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Micro-LED | 破纪录! JBD研发出像素间距已经达2.5微米的面板

CINNO 2019/6/24 15:02:36

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中玻网】总部位于香港的Jade Bird Display Ltd(JBD)近期展示了一款有源矩阵Micro-LED(AM-uLED)显示面板。据称,该面板的像素间距已经达到破纪录的2.5微米。

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由JBD专有的混合集成技术制造的AM-uLED显示面板(图片来源:互联网)

  这款像素间距只有2.5微米的AM-uLED显示面板的制造使用到了JBD专有的混合集成技术。在混合集成工艺中,JBD首先使用MOCVD在其衬底(例如蓝宝石和GaAs)上生长超薄的InGaN(用于蓝色和绿色发光芯片)和AlInGaP(用于红色发光芯片)外延层。紧接着,他们将完整的外延层片与衬底晶片分离,并在低于350℃的温度下键合到CMOS晶片上。这种在晶圆层面实现外延转移的方案规避了单颗芯片大量转移键合带来的问题,它明显提高了像素芯片的产率,以及均匀性和整个制造产量。

  在外延层转移之后,他们进一步通过标准的光刻和蚀刻技术将外延层薄片转换成CMOS背板晶片上的发光像素阵列。随后,研究人员通过光刻,钝化和金属化几个循环步骤制作电接触。

  在将晶片切割成芯片之前,研究人员在上述单片晶圆层面,还会在发光像素上制造诸如微透镜和反射器阵列等光学元件。为了获得所需准直度的发光效果,这些发光像素的台面直径大约被设计为像素间距的三分之一。对于2.5μm像素间距,也就是说其发光像素的台面直径将小于1μm,如上面图1中的扫描电子显微镜图像所示。

  除了进一步做小单色发光像素的尺寸以外,该公司还在探索多色Micro-LED显示器面板的开发制作。这些多色Micro-LED面板是通过堆叠多片空白外延层和CMOS背板晶片来制造的。在堆叠了这些外延层之后,研究人员会继续进行剩下的III-V化合物半导体薄膜的制作流程。如上述,因为该方案规避了单颗芯片键合带来的大量转移问题,研究人员便可以实现期望的像素产率和均匀性。

  与DLP和LCOS相比,AM-uLED显示面板不需要额外的照明光源。III-V氮化物化合物半导体的发光和CMOS基板的数字图像控制被集成在了0.5mm厚的芯片中。这种混合集成明显降低了VR或AR设备中光学系统的复杂性。此外,与OLED的发光像素相比,化合物半导体发光像素可以输出更高的光强度。

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展示了在晶片层面点灯测试一块双色像素阵列的SEM图像,这块阵列产品具有40μm的间距,该光学显微镜下的像素点亮图像用于概念验证。(图片来源:互联网)

  例如,JBD的2.5μm像素间距AM-uLED显示面板在625nm的波长下可以输出100万尼特的光亮度,这比OLED的发光性能高出几个数量级。此外,AM-uLED显示面板无需任何移动部件且不含有机材料,可在较宽的温度范围(-50℃至100℃)和极其恶劣的环境(振动和紫外线辐射)下使用,具有非常高的可靠性和很长的寿命。

  JBD成立于2015年,目前正在从研发阶段过渡到制造和销售阶段。2019年4月,JBD发布了5μm间距系列的Micro-LED产品。该系列包含分辨率为1280×720的单色面板。这里的2.5μm间距系列产品计划于2020年底发布。随着其在上海的试验工厂的成立,JBD将继续扩大其制造能力和他们的开发工作以支持它的客户。

作者:小C君编译11124次浏览

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