chip led de GaN, de modo que el sustrato de zafiro se puede desprender casi sin fuerza externa.
El láser ayuda a las pantallas micro led a superar el cuello de botella tecnológico
Han’s DSI lleva desde 2013 investigando y desarrollando la tecnología de decapado por láser (laser lift off, llo), dirigida al decapado de sustratos de zafiro de micro led basados en GaN y obleas led de estructura vertical, y ha desarrollado y puesto en marcha con éxito equipos automáticos de decapado por láser llo.
El equipo utiliza un láser semiconductor de estado sólido (dpss) como fuente de luz. La longitud de onda de 266 nm de desarrollo propio puede utilizarse en el módulo de duplicación de frecuencia láser de producción estable. Tiene las ventajas de un largo ciclo estable y un bajo coste de mantenimiento; el rayo láser, la estabilidad de la potencia y la eficiencia del láser son mucho mejores que los equipos de excimer del extranjero. Rendimiento de procesamiento superior, especialmente para el decapado de algunos sustratos epitaxiales especiales (como el sustrato de zafiro gráfico, etc.); La profundidad de enfoque alcanza 1000 μ m. Para obleas alabeadas, también se puede garantizar un efecto de pelado estable dentro de un cierto rango; Buena estabilidad del equipo, carga y descarga automática, producción continua de 24 horas, ahorros significativos en el coste de mano de obra; Gran área de procesamiento, puede procesar selectivamente obleas de 2~6 pulgadas, equipada con una cámara CCD de alta precisión, puede lograr con precisión el pelado regional; La eficiencia de procesamiento es alta, como la oblea de 4 pulgadas, se tarda unos 140 segundos en completar el procesamiento de un solo chip, mientras que el dispositivo excimer tradicional tarda más de 300 segundos. Su excelente rendimiento ha permitido que el equipo supere la verificación de rendimiento y funcione de forma estable en muchas empresas fotoeléctricas, institutos de investigación y universidades de la industria.
En el campo de la tecnología de decapado por láser LLO, Han’s DSI acumula constantemente experiencia en el sector, perfecciona la reserva técnica, mejora y optimiza continuamente el proceso, y actualiza y sustituye activamente los equipos, de modo que la tecnología y los equipos tengan competitividad básica; al mismo tiempo, Han’s DSI ha presentado solicitudes de patentes relacionadas con la tecnología y los equipos de decapado por láser.
La DSI de Han también está llevando a cabo activamente una disposición estratégica en otras áreas técnicas del micro led. Para los problemas más técnicos que surjan en su desarrollo, también puede aportar las soluciones correspondientes:
- En la actualidad, ¿cuál es el tamaño de la unidad de chip micro led que se puede decapar con decapado láser estable y de alto rendimiento? DSI de Han puede despojar a la micro led que ha aparecido en el mercado con la unidad más pequeña partícula que es 10-15 μ m.
- ¿Cómo transferir estos micro led al sustrato, cómo unirlos, cómo accionar el circuito? La enorme cantidad de transferencia tras el decapado por láser se ha convertido en la actualidad en el foco de investigación y desarrollo de varias plantas de led y plantas de paneles. La DSI de Han está comprometida con la investigación y el desarrollo de procesos relacionados con los microladrillos. En la actualidad, los grandes esquemas de transferencia relacionados en cooperación son el esquema de transferencia láser d-bounding y el esquema de transferencia por contacto.
- Debido a la escasa consistencia de la longitud de onda del micro led, el color del led es desigual. Para fabricar un panel entero de micro led que tenga el mismo tamaño que el de los smartphones, la tasa de buen producto es muy baja. La detección de las propiedades ópticas y eléctricas de los microchips led es también una de las principales dificultades del seguimiento. En la actualidad, la DSI de Han lleva a cabo investigaciones técnicas en el campo de la detección.
Todavía hay muchos cuellos de botella en el desarrollo de la tecnología micro led, pero gracias a sus ventajas, esta tecnología sigue siendo un punto brillante para el desarrollo en el futuro. Como proveedor líder de equipos nacionales de gama alta, Han’s DSI siempre ha seguido la demanda del mercado, se ha situado a la vanguardia de la tecnología de aplicación de las industrias relacionadas y ha proporcionado soluciones láser profesionales a las empresas.
